python上下文管理器及with语句
with语句支持在一个叫上下文管理器的对象的控制下执行一系列语句，语法大概如下：
with context as var：
statements
其中的context必须是个上下文管理器，它实现了两个方法__enter__，__exit__。
1.需求是怎么产生的
在正常的管理各种系统资源(文件、锁定和连接)，在涉及到异常时通常是个棘手的问题。异常很可能导致控制流跳过负责释放关键资源的语句。
看一段简单的文件写入代码：
filename = 'my_file.txt'
f = open(filename,'w')
f.write('Hello ')
f.write('World')
f.close()
如果发生了意外的情况，例如写入'World'时磁盘空间不足，就会抛出异常，那么close()语句将不会被执行。
一般的解决方案是使用try-finally语句：
try:
filename = 'my_file.txt'
f = open(filename,'w')
f.write('Hello ')
f.write('World')
finally:
f.close()
但随着语句的增多，try-finally显然不够简洁，用with-as语句可以很简洁的实现以上功能：
with open('my_file','w') as f:
f.write('Hello ')
f.write('World')
这样不仅能处理出现异常的情况，而且还避免了在open一个文件后忘记了写close()方法的情况。
线程中的锁其实也实现了上下文管理协议：
import threading
with threading.Lock():
# 关键部分
statements
# 关键部分结束
再也不怕忘记将锁释放了。
2.上下文管理器的实现
上下文管理器要实现__enter__和__exit__的特殊方法。
__enter__(self)： 进入上下文管理器时调用此方法，其返回值将被放入with-as语句中as说明符指定的变量中。
__exit__(self,type,value,tb):离开上下文管理器调用此方法。如果有异常出现，type、value、tb分别为异常的类型、值和追踪信息。如果没有异常，
3个参数均设为None。此方法返回值为True或者False，分别指示被引发的异常得到了还是没有得到处理。如果返回False，引发的异常会被传递出上下文。
文件上下文管理协议大概是如下实现的：
class OpenFile(object):
def __init__(self,filename,mode):
self.filename=filename
self.mode=mode
def __enter__(self):
self.f=open(self.filename,self.mode)
return self.f #作为as说明符指定的变量的值
def __exit__(self,type,value,tb):
self.f.close()
return False #异常会被传递出上下文
with OpenFile('my_file.txt','w') as f:
f.write('Hello ')
f.write('World')
相当于
try ：
执行__enter__的内容
finally：
执行__exit__的内容
3.异常的处理
__exit__函数就能够拿到关于异常的所有信息(异常类型，异常值以及异常追踪信息)，这些信息将帮助异常处理操作。
class ListTrans(object):
def __init__(self,alist):
self.alist=alist
def __enter__(self):
self.thecopy=list(self.alist)
return self.thecopy
def __exit__(self,exc_type,value,tb):
if exc_type is None:
self.alist[:]=self.thecopy
return False
没有异常发生时：
alist=[]
with ListTrans(alist) as working:
working.append(1)
working.append(2)
print alist
生成：
[1, 2]
有异常发生时：
alist=[]
with ListTrans(alist) as working:
working.append(1)
working.append(2)
raise RuntimeError('we are hosed')
print alist
生成：
RuntimeError: we are hosed
alist无变化。
可以捕捉异常：
alist=[]
try:
with ListTrans(alist) as working:
working.append(1)
working.append(2)
raise RuntimeError('we are hosed')
except RuntimeError as e:
print e
print alist
生成：
we are hosed []
当然，也可以简单的将__exit__的返回值设为True来忽略异常。
4.contextmanager装饰器
@contextmanager
contextlib模块的contextmanager装饰器可以更方便的实现上下文管理器。
任何能够被yield关键词分割成两部分的函数，都能够通过装饰器装饰的上下文管理器来实现。任何在yield之前的内容都可以看做在代码块执行前的操作，
而任何yield之后的操作都可以放在exit函数中。
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def listTrans(alist):
thecopy=list(alist)
yield thecopy
alist[:]=thecopy
alist=[]
with listTrans(alist) as working:
working.append(1)
working.append(2)
print alist
yield返回的值相当于__enter__的返回值。
要注意的是，这不是异常安全的写法，也就是说，当出现异常时，yield后的语句是不会执行的，想要异常安全，可用try捕捉异常：
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def listTrans(alist):
thecopy=list(alist)
try:
yield thecopy
except RuntimeError:
pass
alist[:]=thecopy
alist=[]
with listTrans(alist) as working:
working.append(1)
working.append(2)
raise RuntimeError
nested与closing
contextlib模块还有两个好玩的方法：nested，closing。
nested：用来更方便的减少嵌套写法：
当要嵌套的写上下文管理器时：
with open('toReadFile', 'r') as reader:
with open('toWriteFile', 'w') as writer:
writer.writer(reader.read())
可以用nested简化写法：
with contextlib.nested(open('fileToRead.txt', 'r'),
open('fileToWrite.txt', 'w')) as (reader, writer):
writer.write(reader.read())
python2.7后nested就过时了：
with open('fileToRead.txt', 'r') as reader,open('fileToWrite.txt', 'w') as writer:
writer.write(reader.read())
closing(object):创建上下文管理器，在执行过程离开with语句时自动执行object.close()：
class Door(object) :
def open(self) :
print 'Door is opened'
def close(self) :
print 'Door is closed'
with contextlib.closing(Door()) as door :
door.open()
