有勇气的牛排博客
☰

Python 上下文管理器与with语句详解

有勇气的牛排 15 Python 2025-08-02 22:35:18

1 什么是上下文管理器？

上下文管理器（Context Manager） 是一种实现了特定协议的对象，能够在进入上下文和退出上下文时执行一些操作。

在 Python 中，只要一个对象实现了下面两个方法：

  • __enter__(self)：进入上下文时调用。
  • __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb)：退出上下文时调用（无论是否发生异常都会执行）。

它就可以作为上下文管理器被 with 语句使用。

2 为什么要使用上下文管理器

在编程中，我们经常需要对资源进行成对操作，例如：

  • 打开文件后，必须关闭。
  • 获取锁后，必须释放。
  • 数据库连接，需要在使用完后关闭。
  • 网络连接，需要断开。

如果忘记释放资源，肯呢个会引发内存泄漏、死锁、文件句柄耗尽等问题。

上下文管理器可以自动帮我们完成清理工作，即使代码中途抛出异常也不影响。

3 with 语句的工作原理

with 语句的基本用法：

with 表达式 [as 变量]:
	代码块

底层执行过程等价于：

manager = 表达式
exit_method = manager.__exit__
value = manager.__enter__()

try:
    代码块
except Exception as e:
    exit_method(type(e), e, e.__traceback__)
    raise
else:
    exit_method(None, None, None)

也就是说：

  • __enter__() 用于初始化资源，并返回可用对象。
  • __exit__() 用于清理资源，不论是否出现异常都会执行。

4 常见场景

4.1 文件操作

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()

好处：

  • 自动关闭文件
  • 异常安全

4.2 数据库连接

import sqlite3

with sqlite3.connect("test.db") as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS user(id INT, name TEXT)");

即使SQL执行出错，也会自动提交或回滚事物，并关闭连接。

4.3 线程锁

import theading

local = threading.Lock()

with lock:
    # 临界区代码
    pass
# 自动释放锁

4.4 多个上下文

wiht open("input.txt") as fin, open("output.txt", "w") as fout:
    fout.write(fin.read())

5 自定义上下文管理器

5.1 使用类实现

# -*- coding: utf-8 -*-
class MyContext:
    def __enter__(self):
        print("进入上下文")
        return "资源对象"

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("退出上下文，清理资源")
        if exc_type:
            print("异常类型：", exc_type)
            print("异常值：", exc_val)
            print("异常追踪：", exc_tb)
            return True
        return False  # 返回 False 表示异常会继续抛出


with MyContext() as res:
    print("使用资源对象：", res)

使用类实现Python上下文管理器

5.2 使用 contextlib.contextmanager 装饰器

# -*- coding: utf-8 -*-
from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_context_manager():
    print('进入上下文')
    yield "资源对象"
    print('退出上下文，清理资源')


with my_context_manager() as res:
    print(f"使用资源: {res}")

这种方式适合简单的上下文管理器编写。

6 面试高频考点

with常考的知识点：

  1. 本质是上下文管理器协议（__enter__和__exit__）
  2. 典型应用场景（文件、数据库、锁、网络连接）
  3. 自定义实现方式（类实现/contextlib）
  4. 异常处理机制（__exit__的返回值决定是否吞掉异常）

一句话总结：

with 就是“进入时准备好资源，退出时自动清理，不管中途是否出错，都会自动清理好资源”。

评论区

×
×