詳解Python中的with語句和上下文管理器
如果你有閱讀源碼的習(xí)慣,可能會(huì)看到一些優(yōu)秀的代碼經(jīng)常出現(xiàn)帶有 with
關(guān)鍵字的語句,它通常用在什么場景呢?對(duì)于系統(tǒng)資源如文件、數(shù)據(jù)庫連接、socket 而言,應(yīng)用程序打開這些資源并執(zhí)行完業(yè)務(wù)邏輯之后,必須做的一件事就是要關(guān)閉(斷開)該資源。
比如 Python 程序打開一個(gè)文件,往文件中寫內(nèi)容,寫完之后,就要關(guān)閉該文件,否則會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?極端情況下會(huì)出現(xiàn) Too many open files
的錯(cuò)誤,因?yàn)橄到y(tǒng)允許你打開的最大文件數(shù)量是有限的。同樣,對(duì)于數(shù)據(jù)庫,如果連接數(shù)過多而沒有及時(shí)關(guān)閉的話,就可能會(huì)出現(xiàn) Can not connect to MySQL server Too many connections
,因?yàn)閿?shù)據(jù)庫連接是一種非常昂貴的資源,不可能無限制的被創(chuàng)建。
一、with語句的使用
向文件中寫入數(shù)據(jù)的示例代碼(基礎(chǔ)):
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:25 # @Author : AmoXiang # @File : demo1.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 # 1、以寫的方式打開文件 f = open("1.txt", "w", encoding="utf8") # 2、寫入文件內(nèi)容 f.write("hello world") # 3、關(guān)閉文件 f.close()
代碼說明如下:文件使用完后必須關(guān)閉,因?yàn)槲募?duì)象會(huì)占用操作系統(tǒng)的資源,并且操作系統(tǒng)同一時(shí)間能打開的文件數(shù)量也是有限的。這種寫法可能出現(xiàn)一定的安全隱患,錯(cuò)誤代碼如下:
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:25 # @Author : AmoXiang # @File : demo1.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 # 1、以寫的方式打開文件 f = open("1.txt", "r", encoding="utf8") # 2、寫入文件內(nèi)容 f.write("hello world") # 3、關(guān)閉文件 f.close()
運(yùn)行結(jié)果如下圖所示:
代碼說明:由于文件讀寫時(shí)都有可能產(chǎn)生 IOError
,一旦出錯(cuò),后面的 f.close()
就不會(huì)調(diào)用。為了保證無論是否出錯(cuò)都能正確地關(guān)閉文件,我們可以使用 try ... finally
來解決。安全寫法, 代碼如下:
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:32 # @Author : AmoXiang # @File : demo2.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 try: # 1、以讀的方式打開文件 f = open("1.txt", "r") # 2、讀取文件內(nèi)容 f.write("xxxxx") except IOError as e: print("文件操作出錯(cuò)", e) finally: # 3、關(guān)閉文件 f.close()
運(yùn)行結(jié)果:
文件操作出錯(cuò) not writable
這種方法雖然代碼運(yùn)行良好,但是缺點(diǎn)就是代碼過于冗長,并且需要添加 try-except-finally
語句,不是很方便,也容易忘記。在這種情況下,Python 提供了 with 語句的這種寫法,既簡單又安全,并且 with 語句執(zhí)行完成以后自動(dòng)調(diào)用關(guān)閉文件操作,即使出現(xiàn)異常也會(huì)自動(dòng)調(diào)用關(guān)閉文件操作。with 語句的示例代碼:
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:34 # @Author : AmoXiang # @File : demo3.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 # 1、以寫的方式打開文件 with open("1.txt", "w") as f: # 2、讀取文件內(nèi)容 f.write("hello world") f.read() # 即使報(bào)錯(cuò),文件資源也會(huì)關(guān)閉掉
二、上下文管理器
一個(gè)類只要實(shí)現(xiàn)了 __enter__()
和 __exit__()
