Python with语句上下文管理器两种实现方法分析

本文实例讲述了Python with语句上下文管理器。分享给大家供大家参考，具体如下：

在编程中会经常碰到这种情况：有一个特殊的语句块，在执行这个语句块之前需要先执行一些准备动作；当语句块执行完成后，需要继续执行一些收尾动作。例如，文件读写后需要关闭，数据库读写完毕需要关闭连接，资源的加锁和解锁等情况。

对于这种情况python提供了上下文管理器（Context Manager）的概念，可以通过上下文管理器来定义/控制代码块执行前的准备动作，以及执行后的收尾动作。

一、为何使用上下文管理器

1、不使用上下文管理器的情况

通过try...finally语句执行异常处理和关闭句柄的动作。

logger = open("log.txt", "w")
try:
　　logger.write('Hello ')
　　logger.write('World')
finally:
　　logger.close()
print logger.closed

2、使用上下文管理器

默认文件Python的内置file类型是支持上下文管理协议的。
使用上下文管理器with使得依据精简了很多。

with open("log.txt", "w") as logger:
　　logger.write('Hello ')
　　logger.write('World')
print logger.closed

二、实现上下文管理器实现上下文管理器有两种方式实现。方法一：类实现__enter__和__exit__方法。方法二：contextlib模块装饰器和生成器实现。

下面我们通过两种方法分别实现一个自定义的上下文管理器。

1、方法一：通过类实现__enter__和__exit__方法

class File(object):
 def __init__(self, file_name, method):
  self.file_obj = open(file_name, method)
 def __enter__(self):
  return self.file_obj
 def __exit__(self, type, value, traceback):
  self.file_obj.close()
with File('demo.txt', 'w') as opened_file:
 opened_file.write('Hola!')

实现__enter__和__exit__方法后，就能通过with语句进行上下文管理。

a、底层都发生了什么？

1、with语句先暂存了File类的__exit__方法，然后它调用File类的__enter__方法。
2、__enter__方法打开文件并返回给with语句，打开的文件句柄被传递给opened_file参数。
3、with语句调用之前暂存的__exit__方法，__exit__方法关闭了文件。

b、异常处理

关于异常处理，with语句会采取哪些步骤。

1. 它把异常的type,value和traceback传递给__exit__方法
2. 它让__exit__方法来处理异常
3. 如果__exit__返回的是True，那么这个异常就被忽略。
4. 如果__exit__返回的是True以外的任何东西，那么这个异常将被with语句抛出。

异常抛出

#异常抛出，_exit__返回的是True以外的任何东西，那么这个异常将被with语句抛出
class File(object):
 def __init__(self, file_name, method):
  self.file_obj = open(file_name, method)
 def __enter__(self):
  return self.file_obj
 def __exit__(self, type, value, traceback):
  self.file_obj.close()
  print "type:",type
  print "value:",value
  print "traceback:",traceback
with File('demo.txt', 'w') as opened_file:
 opened_file.undefined_function('Hola!')
#output================================================
# type: <type 'exceptions.AttributeError'>
# value: 'file' object has no attribute 'undefined_function'
# traceback: <traceback object at 0x000000000262D9C8>
#  opened_file.undefined_function('Hola!')
# AttributeError: 'file' object has no attribute 'undefined_function'

异常忽略：
    
#异常忽略，__exit__返回的是True，那么这个异常就被忽略。
class File(object):
 def __init__(self, file_name, method):
  self.file_obj = open(file_name, method)
 def __enter__(self):
  return self.file_obj
 def __exit__(self, exception_type, exception_value, traceback):
  print("Exception has been handled")
  self.file_obj.close()
  return True
with File('demo.txt', 'w') as opened_file:
 opened_file.undefined_function('Hola!')
# output==================================
# Exception has been handled

2、方法二：contextlib模块装饰器和生成器实现

这种方式实现更优雅，我个人更喜欢这种方式。

yield之前的代码由__enter__方法执行，yield之后的代码由__exit__方法执行。本质上还是__enter__和__exit__方法。

# coding:utf-8
import contextlib
@contextlib.contextmanager
def myopen(filename, mode):
 f = open(filename, mode)
 try:
  yield f.readlines()
 except Exception as e:
  print e
 finally:
  f.close()
if __name__ == '__main__':
 with myopen(r'c:\ip2.txt', 'r') as f:
  for line in f:
   print line

3、with语句上多个下文关联

直接通过一个with语句打开多个上下文，即可同时使用多个上下文变量，而不必需嵌套使用with语句。    
class File(object):
 def __init__(self, file_name, method):
  self.file_obj = open(file_name, method)
 def __enter__(self):
  return self.file_obj
 def __exit__(self, exception_type, exception_value, traceback):
  self.file_obj.close()
  return True
with File('demo.txt', 'w') as f1,File('demo.txt','w') as f2:
 print f1,f2
# Output============================# <open file 'demo.txt', mode 'w' at 0x000000000263D150> <open file 'demo.txt', mode 'w' at 0x000000000263D1E0>