with语句支持在一个叫上下文管理器的对象的控制下执行一系列语句,语法大概如下:
with context as var: statements
其中的context必须是个上下文管理器,它实现了两个方法__enter__,__exit__。
1.需求是怎么产生的
在正常的管理各种系统资源(文件、锁定和连接),在涉及到异常时通常是个棘手的问题。异常很可能导致控制流跳过负责释放关键资源的语句。
看一段简单的文件写入代码:
filename = ‘my_file.txt‘ f = open(filename,‘w‘) f.write(‘Hello ‘) f.write(‘World‘) f.close()
如果发生了意外的情况,例如写入‘World‘时磁盘空间不足,就会抛出异常,那么close()语句将不会被执行。
一般的解决方案是使用try-finally语句:
try: filename = ‘my_file.txt‘ f = open(filename,‘w‘) f.write(‘Hello ‘) f.write(‘World‘) finally: f.close()
但随着语句的增多,try-finally显然不够简洁,用with-as语句可以很简洁的实现以上功能:
with open(‘my_file‘,‘w‘) as f: f.write(‘Hello ‘) f.write(‘World‘)
这样不仅能处理出现异常的情况,而且还避免了在open一个文件后忘记了写close()方法的情况。
线程中的锁其实也实现了上下文管理协议:
import threading with threading.Lock(): # 关键部分 statements # 关键部分结束
再也不怕忘记将锁释放了。
2.上下文管理器的实现
上下文管理器要实现__enter__和__exit__的特殊方法。
__enter__(self): 进入上下文管理器时调用此方法,其返回值将被放入with-as语句中as说明符指定的变量中。
__exit__(self,type,value,tb):离开上下文管理器调用此方法。如果有异常出现,type、value、tb分别为异常的类型、值和追踪信息。如果没有异常,
3个参数均设为None。此方法返回值为True或者False,分别指示被引发的异常得到了还是没有得到处理。如果返回False,引发的异常会被传递出上下文。
文件上下文管理协议大概是如下实现的:
class OpenFile(object): def __init__(self,filename,mode): self.filename=filename self.mode=mode def __enter__(self): self.f=open(self.filename,self.mode) return self.f #作为as说明符指定的变量的值 def __exit__(self,type,value,tb): self.f.close() return False #异常会被传递出上下文 with OpenFile(‘my_file.txt‘,‘w‘) as f: f.write(‘Hello ‘) f.write(‘World‘)
相当于
try : 执行__enter__的内容 finally: 执行__exit__的内容
3.异常的处理
__exit__函数就能够拿到关于异常的所有信息(异常类型,异常值以及异常追踪信息),这些信息将帮助异常处理操作。
class ListTrans(object): def __init__(self,alist): self.alist=alist def __enter__(self): self.thecopy=list(self.alist) return self.thecopy def __exit__(self,exc_type,value,tb): if exc_type is None: self.alist[:]=self.thecopy return False
没有异常发生时:
alist=[] with ListTrans(alist) as working: working.append(1) working.append(2) print alist
生成:
[1, 2]
有异常发生时:
alist=[] with ListTrans(alist) as working: working.append(1) working.append(2) raise RuntimeError(‘we are hosed‘) print alist
生成:
Traceback (most recent call last): File "C:/Python27/contextmanager.py", line 15, in <module> raise RuntimeError(‘we are hosed‘) RuntimeError: we are hosed
alist无变化。
可以捕捉异常:
alist=[] try: with ListTrans(alist) as working: working.append(1) working.append(2) raise RuntimeError(‘we are hosed‘) except RuntimeError as e: print e print alist
生成:
we are hosed []
当然,也可以简单的将__exit__的返回值设为True来忽略异常。
4.contextmanager装饰器
contextlib模块的contextmanager装饰器可以更方便的实现上下文管理器。
任何能够被yield关键词分割成两部分的函数,都能够通过装饰器装饰的上下文管理器来实现。任何在yield之前的内容都可以看做在代码块执行前的操作,
而任何yield之后的操作都可以放在exit函数中。
from contextlib import contextmanager @contextmanager def listTrans(alist): thecopy=list(alist) yield thecopy alist[:]=thecopy alist=[] with listTrans(alist) as working: working.append(1) working.append(2) print alist
yield返回的值相当于__enter__的返回值。
要注意的是,这不是异常安全的写法,也就是说,当出现异常时,yield后的语句是不会执行的,想要异常安全,可用try捕捉异常:
from contextlib import contextmanager @contextmanager def listTrans(alist): thecopy=list(alist) try: yield thecopy except RuntimeError: pass alist[:]=thecopy alist=[] with listTrans(alist) as working: working.append(1) working.append(2) raise RuntimeError
contextlib模块还有两个好玩的方法:nested,closing。
nested:用来更方便的减少嵌套写法:
开始是这么样的:
with open(‘toReadFile‘, ‘r‘) as reader: with open(‘toWriteFile‘, ‘w‘) as writer: writer.writer(reader.read())
用nested:
with contextlib.nested(open(‘fileToRead.txt‘, ‘r‘), open(‘fileToWrite.txt‘, ‘w‘)) as (reader, writer): writer.write(reader.read())
python2.7后可以:
with open(‘fileToRead.txt‘, ‘r‘) as reader,open(‘fileToWrite.txt‘, ‘w‘) as writer: writer.write(reader.read())
closing(object):创建上下文管理器,在执行过程离开with语句时自动执行object.close():
class Door(object) : def open(self) : print ‘Door is opened‘ def close(self) : print ‘Door is closed‘ with contextlib.closing(Door()) as door : door.open()