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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，它通常用在什麼場景呢？
對於系統資源如文件、資料庫連接、socket 而言，應用程序打開這些資源並執行完業務邏輯之後，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，寫完之後，就要關閉該文件，否則會出現什麼情況呢？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，對於資料庫，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”，因為資料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(“test”)
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後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佔用者釋放。那麼該如何改進代碼呢？
進階版：
def m2():
f = open(“output.txt”, “w”)
try:
f.write(“test”)
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，後續代碼就不再執行，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”, “r”) as f:
f.write(“test”)
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數 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。那麼它的實現原理是什麼？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）。
什麼是上下文(context)
上下文在不同的地方表示不同的含義，要感性理解。context其實說白了，和文章的上下文是一個意思，在通俗一點，我覺得叫環境更好。….
林沖大叫一聲「啊也！」….
問:這句話林沖的「啊也」表達了林沖怎樣的心裡？
答:啊你媽個頭啊！
看，一篇文章，給你摘錄一段，沒前沒後，你讀不懂，因為有語境，就是語言環境存在，一段話說了什麼，要通過上下文(文章的上下文)來推斷。
app點擊一個按鈕進入一個新的界面，也要保存你是在哪個屏幕跳過來的等等信息，以便你點擊返回的時候能正確跳回，如果不存肯定就無法正確跳回了。
看這些都是上下文的典型例子，理解成環境就可以，(而且上下文雖然叫上下文，但是程序裡面一般都只有上文而已，只是叫的好聽叫上下文。。進程中斷在操作系統中是有上有下的，不過不這個高深的問題就不要深究了。。。)
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。
那麼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()
__enter__() 方法返回資源對象，這裡就是你將要打開的那個文件對象，__exit__() 方法處理一些清除工作。
因為 File 類實現了上下文管理器，現在就可以使用 with 語句了。
with File(“out.txt”, “w”) as f:
print(“writing”)
f.write(“test”)
這樣，你就無需顯示地調用 close 方法了，由系統自動去調用，哪怕中間遇到異常 close 方法也會被調用。
實現上下文管理器的另外方式
Python 還提供了一個 contextmanager 的裝飾器，更進一步簡化了上下文管理器的實現方式。通過 yield 將函數分割成兩部分，yield 之前的語句在 __enter__ 方法中執行，yield 之後的語句在 __exit__ 方法中執行。緊跟在 yield 後面的值是函數的返回值。
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def my_open(path, mode):
f = open(path, mode)
yield f
f.close()
調用
with my_open(“out.txt”, “w”) as f:
f.write(“hello , the simplest context manager”)
總結
Python 提供了 with 語法用於簡化資源操作的後續清除操作，是 try/finally 的替代方法，實現原理建立在上下文管理器之上。此外，Python 還提供了一個 contextmanager 裝飾器，更進一步簡化上下管理器的實現方式。
作者：張風閑
原文：https://www.cnblogs.com/zhangfengxian/p/10201400.html
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