Python - Context Manager 上下文管理器

2021年9月27日 9点热度 0条评论 来源: 小菠萝测试笔记

什么是上下文管理器

官方解释...

  • 上下文管理器是一个对象
  • 它定义了在执行 with 语句时要建立的运行时上下文
  • 上下文管理器处理进入和退出所需的运行时上下文以执行代码块
  • 上下文管理器通常使用 with 语句调用,但也可以通过直接调用它们的实例方法来使用

一顿花里胡哨猛如虎,结果我也不太懂

 

简单一句话

同时包含 __enter__() 和 __exit__() 方法的对象就是上下文管理器

 

__enter__(self)

  • 进入上下文管理器自动调用的方法
  • 该方法会在 with ... as ... 代码块执行之前执行
  • 如果 with 语句 as 子句,且该方法返回值,那么该方法的返回值会被赋值给 as 子句后的变量,最常见的 with open('file_path', 'w') as file: 
  • 该方法可以返回多个值,因此在 as 子句后面也可以指定多个变量(多个变量必须由“()”括起来组成元组)

 

__exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback)

  • 退出上下文管理器自动调用的方法,会返回一个布尔类型的值
  • 该方法会在 with ... as ... 代码块执行之后执行
  • 如果 with ... as ... 代码块成功执行结束,程序自动调用该方法,且三个参数都为 None
  • 如果 with ... as ... 代码块执行时发生异常,通过 sys.exc_info() 得到异常信息,三个参数值分别是:异常类型、异常信息、异常回溯信息类型

 

有哪些常见上下文管理器?

打开文件

with open('file_path', 'w') as file:
    file.write('hello world !')

 

拆分了解

  • 上下文表达式: with open('file_path', 'w') as file: 
  • 上下文管理器: open('file_path', 'w') 
  • file:可以理解为资源对象

 

执行顺序

  1. 先执行 open() 的 __enter__() 方法,将返回值赋值给 file
  2. 执行 file.write('hello world !') 
  3. 最后执行 open() 的 __exit__() 方法

 

自定义上下文管理器

其实有两种方式

  1. 基于类实现
  2. 基于生成器实现

 

基于类实现上下文管理器

只需要给对象添加一个 __enter__ 和一个 __exit__ 方法

import sys


class Resource:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("== 初始化方法 ==")

    def __enter__(self):
        print(f"** 进入上下文管理器自动调用:name is {self.name}")
        # 可以返回任意类型的值
        return {"name": self.name}

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print(f"## 退出上下文管理器自动调用:", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
        if exc_tb is None:
            print("没有异常时关闭资源")
        else:
            print("遇到异常时关闭资源")

 

通过 with 来调用该上下文管理器

也称为:使用 with ... as ... 管理资源

with Resource("小菠萝") as r:
    print(r)

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用:name is 小菠萝
{'name': '小菠萝'}
## 退出上下文管理器自动调用: (None, None, None) None None None
没有异常时关闭资源

__exit__() 方法的三个参数值都是 None

 

with 代码块抛出异常

with Resource("异常小菠萝") as r:
    print('[with代码块] 异常之前的代码')
    raise Exception("抛出了 Exception")
    print('[with代码块] ~~~~~~~~异常之后的代码')

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用:name is 异常小菠萝
[with代码块] 异常之前的代码
## 退出上下文管理器自动调用: (<class 'Exception'>, Exception('抛出了 Exception'), <traceback object at 0x10e203200>) <class 'Exception'> 抛出了 Exception <traceback object at 0x10e203200>
遇到异常时关闭资源
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/polo/Documents/pylearn/第七章:文件相关/1_上下文管理器.py", line 36, in <module>
    raise Exception("抛出了 Exception")
Exception: 抛出了 Exception 

代码块抛出异常的时候,可以看到 __exit__() 方法的三个参数值的确来源于 sys.exc_info() 

 

总结

  • 无论 with 代码块是否有异常,最终都会自动调用 __exit__() 方法
  • 当抛出异常时,__exit__() 默认返回 None,会重新抛出异常到外面,让 with ... as ... 以外的代码来处理异常
  • 反之,如果返回 True,就会忽略异常,不再对异常进行处理

 

__exit__() 返回 True

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print(f"## 退出上下文管理器自动调用:", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
        if exc_tb is None:
            print("没有异常时关闭资源")
        else:
            print("遇到异常时关闭资源")
            return True


# 再次运行
with Resource("异常小菠萝") as r:
    print('[with代码块] 抛出异常之前的代码')
    raise Exception
    print('[with代码块] 抛出异常之后的代码')

 

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用:name is 异常小菠萝
[with代码块] 异常之前的代码
## 退出上下文管理器自动调用: (<class 'Exception'>, Exception('抛出了 Exception'), <traceback object at 0x100e29200>) <class 'Exception'> 抛出了 Exception <traceback object at 0x100e29200>
遇到异常时关闭资源

不再抛出异常

 

基于生成器实现上下文管理器

通过装饰器 contextlib.contextmanager,来定义自己所需的基于生成器的上下文管理器

from contextlib import contextmanager


@contextmanager
def file_manager(name, mode):
    try:
        # 1、打开文件
        file = open(name, mode)
        # 2、返回文件资源对象
        yield file
    finally:
        # 3、关闭文件
        file.close()


with file_manager('a.txt', 'w') as file:
    print(file)
    file.write('hello world')
  • 函数 file_manager() 就是一个生成器
  • 当执行 with as 语句时,获取文件资源对象,生成器暂停执行,返回文件资源对象并赋值给 file
  • 当 with 语句执行完后,生成器继续执行剩余代码,关闭文件,释放资源

 

总结

  • 基于生成器的上下文管理器时,不再用定义 __enter__() 和 __exit__() 方法
  • 但需要加上装饰器 @contextmanager

 

with 语句的教程

https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15335965.html

    原文作者:小菠萝测试笔记
    原文地址: https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15335954.html
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