術(shù)語
要使用 with 語句，首先要明白上下文管理器這一概念嫩絮。有了上下文管理器埋涧，with 語句才能工作。
下面是一組與上下文管理器和with 語句有關(guān)的概念虫蝶。
上下文管理協(xié)議（Context Management Protocol）：包含方法 __enter__() 和__exit__() ，支持
該協(xié)議的對象要實現(xiàn)這兩個方法倦西。
上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理協(xié)議的對象能真，這種對象實現(xiàn)了
__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定義執(zhí)行 with 語句時要建立的運行時上下文扰柠，
負責(zé)執(zhí)行 with 語句塊上下文中的進入與退出操作粉铐。通常使用 with 語句調(diào)用上下文管理器，
也可以通過直接調(diào)用其方法來使用卤档。
運行時上下文（runtime context）：由上下文管理器創(chuàng)建蝙泼，通過上下文管理器的 __enter__() 和
__exit__() 方法實現(xiàn)，__enter__() 方法在語句體執(zhí)行之前進入運行時上下文劝枣，__exit__() 在
語句體執(zhí)行完后從運行時上下文退出汤踏。with 語句支持運行時上下文這一概念。
上下文表達式（Context Expression）：with 語句中跟在關(guān)鍵字 with 之后的表達式舔腾，該表達式
要返回一個上下文管理器對象溪胶。
語句體（with-body）：with 語句包裹起來的代碼塊，在執(zhí)行語句體之前會調(diào)用上下文管理器的__enter__() 方法琢唾，執(zhí)行完語句體之后會執(zhí)行__exit__() 方法载荔。
1.基本語法和工作原理
with context_expression [as target(s)]:
with-body
with open(r'somefileName') as somefile:
for line in somefile:
print line
# ...more code
等價于傳統(tǒng)方式, try/finally 方式操作文件對象
somefile = open(r'somefileName')
try:
for line in somefile:
print line
# ...more code
finally:
somefile.close()
with 語句的執(zhí)行過程類似如下代碼塊：
context_manager = context_expression
exit = type(context_manager).__exit__
value = type(context_manager).__enter__(context_manager)
exc = True # True 表示正常執(zhí)行，即便有異常也忽略采桃；False 表示重新拋出異常懒熙，需要對異常進行處理
try:
try:
target = value # 如果使用了 as 子句
with-body # 執(zhí)行 with-body
except:
# 執(zhí)行過程中有異常發(fā)生
exc = False
# 如果 __exit__ 返回 True丘损，則異常被忽略；如果返回 False工扎，則重新拋出異常
# 由外層代碼對異常進行處理
if not exit(context_manager, *sys.exc_info()):
raise
finally:
# 正常退出徘钥，或者通過 statement-body 中的 break/continue/return 語句退出
# 或者忽略異常退出
if exc:
exit(context_manager, None, None, None)
# 缺省返回 None，None 在布爾上下文中看做是 False
1.執(zhí)行 context_expression肢娘，生成上下文管理器 context_manager
2.調(diào)用上下文管理器的__enter__() 方法呈础；如果使用了 as 子句，則將__enter__() 方法的返回值賦值給 as 子句中的 target(s)
3.執(zhí)行語句體 with-body
4.不管是否執(zhí)行過程中是否發(fā)生了異常橱健，執(zhí)行上下文管理器的 __exit__() 方法而钞，__exit__() 方法負責(zé)執(zhí)行“清理”工作，如釋放資源等拘荡。如果執(zhí)行過程中沒有出現(xiàn)異常臼节，或者語句體中執(zhí)行了語句 break/continue/return，則以 None 作為參數(shù)調(diào)用__exit__(None, None, None) 珊皿；如果執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常网缝，則使用 sys.exc_info 得到的異常信息為參數(shù)調(diào)用__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)
5.出現(xiàn)異常時，如果 __exit__(type, value, traceback) 返回 False蟋定，則會重新拋出異常粉臊，讓with 之外的語句邏輯來處理異常，這也是通用做法驶兜；如果返回 True扼仲，則忽略異常，不再對異常進行處理
2.自定義上下文管理器
自定義的上下文管理器要實現(xiàn)上下文管理協(xié)議所需要的 __enter__() 和 __exit__() 兩個方法
(1).context_manager.__enter__()：進入上下文管理器的運行時上下文促王，在語句體執(zhí)行前調(diào)用犀盟。with 語句將該方法的返回值賦值給 as 子句中的 target，如果指定了 as 子句的話
(2).context_manager.__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback) ：退出與上下文管理器相關(guān)的運行時上下文蝇狼，返回一個布爾值表示是否對發(fā)生的異常進行處理。參數(shù)表示引起退出操作的異常倡怎，如果退出時沒有發(fā)生異常迅耘，則3個參數(shù)都為None。如果發(fā)生異常监署，返回True 表示不處理異常颤专，否則會在退出該方法后重新拋出異常以由 with 語句之外的代碼邏輯進行處理。如果該方法內(nèi)部產(chǎn)生異常钠乏，則會取代由 statement-body 中語句產(chǎn)生的異常栖秕。要處理異常時，不要顯示重新拋出異常晓避，即不能重新拋出通過參數(shù)傳遞進來的異常簇捍，只需要將返回值設(shè)置為 False 就可以了只壳。之后，上下文管理代碼會檢測是否__exit__()失敗來處理異常
假設(shè)有一個資源 DummyResource暑塑，這種資源需要在訪問前先分配吼句，使用完后再釋放掉；分配操作可以放到 enter() 方法中事格，釋放操作可以放到 exit() 方法中惕艳。簡單起見，這里只通過打印語句來表明當(dāng)前的操作驹愚，并沒有實際的資源分配與釋放远搪。
自定義支持 with 語句的對象
class DummyResource:
def __init__(self, tag):
self.tag = tag
print 'Resource [%s]' % tag
def __enter__(self):
print '[Enter %s]: Allocate resource.' % self.tag
return self # 可以返回不同的對象
def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
print '[Exit %s]: Free resource.' % self.tag
if exc_tb is None:
print '[Exit %s]: Exited without exception.' % self.tag
else:
print '[Exit %s]: Exited with exception raised.' % self.tag
return False # 可以省略逢捺，缺省的None也是被看做是False
使用自定義的支持 with 語句的對象
with DummyResource('Normal'):
print '[with-body] Run without exceptions.'
