前言

with 這個(gè)關(guān)鍵字，對(duì)于每一學(xué)習(xí)Python的人，都不會(huì)陌生。

操作文本對(duì)象的時(shí)候，幾乎所有的人都會(huì)讓我們要用 with open ，這就是一個(gè)上下文管理的例子。你一定已經(jīng)相當(dāng)熟悉了，我就不再?gòu)U話了。

            
with open('test.txt') as f:
  print f.readlines()
          

什么是上下文管理器？

基本語(yǔ)法

            
with EXPR as VAR:
  BLOCK
          

先理清幾個(gè)概念

1. 上下文表達(dá)式：with open('test.txt') as f:

2. 上下文管理器：open('test.txt')

3. f 不是上下文管理器，應(yīng)該是資源對(duì)象。

如何寫(xiě)上下文管理器？

要自己實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)上下文管理，要先知道上下文管理協(xié)議。

簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，就是在一個(gè)類里，實(shí)現(xiàn)了__enter__和__exit__的方法，這個(gè)類的實(shí)例就是一個(gè)上下文管理器。

例如這個(gè)示例：

            
class Resource():
  def __enter__(self):
    print('===connect to resource===')
    return self
  def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print('===close resource connection===')     
  def operate(self):
    print('===in operation===')     
with Resource() as res:
  res.operate()
          

我們執(zhí)行一下，通過(guò)日志的打印順序。可以知道其執(zhí)行過(guò)程。
===connect to resource==
===in operation===
===close resource connection===

從這個(gè)示例可以很明顯的看出，在編寫(xiě)代碼時(shí)，可以將資源的連接或者獲取放在__enter__中，而將資源的關(guān)閉寫(xiě)在__exit__ 中。

為什么要用上下文管理器？

學(xué)習(xí)時(shí)多問(wèn)自己幾個(gè)為什么，養(yǎng)成對(duì)一些細(xì)節(jié)的思考，有助于加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

為什么要使用上下文管理器？

在我看來(lái)，這和 Python 崇尚的優(yōu)雅風(fēng)格有關(guān)。

• 可以以一種更加優(yōu)雅的方式，操作（創(chuàng)建/獲取/釋放）資源，如文件操作、數(shù)據(jù)庫(kù)連接；
• 可以以一種更加優(yōu)雅的方式，處理異常；

第一種，我們上面已經(jīng)以資源的連接為例講過(guò)了。

而第二種，會(huì)被大多數(shù)人所忽略。這里會(huì)重點(diǎn)講一下。

大家都知道，處理異常，通常都是使用 try...execept.. 來(lái)捕獲處理的。這樣做一個(gè)不好的地方是，在代碼的主邏輯里，會(huì)有大量的異常處理代理，這會(huì)很大的影響我們的可讀性。

好一點(diǎn)的做法呢，可以使用 with 將異常的處理隱藏起來(lái)。

仍然是以上面的代碼為例，我們將1/0 這個(gè)一定會(huì)拋出異常的代碼寫(xiě)在 operate 里

            
class Resource():
  def __enter__(self):
    print('===connect to resource===')
    return self
 
  def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print('===close resource connection===')
    return True
 
  def operate(self):
    1/0
 
with Resource() as res:
  res.operate()
          

運(yùn)行一下，驚奇地發(fā)現(xiàn)，居然不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

這就是上下文管理協(xié)議的一個(gè)強(qiáng)大之處，異常可以在__exit__ 進(jìn)行捕獲并由你自己決定如何處理，是拋出呢還是在這里就解決了。在__exit__ 里返回 True（沒(méi)有return 就默認(rèn)為 return False），就相當(dāng)于告訴 Python解釋器，這個(gè)異常我們已經(jīng)捕獲了，不需要再往外拋了。

