python高阶教程-上下文管理器
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从资源的释放说起
我们知道在打开一个文件后必须关闭、打开一个socket之后也必须关闭，但是总会由于代码的比较复杂或其他原因忘记释放这些资源，导致未定义的后果。
关闭这些资源其实就是为了给后续代码一个“未曾破坏”的运行环境，即在使用这些资源的前后，应保证上下文环境是相同的。与嵌入式编程中的中断需要保存现场、恢复现场有些相似。
在python中是用with语句来实现上下文管理的。
with语句的执行流程
在python中使用with进行上下文的管理，with语句的执行过程如下：
- 计算表达式的值，返回一个上下文管理器对象
- 加载上下文管理器对象的exit()方法，但不执行
- 调用上下文管理器对象的enter()方法
- 如果with语句设置了目标对象，则将enter()方法的返回值赋给目标对象
- 执行with中的代码块
- 如果5中的代码正常结束，调用上下文管理器对象的exit()方法，其返回值直接忽略。
- 如果5中的代码发生异常，调用上下文管理器对象的exit()方法，并将异常类型、异常值和traceback传递给exit()方法。如果exit()方法返回值为false，则异常会被重新抛出；如果其返回值为true，则视为异常已经被处理，程序继续执行。
使用类实现上下文
在类中是通过__enter__()和__exit__()方法实现的。下面是一个简单的例子。
class my_context():
def __init__(self, num):
self.num = num
def __enter__(self):
print("entering")
return self
def __exit__(self, exception_type,
exception_value,
traceback):
print("exiting")
# test it
with my_context(1) as ins:
print("ins' num is", ins.num)运行上述代码后，输出为
entering
ins' num is 1
exiting可以看出，只要在类中实现了__enter__和__exit__这两个方法，就可以实现一个简单的上下文管理。
在类实现的上下文管理器中进行异常处理
class my_context():
def __init__(self, num):
self.num = num
def __enter__(self):
print("entering")
return self
def __exit__(self, exception_type,
exception_value,
traceback):
print("exiting")
if exception_type is None:
ret = True
elif exception_type is ValueError:
print("Value error handled")
ret = True
else:
print("Unknown exception type,"
"throw it")
ret = False
return ret
# test it
print("Test 1, no exception")
with my_context(1) as ins:
print("ins' num is", ins.num)
print()
print("Test 2, value error")
with my_context(2) as ins:
print("ins' num is", ins.num)
raise(ValueError)
print()
print("Test 3, key error")
with my_context(3) as ins:
print("ins' num is", ins.num)
raise(KeyError)上述代码执行后输出如下：
Test 1, no exception
entering
ins' num is 1
exiting
Test 2, value error
entering
ins' num is 2
exiting
Value error handled
Test 3, key error
entering
ins' num is 3
exiting
Unknown exception type,throw it
Traceback (most recent call last):
File "error_class.py", line 36, in <module>
raise(KeyError)
KeyError可以看到，如果在执行with代码块的时候发生了异常，可以在__exit__()方法中进行处理。如果处理结束，返回True，代码继续执行；如果无法处理，就返回False，python会把这个异常继续抛出，直至被正常处理。
使用生成器实现上下文管理器
如果我们只是为一个简单的函数进行上下文管理，那么定义一个类略有些麻烦。好在我们还有标准库可以使用，这个标准库是contextlib。下面是一个简单的应用例子。
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def process(num):
print("entering")
yield num
print("exiting")
# test it
with process(1) as test_num:
print("test num is", test_num)执行上述代码后，运行结果如下：
entering
test num is 1
exiting可以看出，yield关键词用于产生一个生成器，这个生成器又被上下文管理器封装，最后由为with语句返回，即test_num.
在生成器实现的上下文管理器中进行异常处理
使用类的方法进行上下文管理时，异常是作为参数传递的，那使用生成器进行上下文管理时应该怎样做呢？首先想到用try...except语句，如下面的代码所示：
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def process(num):
print("entering")
try:
yield num
except RuntimeError as err:
print("handled error:", err)
finally:
print("exiting")
# test it
print("Test with runtime error")
with process(1) as test_num:
print("test num is", test_num)
raise(RuntimeError("It's runtime error"))
print()
print("Test with value error")
with process(2) as test_num:
print("test num is", test_num)
raise(ValueError("It's value error"))上述代码运行后，输出为：
Test with runtime error
entering
test num is 1
handled error: It's runtime error
exiting
Test with value error
entering
test num is 2
exiting
Traceback (most recent call last):
File "./generator_error_func.py", line 24, in <module>
raise(ValueError("It's value error"))
ValueError: It's value error我们在try..except语句中对RuntimeError进行了处理，所以代码可以继续执行；没有对ValueError处理，所以异常继续向上抛，直到控制台输出错误信息。
这里也可以看出，实际上with代码块的内容是在紧接着yield关键词后执行的。了解这个执行顺序后，就可以对上下文管理中出现的错误进行处理。