[Python知识库]深入探究Python上下文管理器

引子

上下文管理器是一种简化代码的有力方式，其内部也蕴含了很多Python的编程思想，今天我们就来探究一下Python的上下文管理器。

大家之前都知道，使用Python打开文件的时候最好要使用with语句，因为这样就算在文件操作中出现了异常，也不会导致内存泄露

代码示例：

最简单的文件打开方式(容易导致内存泄露)

f = open("./xxx.txt")
f.close()

安全的文件打开方式，虽然相对复杂但是有效

# 打开文件
f = open('file.txt')
try:
    for line in f:
        # 读取文件内容 执行其他操作
        # do_something...
finally:
    # 保证关闭文件
    f.close()

我们最经常使用的文件打开方式

with open('file.txt', "r") as r:
	pass

如果一个对象要用with语句，那内部要定义__enter__()方法和__exit__()方法。
以下为一个示例

class TestContext:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def __enter__(self):
        print('进入enter')
        return self.val

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
        print("进入exit")
        print('exc_type: %s' % exc_type)
        print('exc_value: %s' % exc_value)
        print('exc_tb: %s' % exc_tb)


with TestContext(12) as t:
    print("进入with内部")
    raise ValueError
    print('t: %s' % t)

运行后结果如下图

不难看出，语句的调用顺序
先进入__enter__()中， 该方法的返回值赋值给上述代码中with后边的t。如果with下的语句出现了异常就会先执行__exit__()语句中的内容。如果没有发生异常，就在执行完毕with下方语句之后执行__exit__()语句。

概念：

上下文管理协议（Context Management Protocol）

包含方法 enter() 和 exit() ，支持该协议的对象要实现这两个方法。

上下文管理器（Context Manager）

支持上下文管理协议的对象，这种对象必须实现 enter() 和 exit() 方法。
上下文管理器定义执行with语句时要建立的运行时上下文，负责执行with语句块上下文中的进入与退出操作。
通常使用with语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。

• enter()
  with语句执行时，先获取上下文管理器对象，随后调用其 enter()
  若有 as var 语句，则将返回值赋给变量var
  可以返回上下文管理器对象本身，也可以是其他相关对象
• exit()
  带有三个参数 exc_type, exc_val, exc_tb
  若上下文管理器对象执行无异常，则三个参数均为 None
  若发生异常，则三个参数分别为 异常类型，异常值和tracback信息