python的with与上下文管理器怎么理解
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对于系统资源如文件、数据库连接、socket 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。
比如 Python 程序打开一个文件,往文件中写内容,写完之后,就要关闭该文件,否则会出现什么情况呢?极端情况下会出现 “Too many open files” 的错误,因为系统允许你打开的最大文件数量是有限的。
同样,对于数据库,如果连接数过多而没有及时关闭的话,就可能会出现 “Can not connect to MySQL server Too many connections”,因为数据库连接是一种非常昂贵的资源,不可能无限制的被创建。
来看看如何正确关闭一个文件。
普通版:
def m1():
f = open("output.txt", "w")
f.write("python之禅")
f.close()
这样写有一个潜在的问题,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者释放。那么该如何改进代码呢?
进阶版:
def m2():
f = open("output.txt", "w")
try:
f.write("python之禅")
except IOError:
print("oops error")
finally:
f.close()
改良版本的程序是对可能发生异常的代码处进行捕获,使用 try/finally 语句,该语句表示如果在 try 代码块中程序出现了异常,那么后续代码不再执行,而直接跳转到 except 代码块。不过,最终不管有没有异常发生, finally 块的代码最终都会被执行。因此,即使在 write过程中报错了,那么最终还是执行到 finally 中去 close 文件。
高级版:
def m3():
with open("output.txt", "r") as f:
f.write("Python之禅")
一种更加简洁、优雅的方式就是用 with 关键字。open 的返回值赋值给变量 f,当离开 with 代码块的时候,系统会自动调用 f.close() 方法, with 的作用和使用 try/finally 语句是一样的。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
实现了 __enter__() 和 __exit__() 方法的对象都可称之为上下文管理器,任何实现了上下文管理器的对象都可以使用 with 关键字。显然,文件(file)对象也实现了上下文管理器。
那么文件对象是如何实现这两个方法的呢?我们可以模拟实现一个自己的文件类,让该类实现 __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()
__enter__() 方法返回资源对象,这里就是你将要打开的那个文件对象,__exit__() 方法处理一些清除工作。
因为 File 类实现了上下文管理器,现在就可以使用 with 语句了。
with File('out.txt', 'w') as f:
print("writing")
f.write('hello, python')
这样,你就无需在显示地调用 close 方法了。这些有系统去调用。哪怕中间遇到异常 close 方法也会被调用。
contextlib
Python 还提供了一个 contextmanager 的装饰器,更进一步简化了上下文管理器的实现方式。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。例如:
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def my_open(path, mode):
f = open(path, mode)
yield f
f.close()
调用
with my_open('out.txt', 'w') as f:
f.write("hello , the simplest context manager")
以上就是关于“python的with与上下文管理器怎么理解”这篇文章的内容,相信大家都有了一定的了解,希望小编分享的内容对大家有帮助,若想了解更多相关的知识内容,请关注创新互联行业资讯频道。
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