在代码执行过程中会进行频繁的I/O操作，而计算资源往往是有限的，需要进行资源管理，保证这些资源在使用过后得到释放，防止发生资源泄露。Python中使用上下文管理器（context manager）进行资源管理，比如我们经常用到的 with 关键字，上下文管理器可以进行自动分配并且释放资源。

下面先来介绍一下with关键字在文件读写中的应用，简单了解上下文管理器的功能。

在Python文件及目录处理方法中介绍了读写大文件建议使用with语句，with语句会进行资源的自动管理。文件很多的情况下也会导致资源泄露，下面来打开100000个文件，不进行文件关闭操作：

执行会报如下错误：

原因就是打开了太多文件而没有及时关闭导致了资源泄露，造成系统崩溃。完成处理后需要对文件进行关闭操作：

使用 with 语句可以完成自动分配并且释放资源，比上面的写法更加简洁：

可以使用类来创建上下文管理器，需要保证这个类包括两个方法： __enter__() 和 __exit__() 。其中，方法 __enter__() 返回需要被管理的资源，方法 __exit__() 进行资源释放、清理操作。

下面来模拟 Python 的打开、关闭文件操作：

执行结果：

可以看到执行顺序为：

__exit__() 方法中的参数 exc_type , exc_value , 和 exc_traceback 用于管理异常。

可以使用contextlib.contextmanager 装饰器而不使用类的方式来实现上下文管理器，它是基于生成器的上下文管理器，用以支持 with 语句。

仍以打开、关闭文件为例：

其中file_manager() 函数是一个生成器，yield 之前可以看成是 __enter__ 方法中的内容，yield 后面的是 __exit__() 内容。加上 @contextmanager 装饰器，使用基于生成器的上下文管理器时，不需要定义 __enter__() 和 __exit__() 方法。

上下文管理器可确保用过的资源得到迅速释放，通常和 with 语句一起使用，大大提高了程序的简洁度。另外需要注意的是，编写基于类或者生成器的上下文管理器时，记住不要忘记释放资源。

--THE END--

我们在处理文件的时候经常看到下面这样的代码，它即是上下文管理器：

它的含义是打开当前目录下的text.txt文件并打印它里面的内容，与下面的代码效果是一样的：

对比两种写法能够发现，使用 with自动执行了f.close()（关闭文件）的这步操作，能够少写一点代码。

那这样的上下文管理器是怎么实现的，下面为你讲解。

如果要实现上面 open上下文管理器功能，我们可以通过创建一个类，并添加__enter__和__exit__方法即可，如下面的代码所示：

可以看到在我们打印出文件的内容后，自动执行了关闭文件的操作。

那 __enter__和__exit__的含义是什么，__exit__后面的exc_type, exc_val, exc_tb又是什么意思呢？

1）_ enter _

2）_ exit _

__exit__是在with执行完成后自动执行的，他后面的参数含义如下：

当with中执行的代码报错时，除了不继续执行with包含的代码外，还会将报错信息放入上面的三个参数中，例如下面的代码：

Python内置了 contextlib这个模块用于实现上下文管理功能，它是通过生成器yield实现的，这个模块让我们不必再创建类和__enter__和__exit__了。

通过 contextlib实现open功能的代码如下：

正文

你有没有想过 with 语句是什么以及我们为什么使用它呢？请阅读这篇文章！我们中的许多人在 Python 代码中一遍又一遍地看到这个代码片段： with open( 'Hi.text' , 'w' ) as f:

f.write( "Hello, there" )

但是，我们中的一些人不知道 with 有什么用，以及为什么我们需要在这里使用它。在此阅读中，您将找到关于 with 可解决的几乎所有问题。让我们开始吧！

首先，让我们考虑一下如果不使用 with 关键字我们需要做什么。在这种情况下，我们需要先打开文件并 尝试 执行 write 。不管成功与否，我们最好在 最后 关闭它，所以我们的代码将如下所示：

f = open('Hi.text' , 'w' )

try :

f.write( 'Hello, there' )

finally :

f.close()

