Python上下文管理：with语句执行原理

什么是上下文管理器

上下文管理器（Context Manager）是 Python 中用于管理资源分配和释放的一种机制。它允许您在进入和退出代码块时执行特定的操作，例如打开和关闭文件、建立和关闭数据库连接、获取和释放锁等。上下文管理器常常与 with 语句一起使用，以确保资源在使用后被正确地释放。Python中主要通过两种方法实现：

使用类实现上下文管理器

要创建一个使用类实现的上下文管理器，您需要定义一个类，该类包括 enter 和 exit 方法。enter 方法用于进入代码块前执行的操作，而 exit 方法用于退出代码块后执行的操作。

class ParseFile:
    def __init__(self, filename, mode):
        self.filename = filename
        self.mode = mode

    def __enter__(self):
        self.file = open(self.filename, self.mode)
        return self.file

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        """
        :param exc_type: 异常类型
        :param exc_value: 异常值
        :param traceback: 异常相关的堆栈跟踪信息，堆栈跟踪包括了引发异常的代码路径以及函数调用链
        :return:
        """
        self.file.close()


# 使用上下文管理器打开文件
with ParseFile('data.txt', 'r') as f:
    print(f.read())

生成器也可以用作上下文管理器

使用@contextmanager 装饰器标记为上下文管理器，yield会把函数定位分成两个部分：yield前面所有代码是在with开始时执行(类似__enter__方法)，yield后面的是在with结束时执行(类似__exit__方法)

from contextlib import contextmanager
import time


def adds():
    for i in range(3):
        print(i)
        time.sleep(1)


@contextmanager
def timing_context(func):
    start_time = time.time()

    try:
        func()
        yield 'runtime'  # 进入上下文 yield后面的值，就会赋在 with语句的as 后面
    finally:
        end_time = time.time()
        elapsed_time = end_time - start_time
        print(f"Elapsed time: {elapsed_time} seconds")


# 使用上下文管理器来测量代码块的执行时间
with timing_context(adds) as msg:
    # 模拟耗时操作
    print(msg)

# 上下文管理器会自动计算和打印执行时间