在本教程中，我们将学习 Python 中的“上下文管理器”，以及它如何有助于管理资源、文件描述符和数据库连接。
管理资源:
用户使用文件操作或数据库连接等资源在任何编程语言中都很常见。
但所有这些资源都是有限度的。因此，主要的问题是确保这些资源在使用后会释放。
因为如果不发布它们，这可能会导致资源泄漏，这可能会导致系统变慢或崩溃。如果机器设置在用户的系统中，可以自动拆卸资源，会很有帮助。在 Python 中，用户可以通过使用上下文管理器来实现这一点，上下文管理器用于促进资源的正确处理。执行文件操作最流行的方式是在 Python 中使用“with”关键字。
例 1:
with open("text_file.txt") as file:
data = file.read()
让我们看一个文件管理的例子。当文件打开时，文件描述符将被消耗，这是一个有限的资源。该进程一次只能打开有限数量的文件。
例 2:
file_descriptors = []
for Y in range(10000):
file_descriptors.append( open ('test_file.txt', 'w'))
输出:
OSError Traceback (most recent call last)
in <module>1 file_descriptors = []
2 for Y in range(10000):
----> 3 file_descriptors.append( open ('test_file.txt', 'w'))
OSError: [Errno 24] Too many open files: 'test_file.txt'</module> 上面的例子是文件描述符泄漏的情况。出现错误，提示“打开的文件太多”。发生这种情况是因为有太多打开的文件，而它们没有关闭。用户可能会忘记关闭打开的文件。
如何使用上下文管理器管理资源
如果程序的块引发了异常，或者有许多返回路径的复杂算法，那么很难在所有地方关闭一个文件。
大多数情况下，用户在使用文件时会使用其他编程语言中的“try-except-finally”，以确保文件资源在使用后关闭，即使出现异常。但是在 Python 中，他们可以使用“上下文管理器”来管理资源。用户可以使用“with”关键字。当它被评估时，它将产生一个可以执行上下文管理的对象。我们可以通过使用带有装饰器的类或函数来编写上下文管理器。
如何创建上下文管理器:
当用户创建上下文管理器时，他们需要确保该类具有以下方法:enter()和 exit()。
enter()方法将返回必须管理的资源。
exit()方法除了执行清理操作之外，不会返回任何东西。
让我们看一个例子:
- 首先，我们将创建一个名为“context_manager”的简单类，用于理解使用 class 方法创建上下文管理器的基本结构。
示例:
class context_manager():
def __init__(self):
print ("The 'init' method is called")
def __enter__(self):
print ("The 'enter' method is called")
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback):
print ("The 'exit' method is called")
with context_manager() as manager:
print ("The 'with' statement is block")
输出
The 'init' method is called
The 'enter' method is called
The 'with' statement is block
The 'exit' method is called
示例-
在上面的代码中，我们已经创建了“context_manager”对象。它被分配给“as”关键字之后的变量，即 manager。运行程序后，按顺序执行以下方法:
- int()
- _ 输入 _()
- 语句体，它是“with”语句块中的代码。
- exit()，在此方法中，参数用于管理异常。
使用上下文管理器进行文件管理:
现在，我们将应用上述概念来创建类，这有助于文件资源管理。“file_manager”类将帮助打开文件，读取或写入内容，然后关闭文件。
示例:
class file_manager():
def __init__(self, file_name, mode):
self.filename = file_name
self.mode = mode
self.file = None
def __enter__(self):
self.file = open(self.filename, self.mode)
return self.file
def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback):
self.file.close()
# At last, load the file
with file_manager('test_file.txt', 'w') as file:
file.write('JavaTpoint')
print (file.closed)
输出:
True
如何使用上下文管理器和“with”语句执行文件管理
用户执行“with”语句块后，操作将按以下顺序执行:
- 将创建一个“file_manager”对象，文件名为“text_file.txt”，执行 init()方法时模式为“w”(write)。
- enter()方法将在写入模式下打开“text_file.txt”，并将“file_manager”对象返回给变量“file”。
- 文本“JavaTpoint”将被写入文件。
- exit()方法将在退出“with”语句块后关闭文件，这是一个拆卸操作。 当“print (file.closed)”语句运行时，用户将获得输出“True”，因为“file_manager”已经关闭了文件，否则需要显式关闭文件。
如何使用上下文管理器管理数据库连接
现在，我们将展示如何创建一个简单的数据库连接管理系统。一次打开数据库连接数是有限制的，就像文件描述符一样。因此，我们使用上下文管理器，因为它有助于管理与数据库的连接，因为用户可能忘记关闭集合。
安装平壤:
要通过内容管理器管理数据库连接，用户首先必须使用以下命令安装“pymongo”库:
!pip3 instal pymongo
示例:
from pymongo import MongoClient as moc
class mongo_db_connection_manager():
def __init__(self, host_name, port = '27017'):
self.hostname = host_name
self.port = port
self.connection = None
def __enter__(self):
self.connection = moc(self.hostname, self.port)
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback):
self.connection.close()
# Now, connect with a localhost
with mongo_db_connection_manager('localhost', 27017) as mongo:
collection_1 = mongo.connection.SampleDb.test
data_1 = collection_1.find({'_id': 142})
print (data_1.get(name))
输出:
Test
说明:
在上面的代码中，在执行了“with”语句块之后，以下操作将按顺序发生。
- 当 init()方法执行时，“mongo_db_connection_manager”对象将以“localhost”作为“host_name”创建，并且端口等于“27017”。
- enter()方法将打开“mongodb”连接，并将“mongo_db_connection_manager”对象返回给变量“mongo”。
- “SampleDB”数据库将访问“test”连接，并将检索到“_id = 147”的文档。它将打印文档的文件名。
- exit()方法将在退出“with”语句块后关闭文件，这是一个拆卸操作。
结论
在本教程中，我们讨论了 Python 中的内容管理器、如何创建内容管理器、以及它如何在资源管理、文件管理和管理数据库连接方面提供帮助。