在 Python 2.5 中，with关键字被加入。它将常用的 try ... except ... finally ...模式很方便的被复用。看一个最经典的例子：
with open('file.txt') as f:
content = f.read()
在这段代码中，无论with中的代码块在执行的过程中发生任何情况，文件最终都会被关闭。如果代码块在执行的过程中发生了一个异常，那么在这个异常被抛出前，程序会先将被打开的文件关闭。
再看另外一个例子。
在发起一个数据库事务请求的时候，经常会用类似这样的代码：
db.begin()
try:
# do some actions
except:
db.rollback()
raise
finally:
db.commit()
如果将发起事务请求的操作变成可以支持with关键字的，那么用像这样的代码就可以了：
with transaction(db):
# do some actions
下面，详细的说明一下with的执行过程，并用两种常用的方式实现上面的代码。
with 的一般执行过程
一段基本的with表达式，其结构是这样的：
with EXPR as VAR:
BLOCK
其中：EXPR可以是任意表达式；as VAR是可选的。其一般的执行过程是这样的：
计算
EXPR，并获取一个上下文管理器。上下文管理器的
__exit()__方法被保存起来用于之后的调用。调用上下文管理器的
__enter()__方法。如果
with表达式包含as VAR，那么EXPR的返回值被赋值给VAR。执行
BLOCK中的表达式。调用上下文管理器的
__exit()__方法。如果BLOCK的执行过程中发生了一个异常导致程序退出，那么异常的type、value和traceback(即sys.exc_info()的返回值)将作为参数传递给__exit()__方法。否则，将传递三个None。
将这个过程用代码表示，是这样的：
mgr = (EXPR)
exit = type(mgr).__exit__ # 这里没有执行
value = type(mgr).__enter__(mgr)
exc = True
try:
try:
VAR = value # 如果有 as VAR
BLOCK
except:
exc = False
if not exit(mgr, *sys.exc_info()):
raise
finally:
if exc:
exit(mgr, None, None, None)
这个过程有几个细节：
如果上下文管理器中没有
__enter()__或者__exit()__中的任意一个方法，那么解释器会抛出一个AttributeError。在
BLOCK中发生异常后，如果__exit()__方法返回一个可被看成是True的值，那么这个异常就不会被抛出，后面的代码会继续执行。
接下来，用两种方法来实现上面来实现上面的过程的吧。
实现上下文管理器类
第一种方法是实现一个类，其含有一个实例属性db和上下文管理器所需要的方法__enter()__和__exit()__。
class transaction(object):
def __init__(self, db):
self.db = db
def __enter__(self):
self.db.begin()
def __exit__(self, type, value, traceback):
if type is None:
db.commit()
else:
db.rollback()
了解with的执行过程后，这个实现方式是很容易理解的。下面介绍的实现方式，其原理理解起来要复杂很多。
使用生成器装饰器
在Python的标准库中，有一个装饰器可以通过生成器获取上下文管理器。使用生成器装饰器的实现过程如下：
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def transaction(db):
db.begin()
try:
yield db
except:
db.rollback()
raise
else:
db.commit()
第一眼上看去，这种实现方式更为简单，但是其机制更为复杂。看一下其执行过程吧：
Python解释器识别到
yield关键字后，def会创建一个生成器函数替代常规的函数（在类定义之外我喜欢用函数代替方法）。装饰器
contextmanager被调用并返回一个帮助方法，这个帮助函数在被调用后会生成一个GeneratorContextManager实例。最终with表达式中的EXPR调用的是由contentmanager装饰器返回的帮助函数。with表达式调用transaction(db)，实际上是调用帮助函数。帮助函数调用生成器函数，生成器函数创建一个生成器。帮助函数将这个生成器传递给
GeneratorContextManager，并创建一个GeneratorContextManager的实例对象作为上下文管理器。with表达式调用实例对象的上下文管理器的__enter()__方法。__enter()__方法中会调用这个生成器的next()方法。这时候，生成器方法会执行到yield db处停止，并将db作为next()的返回值。如果有as VAR，那么它将会被赋值给VAR。with中的BLOCK被执行。BLOCK执行结束后，调用上下文管理器的__exit()__方法。__exit()__方法会再次调用生成器的next()方法。如果发生StopIteration异常，则pass。如果没有发生异常生成器方法将会执行
db.commit()，否则会执行db.rollback()。
再次看看上述过程的代码大致实现：
def contextmanager(func):
def helper(*args, **kwargs):
return GeneratorContextManager(func(*args, **kwargs))
return helper
class GeneratorContextManager(object):
def __init__(self, gen):
self.gen = gen
def __enter__(self):
try:
return self.gen.next()
except StopIteration:
raise RuntimeError("generator didn't yield")
def __exit__(self, type, value, traceback):
if type is None:
try:
self.gen.next()
except StopIteration:
pass
else:
raise RuntimeError("generator didn't stop")
else:
try:
self.gen.throw(type, value, traceback)
raise RuntimeError("generator didn't stop after throw()")
except StopIteration:
return True
except:
if sys.exc_info()[1] is not value:
raise
总结
Python的with表达式包含了很多Python特性。花点时间吃透with是一件非常值得的事情。
一些其他的例子
锁：
@contextmanager
def locked(lock):
lock.acquired()
try:
yield
finally:
lock.release()
标准输出重定向：
@contextmanager
def stdout_redirect(new_stdout):
old_stdout = sys.stdout
sys.stdout = new_stdout
try:
yield
finally:
sys.stdout = old_stdout
with open("file.txt", "w") as f:
with stdout_redirect(f):
print "hello world"
