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  • python2.7高级编程 笔记一(Python中的with语句与上下文管理器学习总结)

    0、关于上下文管理器
    上下文管理器是可以在with语句中使用,拥有__enter__和__exit__方法的对象。

    with manager as var:
      do_something(var)

      

    相当于以下情况的简化:

    var = manager.__enter__()
    try:
      do_something(var)
    finally:
      manager.__exit__()
    

      

    换言之,PEP 343中定义的上下文管理器协议允许将无聊的try...except...finally结构抽象到一个单独的类中,仅仅留下关注的do_something部分。

    __enter__方法首先被调用。它可以返回赋给var的值。as部分是可选的:如果它不出现,enter的返回值简单地被忽略。
    with语句下的代码被执行。就像try子句,它们或者成功执行到底,或者break,continue或return,或者可以抛出异常。无论哪种情况,该块结束后,__exit__方法被调用。如果抛出异常,异常信息被传递给__exit__,这将在下一章节讨论。通常情况下,异常可被忽略,就像在finally子句中一样,并且将在__exit__结束后重新抛出。
    比如说我们想确认一个文件在完成写操作之后被立即关闭:

    >>> class closing(object):
    ...  def __init__(self, obj):
    ...   self.obj = obj
    ...  def __enter__(self):
    ...   return self.obj
    ...  def __exit__(self, *args):
    ...   self.obj.close()
    >>> with closing(open('/tmp/file', 'w')) as f:
    ...  f.write('the contents
    ')
    

      

    这里我们确保了当with块退出时调用了f.close()。因为关闭文件是非常常见的操作,该支持已经出现在file类之中。它有一个__exit__方法调用close,并且本身可作为上下文管理器。

    >>> with open('/tmp/file', 'a') as f:
    ...  f.write('more contents
    ')
    

      

    try...finally常见的用法是释放资源。各种不同的情况实现相似:在__enter__阶段资源被获得,在__exit__阶段释放,如果抛出异常也被传递。正如文件操作,往往这是对象使用后的自然操作,内置支持使之很方便。每一个版本,Python都在更多的地方提供支持。

    1、如何使用上下文管理器:

    如何打开一个文件,并写入"hello world"

    filename="my.txt"
    mode="w"
    writer=open(filename,mode)
    writer.write("hello world")
    writer.close()
    

      

    当发生异常时(如磁盘写满),就没有机会执行第5行。当然,我们可以采用try-finally语句块进行包装:

    writer=open(filename,mode)
    try:
      writer.write("hello world")
    finally:
      writer.close()
    

      

    当我们进行复杂的操作时,try-finally语句就会变得丑陋,采用with语句重写:

    with open(filename,mode) as writer:
      writer.write("hello world")
    

      

    as指代了从open()函数返回的内容,并把它赋给了新值。with完成了try-finally的任务。

    2、自定义上下文管理器

    with语句的作用类似于try-finally,提供一种上下文机制。要应用with语句的类,其内部必须提供两个内置函数__enter__和__exit__。前者在主体代码执行前执行,后者在主体代码执行后执行。as后面的变量,是在__enter__函数中返回的。

    class echo():
      def output(self):
        print "hello world"
      def __enter__(self):
        print "enter"
        return self #可以返回任何希望返回的东西
      def __exit__(self,exception_type,value,trackback):
        print "exit"
        if exception_type==ValueError:
          return True
        else:
          return Flase
      
    >>>with echo as e:
      e.output()
    

      

    输出:
    enter
    hello world
    exit
    

      


    完备的__exit__函数如下:
    def __exit__(self,exc_type,exc_value,exc_tb)
    

      

    其中,exc_type:异常类型;exc_value:异常值;exc_tb:异常追踪信息

    当__exit__返回True时,异常不传播

    3、contextlib模块

    contextlib模块的作用是提供更易用的上下文管理器,它是通过Generator实现的。contextlib中的contextmanager作为装饰器来提供一种针对函数级别的上下文管理机制,常用框架如下:

    from contextlib import contextmanager
    @contextmanager
    def make_context():
      print 'enter'
      try:
        yield "ok"
      except RuntimeError,err:
        print 'error',err
      finally:
        print 'exit'
         
    >>>with make_context() as value:
      print value
    

      

    输出为:

    enter
    ok
    exit
    

      

    其中,yield写入try-finally中是为了保证异常安全(能处理异常)as后的变量的值是由yield返回。yield前面的语句可看作代码块执行前操作,yield之后的操作可以看作在__exit__函数中的操作。

    以线程锁为例:

    @contextlib.contextmanager
    def loudLock():
      print 'Locking'
      lock.acquire()
      yield
      print 'Releasing'
      lock.release()
      
    with loudLock():
      print 'Lock is locked: %s' % lock.locked()
      print 'Doing something that needs locking'
      
    #Output:
    #Locking
    #Lock is locked: True
    #Doing something that needs locking
    #Releasing
    

      

    4、contextlib.nested:减少嵌套

    对于:

    with open(filename,mode) as reader:
      with open(filename1,mode1) as writer:
        writer.write(reader.read())
    

      

    可以通过contextlib.nested进行简化:

    with contextlib.nested(open(filename,mode),open(filename1,mode1)) as (reader,writer):
      writer.write(reader.read())
    

      

    在python 2.7及以后,被一种新的语法取代:

    with open(filename,mode) as reader,open(filename1,mode1) as writer:
      writer.write(reader.read())
    

      

    5、contextlib.closing()

    file类直接支持上下文管理器API,但有些表示打开句柄的对象并不支持,如urllib.urlopen()返回的对象。还有些遗留类,使用close()方法而不支持上下文管理器API。为了确保关闭句柄,需要使用closing()为它创建一个上下文管理器(调用类的close方法)。

    import contextlib
    class myclass():
      def __init__(self):
        print '__init__'
      def close(self):
        print 'close()'
        
    with contextlib.closing(myclass()):
      print 'ok'
    

      

    输出:

    __init__
    ok
    close()
    

      

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