Python高级编程与实践:Python进阶之掌握上下文管理器与资源管理

原创已于 2025-08-05 15:39:51 修改 · 954 阅读

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#python #开发语言

于 2025-08-05 14:49:04 首次发布

Python上下文管理器：资源管理的艺术

学习目标

本课程将深入探讨Python中的上下文管理器，通过实际案例学习如何使用with语句来管理资源，确保资源在使用后能够正确释放。通过本课程的学习，学员将能够理解上下文管理器的工作原理，并能够在自己的项目中灵活运用。

学习内容

1 Python上下文管理器

1.1 上下文管理器的基本概念

在编程中，资源管理是一个非常重要的概念。资源可以是文件、网络连接、数据库连接等。在使用这些资源时，需要确保在使用完毕后能够正确地释放资源，以避免资源泄露等问题。Python 提供了一种优雅的方式来管理资源，这就是上下文管理器。

上下文管理器是一个实现了特定方法的对象，这些方法允许对象在进入和退出with语句块时执行特定的操作。具体来说，上下文管理器需要实现两个方法：__enter__() 和 __exit__() 。

__enter__() 方法在进入with语句块时被调用，通常用于获取资源。
__exit__() 方法在退出with语句块时被调用，通常用于释放资源。
通过这种方式，上下文管理器确保了资源在使用完毕后能够被正确地释放，即使在使用过程中发生了异常。

1.2 with语句的使用

with语句是Python中用于实现上下文管理器的关键语法。它的基本语法如下：

with context_manager as variable:

在这个语法中，context_manager 是一个实现了上下文管理器协议的对象，variable 是一个可选的变量，用于接收__enter__() 方法的返回值。

当执行with语句时，Python 会自动调用context_manager 的__enter__() 方法，并将返回值赋值给variable。然后，执行with语句块中的代码。当with语句块执行完毕或发生异常时，Python 会自动调用context_manager 的__exit__() 方法，释放资源。

示例：使用with语句管理文件
下面是一个使用with语句管理文件的示例：

!wget https://model-community-picture.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ascend-zone/notebook_datasets/83ff80502f0811f0b2c3fa163edcddae/example.txt

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

在这个示例中，open(‘example.txt’, ‘r’) 返回一个文件对象，该对象实现了上下文管理器协议。with语句确保了文件在使用完毕后能够被正确关闭，即使在读取文件时发生了异常。

1.3 自定义上下文管理器

除了使用Python内置的上下文管理器（如文件对象）外，还可以自定义上下文管理器。自定义上下文管理器需要实现__enter__() 和 __exit__() 方法。

1.3.1 示例：自定义上下文管理器

假设有一个需要在使用前后打印日志的资源，可以自定义一个上下文管理器来管理这个资源：

注意：以下代码块出现ValueError: 这是一个测试异常，这是正常的结果输出。

class LogResource:
    def __enter__(self):
        print("资源已打开")
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("资源已关闭")
        # 处理异常（可选）
        if exc_type:
            print(f"发生异常: {exc_val}")
        return False  # 返回False表示异常未被处理，True表示异常已被处理

# 使用自定义上下文管理器
with LogResource() as resource:
    print("使用资源")
    # 模拟异常
    raise ValueError("这是一个测试异常")