概要 本文是上下文管理器专题第一篇，主要简单介绍上下文及上下文管理器的基本概念，分析with操作符的使用及其优缺点，最后还介绍了如何实现自定义上下文管理器
什么是上下文 程序中所谓的上下文件就是指程序所执行的环境状态，或者说程序运行的情景
关于return self
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上下文管理器定义 写代码时，我们希望把一些操作放到一个代码块中，这样在代码块中执行时就可以保持在某种运行状态，而当离开该代码块时就执行另一个操作，结束当前状态；所以，简单来说，上下文管理器的目的就是规定对象的使用范围，如果超出范围就采取“处理”,这一功能是在Python3.5之后引进的，它的优势在于可以使得你的代码更具可读性，且不容易出错。
常见的上下文管理器：with操作符 最常见的上下文管理器就是with语句了,python提供了with语句语法，来构建对资源的自动创建与自动释放,允许你在有需要的时候，精确地分配和释放资源
使用方法： 首先我们来看一段未使用with语句的代码，看看它在运行过程中会出现什么问题？
#when without using context manager
f = open("hl.txt", "w")
print(f.closed) #运行到这里，会打印出False，因为没有关闭
f.write("Hello,context manager!")
f.close()
print(f.closed) #这里才会打印出True，表示文件关闭
表面上看似这段代码也并没什么大的问题，但如果这段代码根本执行不到f.close()这一句就会出现问题，假设我们在写入的过程中，磁盘满了，代码就会在写入的那一句出现异常，这样就永远执行不到f.close()这一句，文件就永远不会被关闭，当然也可以用try…finally语句，如下所示：
#when using try…finally
try:
f = open("hl.txt", "w")
print(f.closed) #运行到这里，会打印出False，因为没有关闭
f.write("Hello,context manager!")
finally:
f.close()
print(f.closed) #这里才会打印出True，表示文件关闭
但是同样存在问题，当我们执行的不是简单的写入操作，而是其他更复杂的操作，如拷贝，同时读和写，try…finally语句根本无法保证代码的美感。这时，with就派上用场了。
下面，让我们来看一下使用了with的情况
#when using context manager
with open("hl.txt","w") as f:
print(f.closed) #False
f.write("Hello,context manager!")
print(f.closed) #True 无需执行f.close()
上面代码中，可以看到一个代码块：with…as… 其中，with关键词总是伴随着上下文管理器出现，as关键词将open(“hl.txt”,”w”)赋给了新的对象f，使得在该代码块中可以对f执行任意操作，代码相当简洁。
使用with的优点： 避免了琐碎操作：通过使用with，许多样板代码可以被消掉 避免了遗忘步骤：因此不用关注嵌套代码如何退出，又能确保我们的文件会被关闭
实现自定义上下文管理器 实现了上下文协议的函数/对象即为上下文管理器,上下文管理协议则是由enter和exit构成 要实现上下文管理器可以有两种方式，一种为基于类的实现，一种为基于生成器的实现
基于类的实现： 基于类的实现需要实现两个方法：enter()和_exit_() enter():负责进入代码块的准备工作，进入前被调用； exit()：负责离开代码块的善后工作，离开后被调用；
class File(object):
def __init__(self, file_name, method):
self.file_obj = open(file_name, method)
def __enter__(self):
return self.file_obj
def __exit__(self, type, value, traceback):
self.file_obj.close()
任何定义了_enter_()和_exit_()方法的对象都可以用于上下文管理器，通过定义enter和exit方法，我们可以在with语句里使用它
with File('demo.txt', 'w') as opened_file: opened_file.write('Hola!') 我们的exit函数接受三个参数。这些参数对于每个上下文管理器类中的exit方法都是必须的。我们来看看在底层都发生了什么。
-
with语句先调用File类的__enter__方法
-
__enter__方法打开文件并返回给with语句
-
打开的文件句柄被传递给opened_file参数
-
我们使用.write()来写文件
-
with语句调用__exit__方法关闭文件。
处理异常 如果发生异常，Python会将异常的type,value和traceback传递给exit方法 尝试访问文件对象的一个不支持的方法
with File('demo.txt', 'w') as opened_file:
opened_file.undefined_function('Hola!')
exit方法返回的是None(如果没有return语句那么方法会返回None)。因此，with语句抛出了那个异常。
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 2, in <module>
AttributeError: 'file' object has no attribute 'undefined_function'
当异常发生时，with语句会采取下面4步。
- 它把异常的type,value和traceback传递给exit方法。
- 它让exit方法来处理异常
- 如果exit返回的是True，那么这个异常就被优雅地处理了。
- 如果exit返回的是True以外的任何东西，那么这个异常将被with语句抛出
在exit方法中处理异常：
class File(object):
def __init__(self, file_name, method):
self.file_obj = open(file_name, method)
def __enter__(self):
return self.file_obj
def __exit__(self, type, value, traceback):
print("Exception has been handled")
self.file_obj.close()
return True
with File('demo.txt', 'w') as opened_file:
opened_file.undefined_function()
exit方法返回了True,因此没有异常会被with语句抛出
基于生成器的实现: 我们还可以用装饰器(decorators)和生成器(generators)来实现上下文管理器 Python有个contextlib模块专门用于这个目的。我们可以使用一个生成器函数来实现一个上下文管理器，而不是使用一个类。
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def file_open(path):
try:
f_obj = open(path,"w")
yield f_obj
except OSError:
print("We had an error!")
finally:
print("Closing file")
f_obj.close()
if __name__ == "__main__":
with file_open("test/test.txt") as fobj:
fobj.write("Testing context managers")
在这里，我们从contextlib模块中引入contextmanager，然后装饰我们所定义的file_open函数。这就允许我们使用Python的with语句来调用file_open函数。在函数中，我们打开文件，然后通过yield，将其传递出去，最终主调函数可以使用它。
一旦with语句结束，控制就会返回给file_open函数，它继续执行yield语句后面的代码。这个最终会执行finally语句--关闭文件。如果我们在打开文件时遇到了OSError错误，它就会被捕获，最终finally语句依然会关闭文件句柄。
