Контекстные менеджеры и with

⏱ 35 мин · 🧩 заданий: 5

Проблема: ресурсы надо освобождать

Файлы, сетевые соединения, блокировки, транзакции нужно закрывать, даже если по пути случилась ошибка. Без with это выглядит так:

f = open("data.txt")
try:
    data = f.read()
    process(data)          # если здесь исключение...
finally:
    f.close()              # ...файл всё равно закроется

with делает то же самое короче и надёжнее:

with open("data.txt") as f:
    data = f.read()
    process(data)
# здесь файл уже закрыт — при любом исходе

Протокол контекстного менеджера

with EXPR as VAR:
    BLOCK

Вычисляется EXPR → менеджер mgr.
Вызывается mgr.__enter__(); результат кладётся в VAR.
Выполняется BLOCK.
При любом выходе вызывается mgr.__exit__(exc_type, exc, traceback). Если исключения не было, все три аргумента — None.
Если __exit__ вернул истину, исключение подавляется.

class Resource:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __enter__(self):
        print(f"  открываю {self.name}")
        return self                         # это попадёт в переменную после as

    def __exit__(self, exc_type, exc, tb):
        print(f"  закрываю {self.name}; исключение: {exc_type.__name__ if exc_type else None}")
        return False                        # не подавлять исключения

with Resource("БД") as r:
    print("  работаю с", r.name)

try:
    with Resource("файл"):
        raise ValueError("что-то сломалось")
except ValueError as e:
    print("поймали снаружи:", e)

Пройдите пример 👣 Пошагово: видно, что __exit__ вызывается и при исключении.

Подавление исключений

class IgnoreErrors:
    def __init__(self, *types):
        self.types = types

    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc, tb):
        if exc_type is not None and issubclass(exc_type, self.types):
            print(f"  проглотил {exc_type.__name__}: {exc}")
            return True                     # подавить
        return False

with IgnoreErrors(KeyError, IndexError):
    [][5]
print("программа продолжается")

Не подавляйте всё подряд

__exit__, который всегда возвращает True, прячет ошибки — включая опечатки. Подавляйте только конкретные, ожидаемые исключения.

contextlib.contextmanager

Писать класс ради двух методов долго. Декоратор @contextmanager превращает генератор в контекстный менеджер: код до yield — это __enter__, значение yield — то, что попадёт в as, код после — __exit__:

from contextlib import contextmanager
import time

@contextmanager
def timer(label):
    start = time.perf_counter()
    try:
        yield                                  # здесь выполняется тело with
    finally:                                   # finally — чтобы сработало и при исключении
        print(f"{label}: {(time.perf_counter() - start) * 1000:.1f} мс")

with timer("сумма"):
    total = sum(range(200_000))

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def transaction(db):
    db.append("BEGIN")
    try:
        yield db
    except Exception:
        db.append("ROLLBACK")
        raise                                  # пробрасываем ошибку дальше
    else:
        db.append("COMMIT")

log = []
with transaction(log) as tx:
    tx.append("INSERT user")

try:
    with transaction(log) as tx:
        tx.append("INSERT order")
        raise ValueError("нет товара")
except ValueError:
    pass
print(log)

Забытый try/finally

Без try/finally вокруг yield код «выхода» не выполнится при исключении в блоке with — ресурс утечёт.

Готовые менеджеры из contextlib

from contextlib import suppress, redirect_stdout, nullcontext, closing
import io

with suppress(FileNotFoundError, KeyError):      # тихо игнорировать
    {}["нет"]

buf = io.StringIO()
with redirect_stdout(buf):                       # перехватить print
    print("это ушло в буфер")
print("перехвачено:", repr(buf.getvalue()))

def process(lock=None):
    with lock or nullcontext():                  # «пустой» менеджер вместо if
        return "готово"
print(process())

class Conn:
    def close(self):
        print("Conn.close()")
with closing(Conn()):                            # вызвать close() у объекта без with
    pass

ExitStack — переменное число менеджеров

from contextlib import ExitStack, contextmanager

@contextmanager
def opened(name):
    print(f"  открыт {name}")
    yield name
    print(f"  закрыт {name}")

files = ["a.txt", "b.txt", "c.txt"]
with ExitStack() as stack:
    handles = [stack.enter_context(opened(f)) for f in files]
    stack.callback(print, "  произвольная очистка")
    print("работаю с", handles)
# закрываются в обратном порядке

Несколько менеджеров

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def tag(name):
    print(f"<{name}>")
    yield
    print(f"</{name}>")

with tag("html"), tag("body"):        # эквивалент вложенных with
    print("  привет")

with (
    tag("ul"),                        # скобки для переноса строк — Python 3.10+
    tag("li"),
):
    print("  пункт")

Где встречается with

Код	Что гарантирует
`with open(path) as f:`	файл закроется
`with lock:`	блокировка `threading.Lock` будет снята
`with transaction.atomic():` (Django)	коммит или откат транзакции
`with Session() as s:` (SQLAlchemy, requests, httpx)	соединение вернётся в пул
`with pytest.raises(ValueError):`	тест упадёт, если исключения не было
`with mock.patch("mod.func"):`	подмена отменится после блока
`with decimal.localcontext() as ctx:`	временная точность вычислений
`with tempfile.TemporaryDirectory() as d:`	временная папка удалится
`async with session.get(url) as resp:`	асинхронный вариант (`__aenter__`/`__aexit__`)

Вопрос на собеседовании

«Как написать свой контекстный менеджер?» — Двумя способами: класс с __enter__ и __exit__(exc_type, exc, tb) (вернуть True — подавить исключение) или генератор с одним yield, обёрнутый в @contextlib.contextmanager, где очистка стоит в finally.

Итог

with гарантирует вызов __exit__ при любом выходе из блока.
__enter__ возвращает значение для as; __exit__ получает информацию об исключении и может подавить его, вернув True.
@contextmanager — менеджер из генератора; очистку ставьте в finally.
suppress, redirect_stdout, nullcontext, closing, ExitStack закрывают типовые задачи.

Войдите, чтобы отмечать пройденные уроки.

Контекстные менеджеры и with

Проблема: ресурсы надо освобождать

Протокол контекстного менеджера

Подавление исключений

contextlib.contextmanager

Готовые менеджеры из contextlib

ExitStack — переменное число менеджеров

Несколько менеджеров

Где встречается with

Итог

Практика решено 0 из 5