python 上下文管理器

Python中有一种特殊的管理器，称为上下文管理器。上下文管理器实现了上下文管理协议的类（实现__enter__和__exit__方法)或函数。

上下文管理器的作用与常见的try/finally语句作用类似，用于确保打开的资源无论在何种情况下都能及时关闭。

使用try/finally语句的代码如下：

import threadinglock = threading.Lock()
lock.acquire()
try:print("Lock is held")
finally:lock.release()

可以使用上下文管理器打开某种资源对资源进行处理，最后再关闭资源。
标准库的decimal提供了一个上下文管理器，可以临时修改数字的精度。

import decimalwith decimal.localcontext() as ctx:ctx.prec = 2x = decimal.Decimal('1.00') / decimal.Decimal("3.00")print(x)
# 输出如下所示
#0.33

上下文管理器协议

对于上下文管理器，对象实现上下文管理器协议，with语句使用上下文管理器协议访问对象,with语句实现了上下文管理协议（即__enter__方法和__exit__方法）。
with语句的实际工作方式如下：
1）with语句中的表达式返回一个对象，该对象必须有__enter__和__exit__方法；
2）调用对象的__enter__方法，如果as子句存在，则将__enter__函数的返回值赋值给目标对象，否则直接丢弃。
3）执行with语句代码块中的代码
4）调用对象的__exit__方法。无论是否出现异常，__exit__方法依然会被调用。

可以使用Python语言内置的dir函数查看文件对象和Lock对象的方法。如下所示，文件对象和Lock对象都拥有__enter__方法和__exit__方法。

#文件对象
f = open(r"D:\tmp\a.txt")
print(dir(f))
#['__dir__', '__doc__', '__enter__','__exit__']#锁对象
import threading
l = threading.Lock()
print(dir(l))
#['__dir__','__enter__', '__eq__', '__exit__']

自定义上下文管理器

可以在自己的类中实现上下文管理协议，然后在with语句中使用，要实现上下文管理协议，按照Python的标准方式定义一个类，提供__enter__和__exit__方法即可。

Python 3中的open函数可以在打开文件时指定字符集编码，Python2中的open函数则没有这个功能。在Python2中只能使用标准库codecs来指定打开文件的字符集编码。

示例：定义一个Open类，并且实现上下文管理器协议。在Open类中，通过标准库的codecs模块模拟了Python3的open函数

import codecs# open类实现了__enter__和__exit__方法
class Open(object):def __init__(self,filename,mode,encoding='utf-8'):self.fp = codecs.open(filename,mode,encoding)def __enter__(self):return self.fpdef __exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):self.fp.close()data = u"上下文管理器"# with语句中的表达式返回一个对象，该对象必须有__enter__和__exit__方法
with Open('data.txt','w') as f:f.write(data)

使用contextlib实现上下文管理器

在Python中除了按照标准的协议定义一个可以在with语句中使用的上下文管理器以外，还可以使用标准库的contextlib模块简化实现上下文管理器的逻辑。该模块提供了名为contextmanager的装饰器，通过该装饰器装饰的函数变成了一个上下文管理器，可以用在with语句之中。

import codecs
from contextlib import contextmanager@contextmanager
def Open(filename,mode,encoding='utf-8'):fp = codecs.open(filename,mode,encoding)try:yield fpfinally:fp.close()data = u"上下文管理器"with Open('data.txt','w') as f:f.write(data)

管理多个资源

with语句可以使用逗号语法，同时使用多个上下文管理器。

with open('file1','r') as source,open('file2','w') as target:target.write(source.read())