介绍
with是Python的一个语法糖，用于上下文管理，主要用于在资源使用时出现异常，可以自动释放资源，减少手动关闭资源，简化代码。主要具有两个作用：
简化资源管理，例如文件操作、网络连接等。
异常处理，在with语句块中发生异常时，可以自动执行清理操作。
场景
文件操作：使用上下文管理器可以自动管理文件的打开和关闭，即使在读取或写入文件时发生异常也能确保文件被正确关闭。
数据库连接：数据库连接通常需要明确地关闭以释放资源，上下文管理器可以保证即使在查询过程中发生错误也能关闭连接。
网络连接：网络请求可能需要打开和关闭连接，使用上下文管理器可以自动处理这些操作。
线程和锁：在多线程编程中，使用上下文管理器可以自动获取和释放锁，避免死锁的发生。
模拟资源环境：在测试或某些特定操作中，可能需要模拟某些资源环境，上下文管理器可以在进入和退出时设置和清理环境。
资源池管理：对于从资源池中获取和释放资源的操作，上下文管理器可以确保资源被正确归还。
异常处理：在需要进行复杂异常处理的场景中，上下文管理器可以在退出时统一处理异常。
配置上下文：在需要临时改变配置并在操作完成后恢复原有配置的场景中，上下文管理器可以很方便地管理配置的变更。
上下文管理器协议
Python的上下文管理协议是一组特殊方法的集合，它们允许对象与with语句配合使用，以确保在代码块执行前后正确地管理资源。这个协议分为同步上下文管理协议和异步同步上下文管理协议。
同步协议
__enter__() 方法：当进入with语句块时，该方法被调用。它应该返回一个对象，通常是管理器对象本身，用as命名。该对象在with块中使用。这个方法允许你执行一些设置工作，比如打开文件、获取锁或初始化资源。
__exit__(exc_type, exc_value, traceback) 方法：当退出with语句块时，无论是否发生异常，该方法都会被调用。
__exit__方法允许你执行清理工作，比如关闭文件、释放锁或释放资源。如果__exit__方法返回False或没有返回值（这意味着返回了None），异常（如果发生了的话）将被重新抛出；如果返回True，则表明异常已经被处理，并且不会重新抛出。它接收三个参数：exc_type：如果with块中发生异常，此参数为异常类型；否则为None。
exc_value：如果发生异常，此参数为异常实例；否则为None。
traceback：如果发生异常，此参数为 traceback 对象；否则为None。
异步协议(Python 3.7+ 引入)
__aenter__() 方法： 异步上下文管理器的进入方法，类似于
__enter__()，但它是一个异步方法，可以使用await。__aexit__(exc_type, exc_value, traceback) 方法： 异步上下文管理器的退出方法，也是一个异步方法。它接收与同步版本相同的参数，并在退出async with语句块时被调用。
使用
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with open('example.txt', 'r') as file:
content = file.read()
open函数返回一个文件对象，它实现了上下文管理器协议。使用with语句可以确保文件在使用后自动关闭。
等同代码
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# 异常处理方式
db.begin()
try:
# do some actions
except:
db.rollback()
raise
finally:
db.commit()
# 使用上下文管理器
with transaction(db):
# do some actions
基于contextmanager装饰器
Python 在 contextlib 模块中还提供了一个 contextmanager 的装饰器，更进一步简化了上下文管理器的实现方式。通过 yield 将函数分割成两部分，yield 之前的语句在 __enter__ 方法中执行，yield 之后的语句在 __exit__ 方法中执行。紧跟在 yield 后面的值是函数的返回值。
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# 基于contextmanager装饰器
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def file_manager(name, mode):
print("file_manager() called")
try:
f = open(name, mode)
yield f
finally:
f.close()
print("文件关闭操作")
with file_manager('test.txt', 'w') as f:
print("with 代码块")
f.write('hello world')
print("with 代码块结束")
print("with 语句结束")
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file_manager() called
with 代码块
with 代码块结束
文件关闭操作
with 语句结束
注意事项
确保实现所有必要的方法：自定义上下文管理器时，需要实现
__enter()__()和__exit__()方法。对于异步上下文管理器，则需要实现__aenter__()和__aexit__()。异常处理：在
__exit__()或__aexit__()方法中，确保正确处理所有可能的异常。考虑是否需要捕获异常、记录日志或者重新抛出异常。资源清理：上下文管理器的主要目的是管理资源的生命周期。确保在退出上下文时，所有资源（如文件句柄、网络连接、锁等）都被正确释放或重置。
避免副作用：
__enter()__方法应该只负责初始化操作，避免产生副作用，比如修改外部状态或执行I/O操作。使用as子句：当使用with语句时，使用as子句来赋予上下文管理器返回的对象一个名称，这样可以在块内引用该对象。
注意上下文管理器的嵌套：当上下文管理器嵌套使用时，确保内层上下文管理器的退出不会影响外层上下文管理器的状态。
线程安全：大多数同步上下文管理器不是线程安全的。如果你的上下文管理器涉及共享资源，确保在多线程环境中正确地同步访问。
避免阻塞操作：在异步上下文管理器中，避免在
__aenter__()或__aexit__()中执行阻塞操作，这会破坏异步性能。使用上下文管理器协议：如果你的类需要与上下文管理器一起使用，确保它遵循上下文管理器协议，即实现必要的特殊方法。
避免循环依赖：在使用上下文管理器时，避免创建循环依赖，这可能导致资源无法释放。