使用Python怎么实现一个上下文管理器

本文章向大家介绍使用Python怎么实现一个上下文管理器，主要包括使用Python怎么实现一个上下文管理器的使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

python可以做什么

Python是一种编程语言，内置了许多有效的工具，Python几乎无所不能，该语言通俗易懂、容易入门、功能强大，在许多领域中都有广泛的应用，例如最热门的大数据分析，人工智能，Web开发等。

什么是上下文管理器？

基本语法

with EXPR as VAR:
  BLOCK

先理清几个概念

1. 上下文表达式：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，应该是资源对象。

如何写上下文管理器？

要自己实现这样一个上下文管理，要先知道上下文管理协议。

简单点说，就是在一个类里，实现了__enter__和__exit__的方法，这个类的实例就是一个上下文管理器。

例如这个示例：

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()

我们执行一下，通过日志的打印顺序。可以知道其执行过程。
===connect to resource==
===in operation===
===close resource connection===

从这个示例可以很明显的看出，在编写代码时，可以将资源的连接或者获取放在__enter__中，而将资源的关闭写在__exit__ 中。

为什么要用上下文管理器？

学习时多问自己几个为什么，养成对一些细节的思考，有助于加深对知识点的理解。

为什么要使用上下文管理器？

在我看来，这和 Python 崇尚的优雅风格有关。

• 可以以一种更加优雅的方式，操作（创建/获取/释放）资源，如文件操作、数据库连接；

• 可以以一种更加优雅的方式，处理异常；

第一种，我们上面已经以资源的连接为例讲过了。

而第二种，会被大多数人所忽略。这里会重点讲一下。

大家都知道，处理异常，通常都是使用 try...execept.. 来捕获处理的。这样做一个不好的地方是，在代码的主逻辑里，会有大量的异常处理代理，这会很大的影响我们的可读性。

好一点的做法呢，可以使用 with 将异常的处理隐藏起来。

仍然是以上面的代码为例，我们将1/0 这个一定会抛出异常的代码写在 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()

运行一下，惊奇地发现，居然不会报错。

这就是上下文管理协议的一个强大之处，异常可以在__exit__ 进行捕获并由你自己决定如何处理，是抛出呢还是在这里就解决了。在__exit__ 里返回 True（没有return 就默认为 return False），就相当于告诉 Python解释器，这个异常我们已经捕获了，不需要再往外抛了。

在 写__exit__ 函数时，需要注意的事，它必须要有这三个参数：

• exc_type：异常类型

• exc_val：异常值

• exc_tb：异常的错误栈信息

当主逻辑代码没有报异常时，这三个参数将都为None。

理解并使用 contextlib

在上面的例子中，我们只是为了构建一个上下文管理器，却写了一个类。如果只是要实现一个简单的功能，写一个类未免有点过于繁杂。这时候，我们就想，如果只写一个函数就可以实现上下文管理器就好了。

这个点Python早就想到了。它给我们提供了一个装饰器，你只要按照它的代码协议来实现函数内容，就可以将这个函数对象变成一个上下文管理器。

我们按照 contextlib 的协议来自己实现一个打开文件（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')
     # 【重点】：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)

在被装饰函数里，必须是一个生成器（带有yield），而yield之前的代码，就相当于__enter__里的内容。yield 之后的代码，就相当于__exit__ 里的内容。

上面这段代码只能实现上下文管理器的第一个目的（管理资源），并不能实现第二个目的（处理异常）。

如果要处理异常，可以改成下面这个样子。

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)

好像只要讲到上下文管理器，大多数人都会谈到打开文件这个经典的例子。

但是在实际开发中，可以使用到上下文管理器的例子也不少。我这边举个我自己的例子。

在OpenStack中，给一个虚拟机创建快照时，需要先创建一个临时文件夹，来存放这个本地快照镜像，等到本地快照镜像创建完成后，再将这个镜像上传到Glance。然后删除这个临时目录。

这段代码的主逻辑是创建快照，而创建临时目录，属于前置条件，删除临时目录，是收尾工作。

虽然代码量很少，逻辑也不复杂，但是“创建临时目录，使用完后再删除临时目录”这个功能，在一个项目中很多地方都需要用到，如果可以将这段逻辑处理写成一个工具函数作为一个上下文管理器，那代码的复用率也大大提高。

代码是这样的

总结起来，使用上下文管理器有三个好处：

• 提高代码的复用率；

• 提高代码的优雅度；

• 提高代码的可读性；

到此这篇关于使用Python怎么实现一个上下文管理器的文章就介绍到这了，更多相关的内容请搜索亿速云以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持亿速云！