Python的with原理探究

旧城等待， 2022-11-10 03:46 201阅读 0赞

# Python中with原理探究 #

with语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。比如上面的代码，通过使用with语句改造，就变成了下面这个样子：

#!/usr/bin/env python
    
    with open('students.txt', 'r') as fileReader:
        for row in fileReader:
            print(row.strip())

可以看到，通过使用with语句重构，代码立马明朗了不少。这里虽然说了with怎么使用，但是并没有说到点上，没法让人真的明白with的原理。

深挖原理  
为了更好的掌握with语句的用法，明白其内在的原理。这里就深挖一下with语句的原理，让大家知其然，更知其所以然。

要搞清楚with语句的原理，先要说一下下面这几个概念：

上下文管理协议（Context Management Protocol）：包含方法 **enter**()和\_\_exit\_\_()，支持该协议的对象要实现这两个方法。  
上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了\_\_enter\_\_()和\_\_exit\_\_()方法。上下文管理器定义执行with语句时要建立的运行时上下文，负责执行with语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用with语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。  
说完上面两个概念，我们再从with语句的常用表达式入手，一段基本的with表达式，其结构是这样的：

with EXPR as VAR:
        BLOCK

其中EXPR可以是任意表达式；as VAR是可选的。其一般的执行过程是这样的：

执行EXPR，生成上下文管理器context\_manager；  
获取上下文管理器的\_\_exit()**方法，并保存起来用于之后的调用；  
调用上下文管理器的\_\_enter**()方法；如果使用了as子句，则将\_\_enter\_\_()方法的返回值赋值给as子句中的VAR；  
执行BLOCK中的表达式；  
不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的\_\_exit\_\_()方法，**exit**()方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句break/continue/return，则以None作为参数调用\_\_exit\_\_(None, None, None)；如果执行过程中出现异常，则使用sys.exc\_info得到的异常信息为参数调用\_\_exit\_\_(exc\_type, exc\_value, exc\_traceback)；  
出现异常时，如果\_\_exit\_\_(type, value, traceback)返回False，则会重新抛出异常，让with之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回True，则忽略异常，不再对异常进行处理。