一、with語句就是簡(jiǎn)潔版的try/finally語句

在我們?nèi)粘Ｊ褂脠?chǎng)景中，經(jīng)常會(huì)操作一些資源，比如文件對(duì)象、數(shù)據(jù)庫連接、Socket連接等，資源操作完了之后，不管操作的成功與否，最重要的事情就是關(guān)閉該資源，否則資源打開太多而沒有關(guān)閉，程序會(huì)報(bào)錯(cuò)，以文件操作為例，通常我們會(huì)這樣寫：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

但既然close方法是必須的操作，那就沒必要顯式地調(diào)用，所以Python給我們提供了一種更優(yōu)雅的方式，使用with語句：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

在退出with語句下的代碼塊之后，f 對(duì)象會(huì)自動(dòng)執(zhí)行自己的close方法，實(shí)現(xiàn)資源的釋放，簡(jiǎn)潔優(yōu)雅。

私信回復(fù)【基礎(chǔ)】可獲取基礎(chǔ)視頻教程一套

二、上下文管理器原理

f 對(duì)象之所以會(huì)自動(dòng)執(zhí)行自己的close方法，是因?yàn)樗且粋€(gè)上下文管理器，所以我們要先說說什么是上下文管理器。

上下文管理器是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter和exit方法的對(duì)象（比如下面EXPR表達(dá)式獲取到的對(duì)象）

它的一般使用方法是：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

上述代碼的執(zhí)行過程等價(jià)于：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

f 對(duì)象就是把自己的close方法定義在了它的exit方法內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了代碼塊BLOCK執(zhí)行完之后自動(dòng)關(guān)閉自身。

三、自定義上下文管理器

為了驗(yàn)證上述的執(zhí)行過程，我們定義一個(gè)文件類，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter和exit兩個(gè)方法：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

這時(shí)候File類就是一個(gè)上下文管理器

我們分別通過 with語句 和 try/finally語句 使用File類對(duì)文件進(jìn)行寫入操作

通過with語句執(zhí)行：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

控制臺(tái)輸出：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

并得到了一個(gè)寫了 Hello 的 file.txt 文件

通過try/finally語句執(zhí)行：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

控制臺(tái)輸出：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

并得到了一個(gè)寫了 Hello 的 file.txt 文件

兩者輸出一致，所以驗(yàn)證了二中執(zhí)行過程的等價(jià)關(guān)系是正確的

四、enter和exit方法說明

1、enter方法說明

上下文管理器的enter方法是可以帶返回值的，默認(rèn)返回None，這個(gè)返回值通過with…as…中的 as 賦給它后面的那個(gè)變量，所以 with EXPR as VAR 就是將EXPR對(duì)象enter方法的返回值賦給 VAR。

當(dāng)然with...as...并非固定組合，單獨(dú)使用with...也是可以的，上下文管理器的enter方法還是正常執(zhí)行，只是這個(gè)返回值并沒有賦給一個(gè)變量，with下面的代碼塊也不能使用這個(gè)返回值。

2、exit方法說明

上下文管理器的exit方法接收3個(gè)參數(shù)exc_type、exc_val、exc_tb，如果代碼塊BLOCK發(fā)生了異常e并退出，這3個(gè)參數(shù)分別為type(e)、str(e)、e.traceback，否則都為None。

同樣exit方法也是可以帶返回值的，這個(gè)返回值應(yīng)該是一個(gè)布爾類型True或False，默認(rèn)為None（即False）。如果為False，異常會(huì)被拋出，用戶需要進(jìn)行異常處理。如果為True，則表示忽略該異常。

五、contextmanager 裝飾器

Python還提供了一個(gè)contextmanager裝飾器，允許用戶將一個(gè)生成器定義為上下文管理器，該裝飾器將生成器中的代碼通過yield語句分成兩部分，yield之前的代碼為enter方法，yield之后的代碼為exit方法，yield的返回值即enter方法的返回值，用于賦給as后的變量。

下面我們通過contextmanager裝飾器也實(shí)現(xiàn)一個(gè)關(guān)于文件的上下文管理器：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

說明：這里使用 try/finally 是確保yield的過程中就算出現(xiàn)異常，文件也能正常關(guān)閉，當(dāng)然這里也能處理異常，使用 try/except/finally 即可。

通過with語句執(zhí)行：

針對(duì)Python的with語句與上下文管理器，為你詳細(xì)解剖

執(zhí)行結(jié)果跟之前的上下文管理器執(zhí)行結(jié)果一致，說明contextmanager裝飾器也能定義一個(gè)上下文管理器。

之前寫過一篇文章闡述了裝飾器的原理，現(xiàn)在也知道了上下文管理器就是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter和exit方法的對(duì)象，所以有興趣的同學(xué)就可以去看看contextmanager裝飾器的源碼了，看看它是怎么把一個(gè)生成器變成上下文管理器的，其實(shí)稍微想想就知道，肯定是contextmanager裝飾器把生成器加工成一個(gè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter和exit方法的對(duì)象，有時(shí)間的話另寫一篇文章帶大家看看contextmanager的源碼。

六、總結(jié)

1. with語句是try/finally語句的替代，簡(jiǎn)化了資源調(diào)用之后的清理工作
2. with語句的操作對(duì)象是上下文管理器，它是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter和exit方法的對(duì)象
3. enter方法可以帶返回值，它通過with…as…語句中的as賦給它后面的變量；exit可返回布爾值，如果為False，異常會(huì)被拋出，用戶需要進(jìn)行異常處理，如果為True，則表示忽略該異常
4. Python還提供了contextmanager裝飾器，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了上下文管理器的定義方法，它通過把生成器加工成一個(gè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了enter__和__exit方法的對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)生成器變上下文管理器