with DummyResource('With-Exception'):
print '[with-body] Run with exception.'
raise Exception
print '[with-body] Run with exception. Failed to finish statement-body!'
執(zhí)行結(jié)果
Resource [Normal]
[Enter Normal]: Allocate resource.
[with-body] Run without exceptions.
[Exit Normal]: Free resource.
[Exit Normal]: Exited without exception.
Resource [With-Exception]
[Enter With-Exception]: Allocate resource.
[with-body] Run with exception.
[Exit With-Exception]: Free resource.
[Exit With-Exception]: Exited with exception raised.
Traceback (most recent call last):
File "G:/demo", line 20, in <module>
raise Exception
Exception
3.contextlib 模塊
contextlib 模塊提供了3個對象：裝飾器 contextmanager、函數(shù) nested 和上下文管理器 closing蒸甜。使用這些對象，可以對已有的生成器函數(shù)或者對象進行包裝柠新，加入對上下文管理協(xié)議的支持窍荧，避免了專門編寫上下文管理器來支持 with 語句。
裝飾器 contextmanager
contextmanager 用于對生成器函數(shù)進行裝飾恨憎，生成器函數(shù)被裝飾以后蕊退，返回的是一個上下文管理器，其 __enter__()和 __exit__()方法由 contextmanager 負責(zé)提供憔恳，而不再是之前的迭代子瓤荔。被裝飾的生成器函數(shù)只能產(chǎn)生一個值，否則會導(dǎo)致異常 RuntimeError钥组；產(chǎn)生的值會賦值給 as 子句中的 target输硝，如果使用了 as 子句的話。下面看一個簡單的例子程梦。
裝飾器 contextmanager 使用示例
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def demo():
print '[Allocate resources]'
print 'Code before yield-statement executes in __enter__'
yield '*** contextmanager demo ***'
print 'Code after yield-statement executes in __exit__'
print '[Free resources]'
with demo() as value:
print 'Assigned Value: %s' % value
** contextmanager 使用示例執(zhí)行結(jié)果**
[Allocate resources]
Code before yield-statement executes in __enter__
Assigned Value: *** contextmanager demo ***
Code after yield-statement executes in __exit__
[Free resources]
可以看到点把，生成器函數(shù)中 yield 之前的語句在__enter__()方法中執(zhí)行，yield 之后的語句在__exit__()中執(zhí)行屿附，而 yield 產(chǎn)生的值賦給了 as 子句中的 value 變量郎逃。
需要注意的是，contextmanager 只是省略了__enter__() / __exit__()的編寫挺份，但并不負責(zé)實現(xiàn)資源的“獲取”和“清理”工作褒翰；“獲取”操作需要定義在 yield 語句之前，“清理”操作需要定義 yield 語句之后，這樣 with 語句在執(zhí)行 __enter__() / __exit__()方法時會執(zhí)行這些語句以獲取/釋放資源优训，即生成器函數(shù)中需要實現(xiàn)必要的邏輯控制朵你，包括資源訪問出現(xiàn)錯誤時拋出適當(dāng)?shù)漠惓！?br>
函數(shù) nested
nested 可以將多個上下文管理器組織在一起型宙，避免使用嵌套 with 語句撬呢。
with nested(A(), B(), C()) as (X, Y, Z):
# with-body code here
nested 執(zhí)行過程
with A() as X:
with B() as Y:
with C() as Z:
# with-body code here
需要注意的是，發(fā)生異常后妆兑，如果某個上下文管理器的 exit() 方法對異常處理返回 False魂拦，則更外層的上下文管理器不會監(jiān)測到異常。
上下文管理器 closing
上下文管理 closing 實現(xiàn)
class closing(object):
# help doc here
def __init__(self, thing):
self.thing = thing
def __enter__(self):
return self.thing
def __exit__(self, *exc_info):
self.thing.close()
上下文管理器會將包裝的對象賦值給 as 子句的 target 變量搁嗓，同時保證打開的對象在 with-body 執(zhí)行完后會關(guān)閉掉芯勘。closing 上下文管理器包裝起來的對象必須提供 close() 方法的定義，否則執(zhí)行時會報 AttributeError 錯誤腺逛。
自定義支持 closing 的對象
class ClosingDemo(object):
def __init__(self):
self.acquire()
def acquire(self):
print 'Acquire resources.'
def free(self):
print 'Clean up any resources acquired.'
def close(self):
self.free()
with closing(ClosingDemo()):
print 'Using resources'
** 自定義 closing 對象的輸出結(jié)果**
Acquire resources.
Using resources
Clean up any resources acquired.
closing 適用于提供了 close() 實現(xiàn)的對象荷愕，比如網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)庫連接等棍矛，也可以在自定義類時通過接口 close() 來執(zhí)行所需要的資源“清理”工作安疗。
[1]https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-pythonwith/#icomments
