在 Python 中，上下文管理器是管理資源生命周期的核心工具，最典型的應(yīng)用是通過with語句自動完成 “資源分配” 與 “資源釋放”(如文件關(guān)閉、數(shù)據(jù)庫連接斷開)，避免因忘記釋放資源導致內(nèi)存泄漏或資源耗盡。除了 Python 內(nèi)置的文件對象、鎖對象等上下文管理器，開發(fā)者還可根據(jù)業(yè)務(wù)需求自定義，核心是實現(xiàn)固定接口。小編將詳解自定義上下文管理器的兩種方式及必實現(xiàn)的方法，幫助你高效管理自定義資源。

　　一、上下文管理器的核心作用與原理

　　上下文管理器的本質(zhì)是封裝 “資源獲取” 與 “資源釋放” 邏輯，通過with語句觸發(fā)固定執(zhí)行流程：

　　進入with代碼塊前，調(diào)用上下文管理器的 “資源準備” 方法，分配資源;

　　執(zhí)行with代碼塊中的業(yè)務(wù)邏輯;

　　無論代碼塊是否拋出異常，都會調(diào)用 “資源清理” 方法，釋放資源(如關(guān)閉文件、斷開網(wǎng)絡(luò)連接)。

　　這種機制確保資源始終能被正確回收，即使業(yè)務(wù)邏輯報錯也不會遺漏清理步驟，比手動try-finally結(jié)構(gòu)更簡潔易讀。

　　二、自定義上下文管理器的兩種方式

　　(一)類實現(xiàn)方式：必重寫__enter__與__exit__

　　類實現(xiàn)是最基礎(chǔ)、最靈活的方式，需定義一個類并強制重寫兩個特殊方法：__enter__()和__exit__()，這是上下文管理器的核心接口。

　　1. 必實現(xiàn)方法解析

　　__enter__(self)：

　　觸發(fā)時機：進入with代碼塊前執(zhí)行;

　　功能：完成資源初始化(如打開文件、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接);

　　返回值：可選，返回的對象會賦值給with ... as var中的var，供代碼塊使用。

　　__exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb)：

　　觸發(fā)時機：離開with代碼塊時執(zhí)行(無論是否報錯);

　　參數(shù)：若代碼塊拋出異常，exc_type(異常類型)、exc_val(異常實例)、exc_tb(異常追蹤棧)會攜帶異常信息，否則均為None;

　　功能：完成資源清理(如關(guān)閉文件、斷開連接);

　　返回值：布爾類型，若返回True，表示異常已被處理，外部不會再拋出;返回False或None，異常會向外傳播。

　　2. 實例：自定義文件上下文管理器

　　以模擬文件操作為例，自定義上下文管理器實現(xiàn) “自動打開 - 自動關(guān)閉”：

　　TypeScript取消自動換行復制

　　class CustomFileManager:

　　def __init__(self, file_path, mode='r'):

　　# 初始化參數(shù)，存儲文件路徑和打開模式

　　self.file_path = file_path

　　self.mode = mode

　　self.file = None # 用于存儲文件對象

　　def __enter__(self):

　　# 資源準備：打開文件

　　self.file = open(self.file_path, self.mode, encoding='utf-8')

　　return self.file # 返回文件對象，供with...as使用

　　def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):

　　# 資源清理：關(guān)閉文件

　　if self.file:

　　self.file.close()

　　# 處理異常(可選)，此處不攔截，返回None讓異常向外傳播

　　return None

　　# 使用自定義上下文管理器

　　with CustomFileManager('test.txt', 'w') as f:

　　f.write('自定義上下文管理器測試')

　　# 離開with塊后，__exit__自動執(zhí)行，文件已關(guān)閉

　　(二)裝飾器實現(xiàn)方式：contextlib.contextmanager

　　對于簡單場景，無需定義完整類，可通過contextlib模塊的contextmanager裝飾器，將生成器函數(shù)轉(zhuǎn)為上下文管理器，簡化代碼。這種方式雖不直接 “實現(xiàn)方法”，但需遵循固定的生成器邏輯。

　　1. 實現(xiàn)邏輯與關(guān)鍵規(guī)則

　　定義一個生成器函數(shù)(含yield)，用@contextmanager裝飾;

　　yield之前的代碼：對應(yīng)__enter__的功能，完成資源初始化;

　　yield的返回值：對應(yīng)__enter__的返回值，賦值給with ... as var;

　　yield之后的代碼：對應(yīng)__exit__的功能，完成資源清理，無論是否報錯都會執(zhí)行。

　　2. 實例：自定義數(shù)據(jù)庫連接管理器

　　TypeScript取消自動換行復制

　　from contextlib import contextmanager

　　import pymysql # 需安裝：pip install pymysql

　　@contextmanager

　　def db_connection(host, user, password, db):

　　# 資源準備：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接(對應(yīng)__enter__)

　　conn = None

　　try:

　　conn = pymysql.connect(

　　host=host, user=user, password=password, db=db

　　)

　　yield conn # 返回連接對象，供with塊使用

　　finally:

　　# 資源清理：關(guān)閉連接(對應(yīng)__exit__)

　　if conn:

　　conn.close()

　　# 使用裝飾器實現(xiàn)的上下文管理器

　　with db_connection('localhost', 'root', '123456', 'test_db') as conn:

　　cursor = conn.cursor()

　　cursor.execute('SELECT * FROM users')

　　print(cursor.fetchall())

　　# 離開with塊后，finally中的關(guān)閉邏輯自動執(zhí)行

　　三、自定義上下文管理器的注意事項

　　異常處理優(yōu)先級：

　　類實現(xiàn)中，__exit__的參數(shù)可捕獲異常，返回True可攔截異常;

　　裝飾器實現(xiàn)中，需在生成器內(nèi)用try-finally包裹，異常需手動處理(如記錄日志)，避免影響資源清理。

　　資源邊界清晰：

　　確保__enter__只做資源初始化，__exit__只做資源清理，避免混入業(yè)務(wù)邏輯，保證職責單一。

　　裝飾器方式的局限性：

　　裝飾器實現(xiàn)無法處理復雜的異常攔截邏輯(如根據(jù)不同異常類型做不同處理)，復雜場景建議用類實現(xiàn)。

　　自定義 Python 上下文管理器有兩種核心方式：類實現(xiàn)需強制重寫__enter__(資源準備)和__exit__(資源清理)，靈活性高，適合復雜場景;裝飾器實現(xiàn)基于contextlib.contextmanager，通過生成器簡化代碼，適合簡單資源管理。無論哪種方式，核心都是確保 “資源獲取 - 業(yè)務(wù)執(zhí)行 - 資源釋放” 的閉環(huán)，避免資源泄漏。