Python基础：24with语句

一：with语句

        在Python 2.6 中正式引入的with语句，是用来简化代码的。这与用try-except 和try-finally所想达到的目的前后呼应。try-except 和try-finally 的一种特定的配合用法是保证共享的资源的唯一分配，并在任务结束的时候释放它。比如文件(数据，日志，数据库等等)，线程资源，简单同步，数据库连接，等等。 with 语句的目标就是应用在这种场景。

        with 语句的目的在于从流程图中把 try，except 和finally关键字和资源分配释放相关代码统统去掉。 with 语法的基本用法如下：

with  context_expr  [as var]:
        with_suite

 

        虽看起来如此简单，但是其背后还有一些工作要做。不能对Python 的任意符号都使用with 语句。它仅能工作于支持上下文管理协议(context management protocol)的对象。这意味着只有内建了"上下文管理"的对象可以和with 一起工作。目前已经有了一些支持该协议的对象，比如：

file

decimal.Context

thread.LockType

threading.Lock

threading.RLock

threading.Condition

threading.Semaphore

threading.BoundedSemaphore

 

        file与with 一起使用的代码如下例：

with  open('/etc/passwd'， 'r') as f:
        for  eachLine  in  f:
                # ...do stuff with eachLine or f...

        这个代码片段，会完成准备工作，比如试图打开一个文件，如果一切正常，把文件对象赋值给f。然后用迭代器遍历文件中的每一行，当完成时，关闭文件。无论在这一段代码的开始，中间，还是结束时发生异常，都会执行清理的代码，文件会被自动的关闭。

 

二：上下文管理协议

        上下文管理协议：包含方法 __enter__() 和 __exit__()，支持该协议的对象要实现这两个方法。

 

        1：上下文表达式(context_expr)，上下文管理器

        当with 语句执行时，便执行上下文表达式(就是with 与as 之间的内容)来获得一个上下文管理器。上下文管理器的职责是提供一个上下文对象。这是通过调用__context__()方法来实现的。该方法返回一个上下文对象，用于在with 语句块中处理细节。

        上下文管理器是支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定义执行 with 语句时要建立的运行时上下文，负责执行 with 语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用 with 语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。

 

        2：上下文对象，with 语句块

        一旦获得了上下文对象，就会调用它的__enter()__方法。它将完成with 语句块执行前的所有准备工作。with 行的语法中有一个可选的as 声明变量跟随在context_expr之后。如果提供提供了变量，则以__enter()__返回的内容来赋值；否则，丢弃返回值。

        现在，执行了with 语句块。当with 语句块执行结束，无论是正常的，还是由于异常，都会调用上下文对象的__exit()__方法。__exit__()有三个参数。如果with 语句块正常结束，三个参数全部是None。如果发生异常，三个参数的值的分别等于调用sys.exc_info()函数返回的三个值:类型(异常类)，值(异常实例)，和回溯(traceback)。

        可以自己决定如何在__exit__()里面处理异常。如果处理完异常时，__exit__返回False，这会使异常重新抛出。

        如果没有发生异常或你在处理异常后返回True，程序会继续执行with 子句后的下一段代码。

        因为上下文管理器主要作用于共享资源，因此__enter()__和__exit()__方法基本是做分配和释放资源的低层次工作。比如：数据库连接，锁分配，信号量加减，状态管理，打开/关闭文件，异常处理，等等。

        contextlib模块可以帮助你编写对象的上下文管理器，有一个， 包含了实用的functions/decorators， 你可以用在你的函数/ 对象上而不用去操心关于类或__context__()，__enter()__，__enter()__，__exit()__这些方法的实现。