contextlib

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在 Python 中，读写文件这样的资源要特别注意，必须在使用完毕后正确关闭它们。正确关闭文件资源的一个方法是使用try...finally：

try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    f.read()
finally:
    if f:
        f.close()

写 try...finally 非常繁琐。Python 的 with 语句允许我们非常方便地使用资源，而不必担心资源没有关闭，所以上面的代码可以简化为：

with open('/path/to/file', 'r') as f:
    f.read()

并不是只有 open() 函数返回的 fp 对象才能使用 with 语句。实际上，任何对象，只要正确实现了上下文管理，就可以用于 with 语句。

实现上下文管理是通过 __enter__ 和__exit__这两个方法实现的。例如，下面的 class 实现了这两个方法：

class Query(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def __enter__(self):
        print('Begin')
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if exc_type:
            print('Error')
        else:
            print('End')
    
    def query(self):
        print('Query info about %s...' % self.name)

这样我们就可以把自己写的资源对象用于 with 语句：

with Query('Bob') as q:
    q.query()
 

@contextmanager

编写 __enter__ 和__exit__仍然很繁琐，因此 Python 的标准库 contextlib 提供了更简单的写法，上面的代码可以改写如下：

from contextlib import contextmanager
 
class Query(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def query(self):
        print('Query info about %s...' % self.name)
 
@contextmanager
def create_query(name):
    print('Begin')
    q = Query(name)
    yield q
    print('End')

@contextmanager这个 decorator 接受一个 generator，用 yield 语句把 with ... as var 把变量输出出去，然后，with语句就可以正常地工作了：

with create_query('Bob') as q:
    q.query()
 

很多时候，我们希望在某段代码执行前后自动执行特定代码，也可以用 @contextmanager 实现。例如：

@contextmanager
def tag(name):
    print("<%s>" % name)
    yield
    print("</%s>" % name)
 
with tag("h1"):
    print("hello")
    print("world")

上述代码执行结果为：

<h1>
hello
world
</h1>

代码的执行顺序是：

1. with语句首先执行 yield 之前的语句，因此打印出<h1>；
2. yield调用会执行 with 语句内部的所有语句，因此打印出 hello 和world；
3. 最后执行 yield 之后的语句，打印出</h1>。

因此，@contextmanager让我们通过编写 generator 来简化上下文管理。

@closing

如果一个对象没有实现上下文，我们就不能把它用于 with 语句。这个时候，可以用 closing() 来把该对象变为上下文对象。例如，用 with 语句使用urlopen()：

from contextlib import closing
from urllib.request import urlopen
 
with closing(urlopen('https://www.python.org')) as page:
    for line in page:
        print(line)

closing也是一个经过 @contextmanager 装饰的 generator，这个 generator 编写起来其实非常简单：

@contextmanager
def closing(thing):
    try:
        yield thing
    finally:
        thing.close()

它的作用就是把任意对象变为上下文对象，并支持 with 语句。

@contextlib还有一些其他 decorator，便于我们编写更简洁的代码。