這個(gè)兩個(gè)方法,通過該類創(chuàng)建的對(duì)象我們就稱之為上下文管理器對(duì)象。上下文管理器可以使用 with 語句,with 語句之所以這么強(qiáng)大,背后是由上下文管理器做支撐的,也就是說剛才使用 open 函數(shù)創(chuàng)建的文件對(duì)象就是就是一個(gè)上下文管理器對(duì)象。自定義上下文管理器類,模擬文件操作。定義一個(gè) File 類,實(shí)現(xiàn) __enter__()
和 __exit__()
方法,然后使用 with 語句來完成操作文件, 示例代碼:
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:38 # @Author : AmoXiang # @File : demo4.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 class File(object): # 初始化方法 def __init__(self, file_name, mode): # 定義變量保存文件名和打開模式 self.file_name = file_name self.mode = mode # 上文方法 def __enter__(self): print("進(jìn)入上文方法") # 返回文件資源 self.f = open(self.file_name, self.mode) return self.f # 下文方法 def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): """ with 語句中,即使發(fā)生異常信息,也會(huì)進(jìn)入 __exit__ 中 :param exc_type: 發(fā)生異常時(shí),異常的類型 :param exc_val: 發(fā)生異常時(shí),異常的信息 :param exc_tb: 異常對(duì)象,堆棧信息 :return:如果返回False(代碼沒有書寫返回值默認(rèn)None,表示為False) 代表 異常發(fā)生以后,異常會(huì)繼續(xù)向外傳遞。如果返回True,代表異常不再向外傳遞 """ if exc_type: print("發(fā)生了異常......") return True print("進(jìn)入下文方法") self.f.close() if __name__ == '__main__': with File("1.txt", "r") as file: content = file.read() print(content)
運(yùn)行結(jié)果:
代碼說明:
__enter__
表示上文方法,需要返回一個(gè)操作文件對(duì)象__exit__
表示下文方法,with 語句執(zhí)行完成會(huì)自動(dòng)執(zhí)行,即使出現(xiàn)異常也會(huì)執(zhí)行該方法。
上下文管理器的另外一種實(shí)現(xiàn)方式: 假如想要讓一個(gè)函數(shù)成為上下文管理器,Python 還提供了一個(gè) @contextmanager
的裝飾器,更進(jìn)一步簡化了上下文管理器的實(shí)現(xiàn)方式。通過 yield 將函數(shù)分割成兩部分,yield 上面的語句在 __enter__
方法中執(zhí)行,yield 下面的語句在 __exit__
方法中執(zhí)行,緊跟在 yield 后面的參數(shù)是函數(shù)的返回值。示例代碼:
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2022-10-18 10:54 # @Author : AmoXiang # @File : demo5.py # @Software: PyCharm # @Blog : https://blog.csdn.net/xw1680 # 導(dǎo)入裝飾器 from contextlib import contextmanager # 裝飾器裝飾函數(shù),讓其稱為一個(gè)上下文管理器對(duì)象 @contextmanager def my_open(path, mode): try: # 打開文件 file = open(path, mode) # yield之前的代碼好比是上文方法 yield file except Exception as e: print(e) finally: print("over") # yield下面的代碼好比是下文方法 file.close() # 使用with語句 with my_open('out.txt', 'w') as f: f.write("hello , the simplest context manager")
三、小結(jié)
Python 提供了 with 語句 用于簡化資源釋放的操作,使用 with 語句 操作建立在上下文管理器(實(shí)現(xiàn) __enter__
和 __exit__
) 的基礎(chǔ)上。Python 還提供了一個(gè) @contextmanager
裝飾器,更進(jìn)一步簡化上下管理器的實(shí)現(xiàn),讓一個(gè)函數(shù)可以成為上下文管理器,結(jié)合 with 語句 來使用。
到此這篇關(guān)于詳解Python中的with語句和上下文管理器的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python with語句和上下文管理器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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