一 、with语句的原理

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:

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。

二、自定义上下文管理器

Python的with语句是提供一个有效的机制，让代码更简练，同时在异常产生时，清理工作更简单。

class DBManager(object):
    def __init__(self):
        pass

    def __enter__(self):
        print('__enter__')
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print('__exit__')
        return True

def getInstance():
        return DBManager()

with getInstance() as dbManagerIns:
    print('with demo')

with后面必须跟一个上下文管理器，如果使用了as，则是把上下文管理器的 ​​__enter__() ​​方法的返回值赋值给 target，target 可以是单个变量，或者由“()”括起来的元组（不能是仅仅由“,”分隔的变量列表，必须加“()”）

代码运行结果如下：

'''
__enter__
with demo
__exit__

'''

结果分析：当我们使用with的时候,​​__enter__​​​方法被调用，并且将返回值赋值给as后面的变量，并且在退出with的时候自动执行​​__exit__​​方法

'''
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'''
class With_work(object):
    def __enter__(self):
        """进入with语句的时候被调用"""
        print('enter called')
        return "xxt"

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        """离开with的时候被with调用"""
        print('exit called')


with With_work() as f:
    print(f)
    print('hello with')
'''
enter called
xxt
hello with
exit called

'''

三、总结

自定义上下文管理器来对软件系统中的资源进行管理，比如数据库连接、共享资源的访问控制等。