一、说明

       有一些任务，可能事先需要设置，事后做清理工作。 with方法就是python的非常酷的语句，安全可靠，方便。我们自己的类如何具备with的能力?必须拥有__enter__()方法，另一个__exit__()，因此，这里介绍这些能力。

        对于这种场景，一个很好的例子是文件处理，你需要获取一个文件句柄，从文件中读取数据，然后关闭文件句柄。

二、python的with语句

2.1 有with语句和无的区别

        一个很好的例子是文件处理，你需要获取一个文件句柄，从文件中读取数据，然后关闭文件句柄。如果不用with语句，代码如下：

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

        这里有两个问题：

•         1）可能忘记关闭文件句柄；
•         2）文件读取数据发生异常，没有进行任何处理。

        下面是处理异常的加强版本：

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

        虽然这段代码运行良好，但是太冗长了。这时候就是with一展身手的时候了。除了有更优雅的语法，with还可以很好的处理上下文环境产生的异常。下面是with版本的代码：

with open("/tmp /foo.txt") as file:data = file.read()

2.2 with如何工作？

        这看起来充满魔法，但不仅仅是魔法，Python对with的处理还很聪明。基本思想是with所求值的对象必须有一个__enter__()方法，一个__exit__()方法。

        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。

        下面例子可以具体说明with如何工作：

#!/usr/bin/env python
# with_example01.pyclass Sample:def __enter__(self):print( "In __enter__()" )return "Foo"def __exit__(self, type, value, trace):print( "In __exit__()")def get_sample():return Sample()with get_sample() as sample:print ("sample:", sample)

        输出如下

bash-3.2$ ./with_example01.py
In __enter__()
sample: Foo
In __exit__()

        正如你看到的，

   __enter__()方法被执行
   __enter__()方法返回的值 - 这个例子中是"Foo"，赋值给变量'sample'
        执行代码块，打印变量"sample"的值为 "Foo"
  __exit__()方法被调用

        with真正强大之处是它可以处理异常。可能你已经注意到Sample类的__exit__方法有三个参数val,type 和 trace。 这些参数在异常处理中相当有用。我们来改一下代码，看看具体如何工作的。

#!/usr/bin/env python
# with_example02.pyclass Sample:def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, type, value, trace):print "type:", typeprint "value:", valueprint "trace:", tracedef do_something(self):bar = 1/0return bar + 10with Sample() as sample:sample.do_something()

        这个例子中，with后面的get_sample()变成了Sample()。这没有任何关系，只要紧跟with后面的语句所返回的对象有 __enter__()和__exit__()方法即可。此例中，Sample()的__enter__()方法返回新创建的Sample对象，并赋值给变量sample。

代码执行后：

bash-3.2$ ./with_example02.py
type: <type 'exceptions.ZeroDivisionError'>
value: integer division or modulo by zero
trace: <traceback object at 0x1004a8128>
Traceback (most recent call last):File "./with_example02.py", line 19, in <module>sample.do_somet hing()File "./with_example02.py", line 15, in do_somethingbar = 1/0
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

        实际上，在with后面的代码块抛出任何异常时，__exit__()方法被执行。正如例子所示，异常抛出时，与之关联的type，value和stack trace传给__exit__()方法，因此抛出的ZeroDivisionError异常被打印出来了。开发库时，清理资源，关闭文件等等操作，都可以放在__exit__方法当中。

        因此，Python的with语句是提供一个有效的机制，让代码更简练，同时在异常产生时，清理工作更简单。

三、举例：上下文管理协议(__enter__,__exit)

3.1、上下文管理协议

       正如上文中已经揭示的：为了让一个对象兼容with语句，必须在这个对象的类中声明__enter__和__exit__方法

1. __enter__()会在with语句出现（实例化对象）时执行
2. __exit__()会在with语句的代码块实行完毕才会执行

        首先我们将模仿python的open文件方法： 

class Open:def __init__(self,name):self.name = namedef __enter__(self):                 #在实例化打开文件时即触发，在with时触发print('执行__enter__')return self                    #return的self会赋值给f，相当于通过Open类实例化处对象fdef __exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):    #在with中的代码块执行完毕才会触发print('执行__exit__')with Open('a.txt') as f:                #会触发enter  '执行__enter__'，相当于--》f=Open('a.txt').__enter__()print(f)                              #<__main__.Open object at 0x01477270>print(f.name)                         #'a.txt'
print('*'*10)                           #先---'执行__exit__'#后---'*********'   Output:
---------------------------------------------
执行__enter__
<__main__.Open object at 0x000000000210B208>
a.txt
执行__exit__
**********
---------------------------------------------

3.2 在__exit__设定出错判别

        __exit__()中有三个参数分别代表异常类型，异常值和追溯信息，执行了__exit__则表示with语句执行完毕

        1、若__exit__返回值不为True，则：

         a、若with语句中没有异常，则程序正常执行

         b、若with语句中出现异常，则程序会执行到with中出错的语句并执行__exit__，然后程序终止，‘吐出’异常

class Open:def __init__(self,name):self.name = namedef __enter__(self):                        print('执行__enter__')return self                    def __exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):    print('执行__exit__')print(exc_type)                #<class 'AttributeError'>print(exc_val)                #'Open' object has no attribute 'age'print(exc_tb)                #<traceback object at 0x0178F738>with Open('a.txt') as f:print(f)print(f.age)       #因为f对象没有age属性，则出现异常，程序执行到该句时将异常传递给__exit__的三个参数，并结束程序执行，报错print(f.name)        #该行语句后面的语句都不会执行，包括with语句的以外的语句也不会执行
print('*'*10) Output:
---------------------------------------------------------
执行__enter__print(f.age)
AttributeError: 'Open' object has no attribute 'age'
<__main__.Open object at 0x000000000257E4A8>
执行__exit__
<class 'AttributeError'>
'Open' object has no attribute 'age'
<traceback object at 0x0000000002583288>
---------------------------------------------------------

 

        2、若__exit__返回值为True，则： 　a、若with语句中没有异常，则程序正常执行 　b、若with语句中出现异常，则程序会执行到with中出错的语句并执行__exit__，‘吞掉’异常。然后with语句中剩下的语句不会执行，但是会继续执行with语句以外的语句

class Open:def __init__(self,name):self.name = namedef __enter__(self):                        print('执行__enter__')return self                    def __exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):    print('执行__exit__')print(exc_type)                #<class 'AttributeError'>print(exc_val)                #'Open' object has no attribute 'age'print(exc_tb)                #<traceback object at 0x0178F738>return True
with Open('a.txt') as f:print(f)print(f.age)        #因为f对象没有age属性，则出现异常，程序执行到该句时将异常传递给__exit__的三个参数，并结束程序执行，'吞掉异常'不会报错print(f.name)       #该行语句后面的with中的语句都不会执行，但是with语句的以外的语句会继续执行
print('*'*10)            #'*********'

 

四、结论

　　1.使用with语句的目的就是把代码块放入with中执行，with结束后，自动完成清理工作，无须手动干预 2.在需要管理一些资源比如文件，网络连接和锁的编程环境中，可以在__exit__中定制自动释放资源的机制，你无须再去关系这个问题，这将大有用处。