Pthon魔术方法（Magic Methods）-上下文管理

　　　　　　Pthon魔术方法（Magic Methods）-上下文管理

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作者：尹正杰

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一.上下文管理方法

__enter__:
　　进入与此对象相关的上下文。如果存在该方法，with语法会把该方法的返回值作为绑定到as子句中指定的变量上。

__exit__:
　　退出此对象相关的上下文。

二.案例展示

1>.上下文管理对象

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
#blog:http://www.cnblogs.com/yinzhengjie

import time

class Point:
    def __init__(self):
        print("1 Init start")
        time.sleep(1)
        print("2 Init over")

    def __enter__(self):
        print("3 In enter")

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("6 Exit")


p1 = Point()        #实例化对象时并不会调用enter，而是先调用"__new__"实例化对象,在调用"__init__"方法进行初始化。

with p1 as p:       #进入with语句块调用"__enter__"方法,然后执行语句体,最后离开with语句块的时候，调用"__exit__"方法。
    """
        with可以开启一个上下文运行环境,在执行前做一些准备工作,执行后做一些收尾工作。
        注意,with并不开启一个新的作用域。
    """

    print("4 In with")
    time.sleep(2)
    print("5 With over")

print("7 ====End =====")



#以上代码执行结果如下:
1 Init start
2 Init over
3 In enter
4 In with
5 With over
6 Exit
7 ====End =====

2>.上下文管理的安全性

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
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import time
import sys

class Point:
    def __init__(self):
        print("1 Init start")
        time.sleep(1)
        print("2 Init over")

    def __enter__(self):
        print("3 In enter")

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("6 Exit")


p1 = Point()

with p1 as p:
    print("4 In with")
    sys.exit(100)   #尽管是退出Python运行环境，依然会执行"__exit__"函数,说明上下文管理很安全
    time.sleep(2)

    print("5 With over")

print("7 ====End =====")



#以上代码执行结果如下:
1 Init start
2 Init over
3 In enter
4 In with
6 Exit

3>.with语句

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
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class Point:
    def __init__(self):
        print("1 Init start")
        print("2 Init over")

    def __enter__(self):
        print("3 In enter")
        return self         #将实力本身返回

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("6 Exit")
        return True         #如果返回的等价式为True则异常会被压制,若返回的等价式为Flase则异常会被继续抛出。


p1 = Point()

with p1 as f:           #with语法会调用with后的对象的"__enter__"方法，如果有as,则将该方法的返回值赋给as子句的变量
    print("4 In with")
    print(p1 == f)      #此时我们可以说:f = p1.__enter__

    10 / 0              #尽管with语句中存在异常语句也会在退出with语句后调用"__exit__"方法
    print("5 With over")

print("7 ====End =====")



#以上代码执行结果如下:
1 Init start
2 Init over
3 In enter
4 In with
True
6 Exit
7 ====End =====

4>.方法的参数

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
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class Point:
    def __init__(self):
        print("1 Init start")
        print("2 Init over")

    def __enter__(self):
        print("3 In enter")
        return self         #将实力本身返回

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("6 {}".format(exc_type))      #异常类型
        print("7 {}".format(exc_val))       #异常的值
        print("8 {}".format(exc_tb))        #异常的追踪信息
        print("9 Exit")
        return 10 > 8                         #返回一个等效True的值,则压制异常;否则,继续抛出异常


p1 = Point()

with p1 as f:           #with语法会调用with后的对象的"__enter__"方法，如果有as,则将该方法的返回值赋给as子句的变量
    print("4 In with")
    print(p1 == f)      #此时我们可以说:f = p1.__enter__

    raise Exception("Error Info ...")
    print("5 With over")

print("10 ====End =====")



#以上代码执行结果如下:
1 Init start
2 Init over
3 In enter
4 In with
True
6 <class 'Exception'>
7 Error Info ...
8 <traceback object at 0x000001952C6D8848>
9 Exit
10 ====End =====

