with 关键字为 Python 开发者提供了一种优雅且高效的资源管理机制，它通过上下文管理协议（Context Management Protocol）确保资源在使用完毕后能够被正确地获取和释放，从而避免了资源泄漏和程序崩溃的风险。传统资源管理的问题
在 with 语句出现之前，Python 中处理需要释放的资源通常依赖于 try...finally 结构。以下是一个典型的文件操作示例：
file = open('example.txt', 'r')try: content = file.read() # 处理文件内容finally: file.close()
这种传统方法存在以下几个显著问题：
容易忘记关闭资源：如果开发者忘记在 finally 块中调用 close() 方法，资源将无法被释放，可能导致文件句柄泄露、内存占用过高或数据损坏等问题。一、什么是 with 关键字？
with 语句用于创建一个“上下文管理器”，它会在代码块执行前后自动调用特定方法，完成资源的初始化和清理工作。基本语法：
with 表达式 as 变量: # 使用资源的代码块
二、为什么使用 with？
❌ 不使用 with 的写法：
f = open('file.txt', 'r')try: content = f.read()finally: f.close()
✅ 使用 with 的写法：
withopen('file.txt', 'r') as f: content = f.read()# 自动关闭文件，即使发生异常
优势：
- 自动资源释放（如关闭文件、断开连接）
- 异常安全，确保清理代码始终执行
- 代码更简洁、可读性更高
三、常见使用场景
1. 文件操作
# 读取文件with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: content = f.read()# 写入文件with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as f: f.write('Hello, Python!')# 同时读写多个文件with open('input.txt', 'r') as infile, open('output.txt', 'w') as outfile: outfile.write(infile.read())
2. 数据库连接
import sqlite3with sqlite3.connect('database.db') as conn: cursor = conn.cursor() cursor.execute('SELECT * FROM users') results = cursor.fetchall()# 自动提交或回滚事务，关闭连接
3. 线程锁
from threading import Locklock = Lock()with lock: # 临界区代码，自动加锁和解锁 pass
4. 临时更改配置
import osoriginal_dir = os.getcwd()with open('temp.txt', 'w'): pass # 创建临时文件# 使用 contextlib 更优雅from contextlib import contextmanager@contextmanagerdef change_dir(path): old_dir = os.getcwd() os.chdir(path) try: yield finally: os.chdir(old_dir)with change_dir('/tmp'): # 临时切换目录 pass
四、自定义上下文管理器
方法一：使用类实现
class FileManager: def __init__(self, filename, mode): self.filename = filename 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_val, exc_tb): if self.file: self.file.close() return False # 不抑制异常# 使用with FileManager('test.txt', 'w') as f: f.write('Hello')
方法二：使用 contextlib.contextmanager 装饰器
from contextlib import contextmanager@contextmanagerdef file_manager(filename, mode): f = open(filename, mode) try: yield f finally: f.close()# 使用with file_manager('test.txt', 'w') as f: f.write('Hello')
五、多个 with 语句
Python 3.10+ 支持括号写法：
with ( open('file1.txt', 'r') as f1, open('file2.txt', 'w') as f2): f2.write(f1.read())
旧版本写法：
with open('file1.txt', 'r') as f1, open('file2.txt', 'w') as f2: f2.write(f1.read())
六、exit 方法参数说明
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): # exc_type: 异常类型 # exc_val: 异常值 # exc_tb: 异常追踪信息 # 返回 True 可抑制异常，False 则继续传播
示例：捕获并处理异常
class SafeFile: def __init__(self, filename): self.filename = filename def __enter__(self): self.file = open(self.filename, 'r') return self.file def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): self.file.close() if exc_type is FileNotFoundError: print(f"文件 {self.filename} 不存在") return True # 抑制异常 return False
七、最佳实践与注意事项
✅ 推荐做法：
- 所有需要手动关闭的资源都应使用
with - 自定义上下文管理器时确保
__exit__ 中清理资源 - 使用
contextlib 简化自定义管理器
❌ 避免做法：
- 在
with 块外部使用资源变量（可能已关闭） - 在
__exit__ 中忽略异常处理逻辑 - 滥用
with 于无需清理的资源
示例：错误用法
with open('file.txt', 'r') as f: content = f.read()print(f.read()) # ❌ 文件已关闭，会报错
八、实战示例
1. 计时器上下文管理器
import timefrom contextlib import contextmanager@contextmanagerdef timer(name="操作"): start = time.time() try: yield finally: end = time.time() print(f"{name} 耗时: {end - start:.4f} 秒")with timer("数据处理"): time.sleep(1)
2. 数据库事务管理
from contextlib import contextmanagerimport sqlite3@contextmanagerdef db_transaction(db_name): conn = sqlite3.connect(db_name) try: yield conn conn.commit() except: conn.rollback() raise finally: conn.close()with db_transaction('mydb.db') as conn: cursor = conn.cursor() cursor.execute('INSERT INTO users (name) VALUES (?)', ('Alice',))
九、总结
with 是 Python 中实现资源安全管理的最佳实践，建议在所有涉及资源操作的场景中优先使用。
