一文读懂 with……as 语句

对于文件、数据库连接、socket 等系统资源而言,应用程序打开这些资源并执行完业务逻辑之后,必须做的一件事就是要关闭(断开)该资源。否则会一直占用资源,影响性能。


以向文件写入数据为例

普通版:

f = open('file.txt', 'w')
f.write('waspvae')
f.close()

这种写法会有一个潜在的问题,如果在调用 write 的过程中出现了异常会导致后续代码无法执行,close 方法无法被调用,文件无法关闭,资源就会一直被该程序占用,无法释放。

改良版:

f = open('file.txt', 'w')
try:
f.write('waspvae')
except IOError:
print('error')
finally:
f.close()

改良版虽然解决了出现异常无法关闭的问题,但代码有点复杂,不符合 python 精神。

终极版:

with open('file.txt', 'w') as f:
f.write('waspvae')

终极版更加优雅、简洁。open 方法的返回值赋值给变量 f,with … as 后面的语句属于 with 的作用域,当离开 with 作用域的时候,系统能够自动调用 f.close() 方法,那么它的实现原理是什么?在讲 with 的原理前要涉及到另外一个概念,就是上下文管理器(Context Manager)。

上下文管理器

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。文件对象就是实现了上下文管理器

模拟实现一个自己的文件类,让该方法实现 enter() 和 exit() 方法。

class File():

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

def __enter__(self):

print("entering")
self.f = open(self.filename, self.mode)
return self.f

def __exit__(self, *args):
print("will exit")
self.f.close()
# 因为 FIle 类实现了上下文管理器,所以可以使用 with 语句
with File('file.txt', 'w') as f:
print("writing")
f.write('waspvae')

打印结果为:

entering
writing
will exit

首先调用该实例的 enter 方法,打印 entering,把返回结果绑定到变量 f 上,然后打印 writing,当 with 的作用域执行完毕,调用 exit 方法,打印 will exit ,关闭文件。

实现上下管理器的另一方式(contextmanager 装饰器)

在 contextlib 模块中,提供了 @contextmanager 装饰器,将一个生成器函数当成上下文管理器使用,上面的代码与下面的代码等效

from contextlib import contextmanager
@contextmanager

def file(filename, mode):
print("entering")
f = open(filename, mode)
yield f
print("will exit")
f.close()
with File('file.txt', 'w') as f:
print("writing")
f.write('waspvae')

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。紧跟在 yield 后面的值是函数的返回值。


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