5>.上下文应用场景

增强功能:　　
　　在代码执行的前后增加代码,以增强其功能，类似装饰器的功能。

资源管理:
　　打开了资源需要关闭,例如文件对象,网络连接,数据库连接等。

权限验证:
　　在执行代码之前，做权限的验证，在__enter__中处理。

6>.contextlib.contextmanager装饰器模拟上下文管理

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
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import contextlib
import datetime
import time

"""
contextlib.contextmanager装饰器:
    它是一个装饰器实现上下文管理，装饰一个函数，而不用像类一样实现"__enter__"和"__exit__"方法。
    对被装饰的函数有要求:
        必须有yield，也就是这个函数必须返回一个生成器函数，且只有yield一个值,也就是这个装饰器接收一个生成器对象作为参数,这是为函数增加上下文管理的方式。

总结:
    如果业务逻辑简单那可以使用函数加contextlib.contextmanager装饰器方式，如果业务复杂,用类的方式加"__enter__"和"__exit__"方法方便。
"""
@contextlib.contextmanager
def add(x,y):
    start = datetime.datetime.now()
    try:
        print("1 in add ...")
        time.sleep(2)
        """
            把yield之前的代码当做上下文管理的"__enter__"方法执行
            把yield之后的代码当做上下文管理的"__exit__"方法执行
            把yield的作为"__enter__"的返回值
        """
        yield x + y
        print("3 out add ...")
    finally:
        delta = (datetime.datetime.now() - start).total_seconds()
        print("函数执行所用时间为:{}秒".format(delta))

with add(10,20) as  f:
    print("2 {}".format(f))



#以上代码执行结果如下:
1 in add ...
2 30
3 out add ...
函数执行所用时间为:2.000312秒

三.小试牛刀

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
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import time
"""
为add函数添加代码执行时间功能:
    方法一:
        使用装饰器显示该函数的执行时长.
    方法二:
        使用上下文管理方法来显示该函数的执行时长.
"""

def add(x,y):
    time.sleep(2)
    return x + y

1>.装饰器实现

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
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import time
import datetime
from functools import wraps

def timeit(fn):

    @wraps(fn)
    def wrapper(*args,**kwargs):
        start = datetime.datetime.now()
        res = fn(*args,**kwargs)
        delta = (datetime.datetime.now() - start).total_seconds()
        print("{} 执行时间为: {}".format(fn.__name__,delta))
        return res
    return wrapper

@timeit
def add(x,y):
    time.sleep(2)
    return x + y

print(add(100,200))



#以上代码执行结果如下:
add 执行时间为: 2.000079
300

2>.上下文管理实现

#！/usr/bin/env python
#_*_conding:utf-8_*_
#@author :yinzhengjie
#blog:http://www.cnblogs.com/yinzhengjie

import time
import datetime
from functools import wraps,update_wrapper

class TimeIt:
    """
        This is TimeIt class
    """
    def __init__(self,fn):
        self.fn = fn
        #把函数对象的文档字符串赋值给类
        # self.__doc__ = fn.__doc__
        # update_wrapper(self,fn)
        wraps(fn)(self)

    def __enter__(self):
        self.start = datetime.datetime.now()
        return self.fn

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.delta = (datetime.datetime.now() - self.start).total_seconds()
        print("{} 执行时间为: {}".format(self.fn.__name__,self.delta))

    def __call__(self, *args, **kwargs):            #该魔术方法就是把类当作装饰器用
        self.start = datetime.datetime.now()
        ret = self.fn(*args,**kwargs)
        self.delta = (datetime.datetime.now() - self.start).total_seconds()
        print("{} 执行时间为: {}".format(self.fn.__name__, self.delta))
        return ret

# @TimeIt
def add(x,y):
    """
        This is add function.
    """
    time.sleep(2)
    return x + y

with TimeIt(add) as fn:
    print(fn(10,20))

print(add.__doc__)
print(TimeIt(add).__doc__)



#以上代码执行结果如下:
30
add 执行时间为: 2.000407

This is add  function.

This is add  function.