Python 中的上下文管理器提供了一种高效且安全地管理资源的强大方式。Python 上下文管理器是一种与 with 语句一起使用的对象，它可以确保自动执行设置和清理操作。
例如，在进行文件操作时，上下文管理器可以处理文件的打开和关闭，确保资源得到正确的管理。
上下文管理器的工作原理？
Python 上下文管理器通过实现 __enter__() 和 __exit__() 方法（或者它们的异步版本用于异步操作）来工作。这些方法确保资源被正确获取和释放。此外，Python 的 contextlib 模块进一步简化了自定义上下文管理器的创建。
示例
下面是一个简单的示例，展示了 Python 中上下文管理器如何与文件操作一起工作。
with open('example.txt', 'w') as file:
file.write('Hello, Tutorialspoint!')
在这个例子中，一个文件以写入模式被打开，并且当 with 语句内的块退出时自动关闭。
Python 上下文管理器类型
Python 支持同步和异步上下文管理器。每种类型都有特定的方法需要实现来管理上下文的生命期。
同步上下文管理器
同步上下文管理器使用 __enter__() 和 __exit__() 方法来实现。
1. __enter__() 方法
__enter__(self) 方法在执行进入 with 语句的上下文时被调用。此方法应该返回将在 with 块内使用的资源。
示例
下面是一个简单的使用 __enter__() 和 __exit__() 方法创建我们自己的上下文管理器的例子。
class MyContextManager:
def __enter__(self):
print("Entering the context")
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
print("Exiting the context")
with MyContextManager():
print("body")
执行上述代码你会得到以下输出：
Entering the context
body
Exiting the context
2. __exit__() 方法
__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback) 方法在执行离开 with 语句的上下文时被调用。它可以在发生异常时处理异常，并返回一个布尔标志来指示是否应该抑制异常。
这个例子展示了如何创建我们自己的上下文管理器以及 __exit__() 方法如何处理异常。
class MyContextManager:
def __enter__(self):
print("Entering the context")
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
print("Exiting the context")
if exc_type:
print("An exception occurred")
return True
with MyContextManager():
print("body")
name = "Python"/3
执行上述代码你会得到以下输出：
Entering the context
body
Exiting the context
An exception occurred
异步上下文管理器
类似于同步上下文管理器，异步上下文管理器也使用 __aenter__() 和 __aexit__() 方法实现。这些方法在 async with 语句中使用。
__aenter__(self) 方法——它必须返回一个在进入上下文时将被等待的可等待对象。
__aexit__(self, exc_type, exc_value, traceback) 方法——它必须返回一个在退出上下文时将被等待的可等待对象。
示例
下面是一个创建异步上下文管理器类的示例。
import asyncio
class AsyncContextManager:
async def __aenter__(self):
print("Entering the async context class")
return self
async def __aexit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
print("Exiting the async context class")
if exc_type:
print("Exception occurred")
return True
async def main():
async with AsyncContextManager():
print("Inside the async context")
name = "Python"/3
asyncio.run(main())
执行上述代码你会得到以下输出：
Entering the async context class
Inside the async context
Exiting the async context class
Exception occurred
创建自定义上下文管理器
Python 标准库中的 contextlib 模块提供了创建上下文管理器的工具。
使用 contextlib.contextmanager() 函数
contextlib.contextmanager() 函数是一个装饰器，允许你创建 with 语句上下文管理器的工厂函数。它消除了定义单独的类或单独实现 __enter__() 和 __exit__() 方法的需要。
示例
下面是一个使用 contextlib.contextmanager 创建上下文管理器函数的例子。
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def my_context_manager():
print("Entering the context manager method")
try:
yield
finally:
print("Exiting the context manager method")
with my_context_manager():
print("Inside the context")
执行上述代码你会得到以下输出：
Entering the context manager method
Inside the context
Exiting the context manager method
使用 contextlib.asynccontextmanager() 函数
contextlib 模块还提供了 asynccontextmanager，特别用于创建异步上下文管理器。它与 contextmanager 类似，消除了定义单独的类或单独实现 __aenter__() 和 __aexit__() 方法的需要。
示例
下面是一个演示使用 contextlib.asynccontextmanager 创建异步上下文管理器函数的例子。
import asyncio
from contextlib import asynccontextmanager
@asynccontextmanager
async def async_context_manager():
try:
print("Entering the async context")
yield
finally:
print("Exiting the async context")
async def main():
async with async_context_manager():
print("Inside the async context")
await asyncio.sleep(1)
asyncio.run(main())
执行上述代码你会得到以下输出：
Entering the async context
Inside the async context
Exiting the async context