with与上下文管理器

1、open、close方式的文件操作

（1）举例

def m1():
	f = open("source.txt", "w")
	f.write("大家好，我是xxx")
	f.close()

（2）使用open的弊端

如果在调用 write 的过程中，出现了异常进而导致后续代码无法继续执行，close 方法无法被正常调用，因此资源就会一直被该程序占用，无法及时释放占用的文件资源。

（3）对代码进行改进

f = open("source.txt", "w")
try:
    f.write("大家好，我是xxx")
except Exception as e:
    print("error：", e)
finally:
    f.close()

（4）改进版的好处

改良版本的程序是对可能发生异常的代码处进行 try 捕获，如果在 try 代码块中程序出现了异常，后续代码就不再执行，而直接跳转到 except 代码块。而无论如何，finally 块的代码最终都会被执行。因此，只要把 close 放在 finally 代码中，文件就一定会关闭。

2、使用with进行文件操作

（1）举例

  with open("source.txt", "r") as f:
        f.write("大家好，我是渣渣辉")

（2）使用with的好处

在执行完with代码块后，系统能够自动调用close()方法关闭文件，释放资源；语句简洁，代码量少。

（3）with的实现原理

建立在上下文管理器协议(实现__enter__和__exit__)之上。

3、上下文管理器（Context Manager）

（1）上下文管理器的概念

上下文管理器本质就是能够支持with操作。
任何实现了 enter() 和 exit() 方法的对象都可称之为上下文管理器，上下文管理器对象可以使用 with 关键字。

（2）实现上下文管理器的方式一

自定义一个上下文管理器类，让该类实现 enter() 和 exit() 方法。

class File(object):

    def __init__(self, filename, mode):
        self.filename = filename
        self.mode = mode

    def __enter__(self):
        print("进入上文，获取资源")
        self.f = open(self.filename, self.mode)
        return self.f

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("进入下文，关闭资源")
        self.f.close()


with File('source.txt', 'r') as f:
    file_data = f.read(20)
    print(file_data)



# 当with遇到上下文管理器时, 就会在执行语句体之前,先执行上下文管理器的__enter__方法,
# 然后再执行语句体, 执行完语句体后, 最后执行__exit__方法

# exc_type(exception_type)：异常类型
# exc_val(exception_value): 异常值
# exc_tb(exception_traceback): 异常追踪信息

# 异常处理：
# 把异常的type, value, traceback传递给__exit__方法, 让__exit__方法处理异常
# 如果程序正常执行, 3个参数的均为None,__exit__返回的是True, 那么这个异常就被忽略；
# 如果程序出现异常, __exit__返回的是False, 那么这个异常将被with语句抛出

（3）实现上下文管理器的方式二

使用 contextlib 模块中的装饰器 contextmanager，通过 yield 将函数分割成两部分，yield 之前的语句在 enter 方法中执行，yield 之后的语句在 exit 方法中执行。在 yield 后面的值是函数的返回值。

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def myopen(file_name, mode):
    print("进入上文，获取资源")
    f = open(file_name, mode)
    try:
        yield f
    finally:
        print("进入下文，关闭资源")
        f.close()


with myopen('source.txt', 'r') as f:
    file_data = f.read(20)
    print(file_data)


# 所有yield 之前的代码会作为上下文管理器的enter()方法来执行
# 所有位于yield 之后的代码会作为exit()方法执行
# 如果有异常发生，则会在yield中抛出, 所以最好在对yield进行异常的捕获,
# 使用try、finally, 此时发生的任何异常都会再次通过yield函数返回

（4）上下文管理器的应用

用于资源的获取和释放，且可自动关闭 ，释放资源。

• 锁资源自动获取和释放；
• 文件打开后自动管理；
• 数据库的连接

以数据的连接为例：

from pymysql import connect

class Jing_dong(object):

    def __init__(self, database_name, password):

        self.conn = connect(host='localhost', port=3306, db=str(database_name),
                            user='root', password=str(password), charset='utf8')
        self.cur = self.conn.cursor()

    def __enter__(self):
        return self.cur

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.cur.close()
        self.conn.close()

with Jing_dong('jing_dong', 'mysql') as f:
    content = f.execute('select * from goods_brands')
    t = f.fetchall()
    print(t)

总结

（1）Python 提供了 with 语法用于简化资源操作的后续清除操作，实现原理建立在上下文管理器协议(实现__enter__和__exit__)之上。
（2）with使用代码中如果在打开过程中发生异常，需要使用try-except进行捕获。
（3）Python 还提供了一个 contextmanager 装饰器，更进一步简化上下管理器的实现方式。