详解Python中with语句的用法

context_manager = context_expression
  exit = type(context_manager).__exit__ 
  value = type(context_manager).__enter__(context_manager)
  exc = True  # True 表示正常执行，即便有异常也忽略；False 表示重新抛出异常，需要对异常进行处理
  try:
    try:
      target = value # 如果使用了 as 子句
      with-body   # 执行 with-body
    except:
      # 执行过程中有异常发生
      exc = False
      # 如果 __exit__ 返回 True，则异常被忽略；如果返回 False，则重新抛出异常
      # 由外层代码对异常进行处理
      if not exit(context_manager, *sys.exc_info()):
        raise
  finally:
    # 正常退出，或者通过 statement-body 中的 break/continue/return 语句退出
    # 或者忽略异常退出
    if exc:
      exit(context_manager, None, None, None) 
    # 缺省返回 None，None 在布尔上下文中看做是 False

执行 context_expression，生成上下文管理器 context_manager
调用上下文管理器的 __enter__() 方法；如果使用了 as 子句，则将 __enter__() 方法的返回值赋值给 as 子句中的 target(s)
执行语句体 with-body
不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的 __exit__() 方法，__exit__() 方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句 break/continue/return，则以 None 作为参数调用 __exit__(None, None, None) ；如果执行过程中出现异常，则使用 sys.exc_info 得到的异常信息为参数调用 __exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)
出现异常时，如果 __exit__(type, value, traceback) 返回 False，则会重新抛出异常，让with 之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回 True，则忽略异常，不再对异常进行处理

自定义上下文管理器

开发人员可以自定义支持上下文管理协议的类。自定义的上下文管理器要实现上下文管理协议所需要的 __enter__() 和 __exit__() 两个方法：

context_manager.__enter__() ：进入上下文管理器的运行时上下文，在语句体执行前调用。with 语句将该方法的返回值赋值给 as 子句中的 target，如果指定了 as 子句的话
context_manager.__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback) ：退出与上下文管理器相关的运行时上下文，返回一个布尔值表示是否对发生的异常进行处理。参数表示引起退出操作的异常，如果退出时没有发生异常，则3个参数都为None。如果发生异常，返回

True 表示不处理异常，否则会在退出该方法后重新抛出异常以由 with 语句之外的代码逻辑进行处理。如果该方法内部产生异常，则会取代由 statement-body 中语句产生的异常。要处理异常时，不要显示重新抛出异常，即不能重新抛出通过参数传递进来的异常，只需要将返回值设置为 False 就可以了。之后，上下文管理代码会检测是否 __exit__() 失败来处理异常

下面通过一个简单的示例来演示如何构建自定义的上下文管理器。注意，上下文管理器必须同时提供 __enter__() 和 __exit__() 方法的定义，缺少任何一个都会导致 AttributeError；with 语句会先检查是否提供了 __exit__() 方法，然后检查是否定义了 __enter__() 方法。

假设有一个资源 DummyResource，这种资源需要在访问前先分配，使用完后再释放掉；分配操作可以放到 __enter__() 方法中，释放操作可以放到 __exit__() 方法中。简单起见，这里只通过打印语句来表明当前的操作，并没有实际的资源分配与释放。
清单 5. 自定义支持 with 语句的对象

  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  # 可以返回不同的对象
    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，缺省的None也是被看做是False

 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!'

 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 
    raise Exception
  Exception

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

 [Allocate resources]
  Code before yield-statement executes in __enter__
  Assigned Value: *** contextmanager demo ***
  Code after yield-statement executes in __exit__
  [Free resources]

 with nested(A(), B(), C()) as (X, Y, Z):
     # with-body code here

  with A() as X:
    with B() as Y:
      with C() as Z:
         # with-body code here

  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()

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'

  Acquire resources.
  Using resources
  Clean up any resources acquired.