Python中with原理探究

with语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。比如上面的代码，通过使用with语句改造，就变成了下面这个样子：

#!/usr/bin/env python

with open('students.txt', 'r') as fileReader:
    for row in fileReader:
        print(row.strip())

可以看到，通过使用with语句重构，代码立马明朗了不少。这里虽然说了with怎么使用，但是并没有说到点上，没法让人真的明白with的原理。

深挖原理
为了更好的掌握with语句的用法，明白其内在的原理。这里就深挖一下with语句的原理，让大家知其然，更知其所以然。

要搞清楚with语句的原理，先要说一下下面这几个概念：

上下文管理协议（Context Management Protocol）：包含方法 enter()和__exit__()，支持该协议的对象要实现这两个方法。
上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了__enter__()和__exit__()方法。上下文管理器定义执行with语句时要建立的运行时上下文，负责执行with语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用with语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。
说完上面两个概念，我们再从with语句的常用表达式入手，一段基本的with表达式，其结构是这样的：

with EXPR as VAR:
    BLOCK

其中EXPR可以是任意表达式；as VAR是可选的。其一般的执行过程是这样的：

执行EXPR，生成上下文管理器context_manager；
获取上下文管理器的__exit()方法，并保存起来用于之后的调用；
调用上下文管理器的__enter()方法；如果使用了as子句，则将__enter__()方法的返回值赋值给as子句中的VAR；
执行BLOCK中的表达式；
不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的__exit__()方法，exit()方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句break/continue/return，则以None作为参数调用__exit__(None, None, None)；如果执行过程中出现异常，则使用sys.exc_info得到的异常信息为参数调用__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)；
出现异常时，如果__exit__(type, value, traceback)返回False，则会重新抛出异常，让with之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回True，则忽略异常，不再对异常进行处理。

Python的with原理探究

Python中with原理探究

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