Python-with及上下文管理器——__enter__()和__exit__()

上下文管理器与装饰器类似，它们都是包装其他代码的工具。但装饰器用于包装定义的代码块(如函数或类)，而上下文管理器可以包装任意格式的代码块。
有一些任务，可能事先需要设置，事后做清理工作。这种时候用上下文管理器就可以相当方便地进行处理。
例如，在对文件进行读写操作时，通常得这样进行

try:
    file = open("/tmp/foo.txt")
    data = file.read()
finally:
    file.close()

这样的写法虽然没有问题，但总是需要手动关闭文件，很可能忘记关闭文件句柄，引起漏洞。

在python2.5后新增了关键字with，使用with语句即可进入上下文管理器，它可以在执行完代码之后自动帮我们关闭文件，因此上述代码可改写成：

with open('test.txt') as f:
    data = f.read()

with究竟是如何工作的，或者说上面提到的上下文管理器究竟是什么？
with语句的作用实际上就是对其后的代码求值(本例中即为调用open函数)。该表达式返回一个对象，该对象包含两个特殊方法：__enter__()和__exit__()。

• 紧跟with后面的语句被求值后，返回对象的__enter__()方法被调用，这个方法的返回值将被赋值给as后面的变量。当with后面的代码块全部被执行完之后，将调用前面返回对象的__exit__()方法。

我们可以通过如下实例来看

class Sample:
    def __enter__(self):
        print("__enter__")
        return "sample"

    def __exit__(self, type, value, trace):
        print("__exit__")


def get_sample():
    return Sample()


with get_sample() as sample:
    print(sample)
>>>
__enter__
sample
__exit__

整个过程有如下几步：

1. __enter__()方法被执行
2. __enter__()方法返回的值赋值给as后的变量sample
3. 执行代码块
4. __exit__()方法被调用
   可以看出，with语句是进入上下文管理器的入口且默认执行__enter__函数，而退出上下文管理器时默认执行__exit__函数。

由上我们可以知道，打开和关闭资源(如文件和数据库连接)是编写上下文管理器的一个重要应用。但除此之外，上下文管理器还有另一个重要功能：

异常处理

with语句的表达式的作用是返回一个遵循特定协议的对象，该对象必须定义一个 __enter__方法和一个__exit__方法。

除了self参数，__enter__方法不接受任何参数，如果有as变量(as子句是可选项 )，返回值赋给as后的变量。

除了self参数，__exit__方法还带有三个位置参数：

• exc_type：一个异常类型
• exc_instance ：一个异常实例
• traceback ：一个回溯

无异常时它们全为None,但如果在代码块内有异常发生，则参数被填充

上下文管理器必须定义__exit__方法，该方法可以选择性地处理包装代码块中出现的异常，或者处理其他需要关闭上下文管理器状态的事情。如果exit方法接收一个异常，它可以

• 返回False实现异常的传播
• 返回True终止异常
• 抛出一个不同的异常，它将替代异常被发送出去