你只知道with，那with該with who呢？

在長時(shí)間的編程開發(fā)中，你肯定見過或者使用過下面這段代碼：

with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    s = f.readlines()

有些人會知道這么寫的原因，但是更多的人不知道原因。只是覺得別人都這么寫，那我也跟著寫。

同時(shí)，很多知道原因的人也只是知其然而不知其所以然：with 語句可以替我們自動關(guān)閉打開的文件對象。但是這是通過什么機(jī)制辦到的呢？

1. with和異常處理

我們知道，如果不使用with語句的話，正常地讀寫一個(gè)文件應(yīng)該經(jīng)過這些過程：打開文件、操作文件、關(guān)閉文件。表達(dá)為 Python 代碼如下：

f = open("test.txt", "r", encoding="utf-8")
s = f.readlines()
f.close()

在正常情況下，這樣寫看起來也沒啥問題。

接下來我們就人為制造一點(diǎn)“意外”：把打開文件對象時(shí)指定的模式由“r”改為“w”。

f = open("test.txt", "w", encoding="utf-8")
s = f.readlines()
f.close()

此時(shí)，當(dāng)程序執(zhí)行到第2行讀取文件內(nèi)容時(shí)，就會拋出錯誤：

Traceback (most recent call last):
  File "test_with.py", line 2, in <module>
    s = f.readlines()
io.UnsupportedOperation: not readable

然后……一個(gè)可怕的情況就發(fā)生了。

Python 產(chǎn)生未處理的異常從而退出了，導(dǎo)致第2行之后的代碼尚未執(zhí)行，因此f.close()也就再也沒有機(jī)會執(zhí)行。一個(gè)孤魂野鬼般打開的文件對象就這樣一個(gè)人漂泊在內(nèi)存的汪洋大海中，沒有人知道他是誰、他從哪兒來、他要去哪兒。

就這樣，每當(dāng)拋出一次異常，就會產(chǎn)生這么一個(gè)流浪對象。久而久之，內(nèi)存的汪洋大海也就順理成章被改造成了流浪者的樂土，其他人想來壓根兒沒門兒。

追根究底，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這個(gè)問題的關(guān)鍵在于“打開-操作-關(guān)閉”文件這個(gè)流水操作中，存在拋出異常的可能。

所以我們想到了使用 Python 為我們提供的大殺器，來對付這些異常：try-catch。

用異常處理改造一下前面的代碼：

try:
    f = open("test.txt", "a", encoding="utf-8")
    s = f.readlines()
except:
    print("出現(xiàn)異常")
finally:
    f.close()

這樣一來，通過附加的finally語句，無論文件操作是否拋出異常，都能夠保證打開的文件被關(guān)閉。從而避免了不斷占用資源導(dǎo)致資源泄露的問題。

實(shí)際上，with 語句正是為我們提供了一種try-catch-finally的封裝。

編程時(shí)，看似只是隨隨便便的一個(gè) with ，其實(shí)已經(jīng)暗地里確保了類似于上面代碼的異常處理機(jī)制。

2. 上下文管理器

with 要生效，需要作用于一個(gè)上下文管理器——

打住，到底什么是上下文管理器呢？

長話短說，就是實(shí)現(xiàn)了__enter__和__exit__方法的對象。

在進(jìn)入一個(gè)運(yùn)行時(shí)上下文前，會先加載這兩個(gè)方法以備使用。進(jìn)入這個(gè)運(yùn)行時(shí)上下文時(shí)，調(diào)用__enter__方法；退出該上下文前，則會調(diào)用__exit__方法。

這里的“運(yùn)行時(shí)上下文”，可以簡單地理解為一個(gè)提供了某些特殊配置的代碼作用域。

當(dāng)我們使用with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f這句代碼時(shí)，Python首先對open("test.txt", "r", encoding="utf-8")求值，得到一個(gè)上下文管理器。

這里有一點(diǎn)特殊的是，Python中文件對象本身就是一個(gè)上下文管理器，因此我們可以使用open函數(shù)作為求值的表達(dá)式。

隨后調(diào)用__enter__方法，返回的對象綁定到我們指定的標(biāo)識符f上。文件對象的__enter__返回文件對象自身，因此這句代碼就是將打開的“test.txt”文件對象綁定到了標(biāo)識符f上。

緊跟著執(zhí)行 with 語句塊中的內(nèi)容。

最后調(diào)用__exit__，退出 with 語句塊。

根據(jù)上面的內(nèi)容，我們也可以自行構(gòu)造一個(gè)上下文管理器（注意，兩個(gè)特征方法的參數(shù)要與協(xié)議一致）：

class testContextManager:
    def __enter__(self):
        print("進(jìn)入運(yùn)行時(shí)上下文，調(diào)用__enter__方法")


    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print("退出運(yùn)行時(shí)上下文，調(diào)用__exit__方法")




with testContextManager() as o:
    pass

輸出結(jié)果：

進(jìn)入運(yùn)行時(shí)上下文，調(diào)用__enter__方法
退出運(yùn)行時(shí)上下文，調(diào)用__exit__方法

with 語句之所以能夠替代繁瑣的異常處理語句，正是由于上下文管理器遵循協(xié)議實(shí)現(xiàn)了__enter__和__exit__方法，而with語句又確保了發(fā)生異常時(shí)能夠執(zhí)行完__exit__方法，再退出相關(guān)運(yùn)行時(shí)上下文。

在這個(gè)方法中，我們就可以完成一些必要的清理工作。

總結(jié)

本文我們講解了 with 語句的內(nèi)部邏輯，嘗試實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自定義的上下文管理器。相信大家對于 with 的作用方式有了更深刻的領(lǐng)會。

with 語句不僅僅可以用于讀寫文件，還可以用于鎖的自動獲取和釋放、全局狀態(tài)的保存和恢復(fù)等。更多的實(shí)用方式留待大家探索。

文章來源：公眾號--Python技術(shù) 作者：派森醬

以上就是W3Cschool編程獅關(guān)于 你只知道with，那with該with who呢？的相關(guān)介紹了，希望對大家有所幫助。