那么， with 关键字有什么用呢？它只是有助于将我们的 try..finally 代码缩短为 with... 的单个语句！这就是 with 语句用法。

那么，它到底是什么？事实上， with 语句本身在 Python 中并没有什么特别之处，它只是 Python 中 上下文管理器 的一个特性。 上下文管理器 ，引用自 Python 官方文档， 是一种让您在需要时准确分配和释放资源的方法 ，或者简单来说： 当您在某些资源上做某事时缩短您的代码片段 ，这意味着您可以自己定义 with 语句的用法！

我们如何做到这一点？嗯，很简单，你只需要实现两个 魔术函数 ：一个叫做 __enter__ ，另一个叫做 __exit__ 。第一种方法是编写一个实现这两个函数的类，如下所示：

class My_file :

def __init__ (self, fname):

self.fname = fname

def __enter__ (self):

self.file = open(self.fname, 'w' )

return self.file

def __exit__ (self, exc_type, exc_val, exc_trace_back):

if self.file:

self.file.close()

在这里，我们创建了一个普通的 Python 类，实现了两个魔术函数。注意这两个函数的签名： __enter__ 只接受 self ，而 __exit__ 将接受更多参数，示例中的这三个是标准形式。这样，我们就可以直接使用：

with My_file( 'hello.txt' ) as f:

f.write( 'hello, world!' )

这里的 with 语句会先调用 __init__ 构造一个新对象，然后再调用 __enter__ 方法；最后，它会在代码块完成之前触发 __exit__ 方法。所以，上面代码的大致等价如下：

myfile = My_file('hello.txt' )

f = myfile.__enter__()

f.write( 'hello, world!' )

myfile.__exit(...)

实现 上下文管理器 的第二种方法是通过 装饰器 ，如下：

1.你 import contextmanager from contextlib

2.你写一个函数来实现你想要的 with 语句。

3.在函数上方添加一个装饰器 @contextmanager 。

4.使用你的 with your_function ！

根据上面的介绍，让我们写一个 装饰器上下文管理器 ！

from contextlib import contextmanager

@contextmanager

def my_file_open (fname):

try :

f = open(fname, 'w' )

yield f

finally :

print( 'Closing file' )

f.close()

with file_open( 'hi.txt' ) as f:

f.write( 'hello world' )

@contextmanager

def closing (f):

try :

f.write( "Finish writing" )

finally :

f.close()

with closing(open( "hi.text" )):

f.write( "hello world" )

例如，在上面的代码中，我们可以直接调用 with close(your_way_of_getting_resource) ，在你下面写的代码块即将完成之前（ f.write("hello world") ），它会执行 try..finally 我们在上面定义的块。另一个是使用 suppress 工具。我们知道，在很多情况下，如果我们尝试获取一些资源，很可能在打开文件时会出现 FileNotFoundException 等错误。在某些情况下，我们希望捕获错误或抑制错误，以便程序继续正常运行。 suppress 是我们可以抑制警告的一种方式。你需要做的就是弄清楚你想要抑制哪个异常，并编写 with suppress(your_choice_of_exception) ，Python 将从这里开始处理它。在其他情况下，您可能只想在输入 with 代码块时执行某些操作。在这种情况下， nullcontext 对你来说会很方便。 nullcontext 只会返回你在 __enter__ 函数中定义的东西，而不会做任何其他事情。如果您在 Python 中处理 async 操作以访问资源，则 aclosure 是处理这种情况的实用工具。

总结

本文介绍了 with 语句的一些基本概念和用法及其底层工作原理。还有很多有趣的东西，请查看 Python 的 contextlib 文档。最后，祝您能像往常一样快乐学习和快乐编码！

链接：https://python.plainenglish.io/demystifying-the-with-keyword-in-python-53be94e8b31a

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