前言

如果你有閱讀源碼的習慣，可能會看到一些優秀的代碼經常出現帶有 “with” 關鍵字的語句，它通常用在什么場景呢？今天就來說說 with 和 上下文管理器。

對于系統資源如文件、數據庫連接、socket 而言，應用程序打開這些資源并執行完業務邏輯之后，必須做的一件事就是要關閉（斷開）該資源。

比如 Python 程序打開一個文件，往文件中寫內容，寫完之后，就要關閉該文件，否則會出現什么情況呢？極端情況下會出現 "Too many open files" 的錯誤，因為系統允許你打開的最大文件數量是有限的。

同樣，對于數據庫，如果連接數過多而沒有及時關閉的話，就可能會出現 "Can not connect to MySQL server Too many connections"，因為數據庫連接是一種非常昂貴的資源，不可能無限制的被創建。

來看看如何正確關閉一個文件。

普通版：

def m1(): f = open("output.txt", "w") f.write("python之禪") f.close()

這樣寫有一個潛在的問題，如果在調用 write 的過程中，出現了異常進而導致后續代碼無法繼續執行，close 方法無法被正常調用，因此資源就會一直被該程序占用者釋放。那么該如何改進代碼呢？

進階版：

def m2(): f = open("output.txt", "w") try: f.write("python之禪") except IOError: print("oops error") finally: f.close()

改良版本的程序是對可能發生異常的代碼處進行 try 捕獲，使用 try/finally 語句，該語句表示如果在 try 代碼塊中程序出現了異常，后續代碼就不再執行，而直接跳轉到 except 代碼塊。而無論如何，finally 塊的代碼最終都會被執行。因此，只要把 close 放在 finally 代碼中，文件就一定會關閉。

高級版：

def m3(): with open("output.txt", "w") as f: f.write("Python之禪")

一種更加簡潔、優雅的方式就是用 with 關鍵字。open 方法的返回值賦值給變量 f，當離開 with 代碼塊的時候，系統會自動調用 f.close() 方法， with 的作用和使用 try/finally 語句是一樣的。那么它的實現原理是什么？

在講 with 的原理前要涉及到另外一個概念，就是上下文管理器（Context Manager）。

上下文管理器

任何實現了 __enter__() 和 __exit__() 方法的對象都可稱之為上下文管理器，上下文管理器對象可以使用 with 關鍵字。顯然，文件（file）對象也實現了上下文管理器。

那么文件對象是如何實現這兩個方法的呢？我們可以模擬實現一個自己的文件類，讓該類實現 __enter__() 和 __exit__() 方法。

class File(): def __init__(self, filename, mode): self.filename = filename self.mode = mode def __enter__(self): print("entering") self.f = open(self.filename, self.mode) return self.f def __exit__(self, *args): print("will exit") self.f.close()