在 寫(xiě)__exit__ 函數(shù)時(shí)，需要注意的事，它必須要有這三個(gè)參數(shù)：

• exc_type：異常類型
• exc_val：異常值
• exc_tb：異常的錯(cuò)誤棧信息

當(dāng)主邏輯代碼沒(méi)有報(bào)異常時(shí)，這三個(gè)參數(shù)將都為None。

理解并使用 contextlib

在上面的例子中，我們只是為了構(gòu)建一個(gè)上下文管理器，卻寫(xiě)了一個(gè)類。如果只是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的功能，寫(xiě)一個(gè)類未免有點(diǎn)過(guò)于繁雜。這時(shí)候，我們就想，如果只寫(xiě)一個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)上下文管理器就好了。

這個(gè)點(diǎn)Python早就想到了。它給我們提供了一個(gè)裝飾器，你只要按照它的代碼協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)內(nèi)容，就可以將這個(gè)函數(shù)對(duì)象變成一個(gè)上下文管理器。

我們按照 contextlib 的協(xié)議來(lái)自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)打開(kāi)文件（with open）的上下文管理器。

            
import contextlib
 @contextlib.contextmanager
def open_func(file_name):
  # __enter__方法
  print('open file:', file_name, 'in __enter__')
  file_handler = open(file_name, 'r')
     # 【重點(diǎn)】：yield
  yield file_handler
   # __exit__方法
  print('close file:', file_name, 'in __exit__')
  file_handler.close()
  return
 with open_func('/Users/MING/mytest.txt') as file_in:
  for line in file_in:
    print(line)
          

在被裝飾函數(shù)里，必須是一個(gè)生成器（帶有yield），而yield之前的代碼，就相當(dāng)于__enter__里的內(nèi)容。yield 之后的代碼，就相當(dāng)于__exit__ 里的內(nèi)容。

上面這段代碼只能實(shí)現(xiàn)上下文管理器的第一個(gè)目的（管理資源），并不能實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的（處理異常）。

如果要處理異常，可以改成下面這個(gè)樣子。

            
import contextlib
@contextlib.contextmanager
def open_func(file_name):
  # __enter__方法
  print('open file:', file_name, 'in __enter__')
  file_handler = open(file_name, 'r')
  try:
    yield file_handler
  except Exception as exc:
    # deal with exception
    print('the exception was thrown')
  finally:
    print('close file:', file_name, 'in __exit__')
    file_handler.close()
    return
with open_func('/Users/MING/mytest.txt') as file_in:
  for line in file_in:
    1/0
    print(line)
          

好像只要講到上下文管理器，大多數(shù)人都會(huì)談到打開(kāi)文件這個(gè)經(jīng)典的例子。

但是在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，可以使用到上下文管理器的例子也不少。我這邊舉個(gè)我自己的例子。

在OpenStack中，給一個(gè)虛擬機(jī)創(chuàng)建快照時(shí)，需要先創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)文件夾，來(lái)存放這個(gè)本地快照鏡像，等到本地快照鏡像創(chuàng)建完成后，再將這個(gè)鏡像上傳到Glance。然后刪除這個(gè)臨時(shí)目錄。

這段代碼的主邏輯是創(chuàng)建快照，而創(chuàng)建臨時(shí)目錄，屬于前置條件，刪除臨時(shí)目錄，是收尾工作。

雖然代碼量很少，邏輯也不復(fù)雜，但是“創(chuàng)建臨時(shí)目錄，使用完后再刪除臨時(shí)目錄”這個(gè)功能，在一個(gè)項(xiàng)目中很多地方都需要用到，如果可以將這段邏輯處理寫(xiě)成一個(gè)工具函數(shù)作為一個(gè)上下文管理器，那代碼的復(fù)用率也大大提高。

代碼是這樣的

總結(jié)起來(lái)，使用上下文管理器有三個(gè)好處：

• 提高代碼的復(fù)用率；
• 提高代碼的優(yōu)雅度；
• 提高代碼的可讀性；

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。