Python教程(27)——如何使用Python中的上下文管理器

卢金明

当我们在编写代码时，经常会遇到需要管理资源的情况，比如打开和关闭文件，如果遇到了一些异常情况，我们需要关闭资源，不然会导致资源泄露，虽然我们可以通过手动的方式来关闭，但如果有多个异常情况需要考虑的话，万一不小心漏了一处，就芭比Q了。所以，如果有一种更加优雅的方式来处理资源泄露的问题，那必定是非常nice的。而上下文管理器就是在这样的背景下诞生的。

上下文管理器

上下文管理器（Context Manager）是 Python 中用来管理资源、执行特定操作以及处理异常的对象。上下文管理器通过实现特定的方法使得它们可以在 with 语句中被使用，确保资源的正确获取和释放。
在 Python 中，上下文管理器通常使用类中的特殊方法 __enter__ 和 __exit__ 来实现。具体来说：
1、 __enter__ 方法在进入 with 语句块时被调用，通常用于获取资源或者执行一些初始化操作，一般返回管理器对象。
2、 __exit__ 方法在离开 with 语句块时被调用，无论代码块中是否发生异常，该方法都会被执行。这个方法通常用来释放资源，清理工作以及处理异常情况。放法中含有三个参数分别是：异常类型、异常实例对象和异常栈对象

1. class MyContextManager:
2.     def __enter__(self):
3.         print("Entering the context")
4.         # 执行一些初始化操作，比如打开资源
5.         return self
6.         
7.     def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
8.         print("Exiting the context")
9.         # 执行一些清理操作，比如关闭资源
10.         if exc_type is not None:
11.             print(f"Exception: {exc_type}, {exc_value}")
12.         # 返回 True 表示异常已经被处理，返回 False 则异常会被传播
13.         return True
15. # 使用上下文管理器
16. with MyContextManager() as manager:
17.     print("Inside the context")
18.     # 执行一些操作，比如读写资源
19.     # 如果在这里发生了异常，异常会被传递给 __exit__ 方法进行处理

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比如上面的这个示例中，MyContextManager 是一个简单的上下文管理器类，通过实现 __enter__ 和 __exit__ 方法来定义上下文管理器的行为。在 with 语句块中使用该上下文管理器，会执行相应的操作（进入、执行、退出上下文），确保资源的正确管理。
上面的代码运行结果：

1. Entering the context
2. Inside the context
3. Exiting the context

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with语句

很多人说with语句是用来创建上下文管理器，准确的说，这样子的说法是不对的。之前的例子中，MyContextManager是一个上下文管理器的类，而我们所谓的创建上下文管理器，无非就是创建上下文管理器的对象。那么以下这样子不就是创建了一个上下文管理器对象吗？

1. m = MyContextManager()

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所以准确的说，with语句是Python提供的一种管理上下文的语法结构，能够自动调用上下文管理器的__enter__和__exit__方法。通过with语句，可以确保在进入和退出代码块时自动执行必要的操作。
例如，使用with语句的上下文管理器来打开和关闭文件：

1. with open('example.txt', 'r') as file:
2.     content = file.read()
3.     print(content)
5. # 文件在with语句块结束后会自动关闭，即使发生异常也会正确关闭文件

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open函数返回的文件对象是一个上下文管理器，本身就不需要再去实现了，通过使用with关键字，确保在代码块执行完毕后文件会被正确关闭。无需手动调用 file.close() 方法。这样可以提高代码可读性和可维护性，避免忘记关闭文件而导致资源泄漏的问题。
当然我们也可以自己手动实现一个file上下文管理器

1. class FileContextManager:
2.     def __init__(self, file_name, mode):
3.         self.file_name = file_name
4.         self.mode = mode
6.     def __enter__(self):
7.         self.file = open(self.file_name, self.mode)
8.         return self.file
10.     def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback):
11.         if self.file:
12.             self.file.close()
14. # 使用自定义的文件上下文管理器类来打开文件
15. with FileContextManager('example.txt', 'w') as file:
16.     file.write("程序员一点来啦！")

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这个就是一个比较简单的文件上下文管理器，FileContextManager('example.txt', 'w')和上面open('example.txt', 'r')功能是差不多的。
以上就是关于上下文管理器的一些简单介绍。总的来说，上下文管理器是 Python 提供的一种非常方便的资源管理机制，可以帮助我们更好地管理和释放资源，简化代码逻辑，提高代码的健壮性，写出更加优雅的代码，在项目开发中使用起来非常的舒服。

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来源:https://www.cnblogs.com/kiwiblog/p/18019914
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