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深人了解Python上下文管理器

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  • with语句
  • 上下文管理器创建
    • 基于类的上下文管理器
    • @contextmanager 装饰器
  • 总结

    下面先来介绍一下with关键字在文件读写中的应用,简单了解上下文管理器的功能。

    with语句

    在python文件及目录处理方法中介绍了读写大文件建议使用with语句,with语句会进行资源的自动管理。文件很多的情况下也会导致资源泄露,下面来打开100000个文件,不进行文件关闭操作:

    for x in range(100000):
        file = open('test.txt', 'w')
        file_descriptors.append(file)
    

    执行会报如下错误:

    OSError: [Errno 24] Too many open files: 'test.txt'

    原因就是打开了太多文件而没有及时关闭导致了资源泄露,造成系统崩溃。完成处理后需要对文件进行关闭操作:

    file_descriptors = []
    for x in range(10000):
    	file = open('test.txt', 'w')
    	try:
    		file_descriptors.append(file)
    	finally:
    		file.close()
    

    使用 with 语句可以完成自动分配并且释放资源,比上面的写法更加简洁:www.cppcns.com

    file_descriptors = []
    for x in range(10000):
    	with open('test.txt', 'w') as file:
    		file_descriptors.append(file)
    

    上下文管理器创建

    基于类的上下文管理器

    可以使用类来创建上下文管理器,需要保证这个类包括两个方法:__enter__() __exit__()。其中,方法 __enter__() 返回需要被管理的资源,方法 __exit__() 进行资源释放、清理操作。

    下面来模拟 Python 的打开、关闭文件操作:

    class FileManager:
        def __init__(self, name, mode):
            print('__init__ method called')
            self.name = name
            self.mode = mode
            self.file = None
        def __enter__(self):
            print('__enter__ method called')
            self.file = open(self.name, self.mode)
            return self.file
        def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback):
     编程客栈       print('__exit__ method called')
            if self.file:
                self.file.close()
            if exc_type:
                print(f'exc_type: {exc_type}')
                print(f'exc_value: {exc_value}')
                print(f'exc_traceb编程客栈ack: {exc_traceback}')
            return True
    with FileManager('test.txt', 'w') as f:
    	print('开始写操作')
    	f.write('hello world !')
    print(f.closed)
    

    执行结果:

    __init__ method called

    __enter__ method called

    开始写操作

    __exit__ method called

    exc_type: <class 'Exception'>

    exc_value: exception raised

    exc_traceback: <traceback object at 0x000001B43C2444C8>

    True

    可以看到执行顺序为:

    • __init__():初始化对象 FileManager
    • __enter__():打开文件,返回 FileManager 对象

    with中的代码

    __exit__():关闭打开的文件流

    __exit__()方法中的参数exc_type, exc_value, 和 exc_traceback 用于管理异常。

    @contextmanager 装饰器

    可以使用 contextlib.contextmanager 装饰器而不使用类的方式来实现上下文管理器,它是基于http://www.cppcns.com生成器的上下文管理器,用以支持 with 语句。

    仍以打开、关闭文件为例:

    from contextlib import contextmanager
    @contextmanager
    def file_manager(name, mode):
        try:
            f = open(name, mode)
            yield f
        finally:
            f.close()
    with file_manager('test.txt', 'w') as f:
        f.write('hello world !')
    

    其中 file_manager() 函数是一个生成器,yield 之前可以看成是__enter__方法中的内容,yield 后面的是 __exit__() 内容。加上@contextmanager装饰器,使用基于生成器的上下文管理器时,不需要定义__enter__()__exit__()方法。

    总结

    上下文管理器可确保用过的资源得到迅速释放,通常和 with 语句一起使用,大大提高了程序的简洁度。另外需要注意的是,编写基于类或者生成器的上下文管理器时,记住不要忘记释放资源。--THE END--

    本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内TFMHyTfc容!

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