如何使用上下文管理器避免在python中使用__del__？

Question

众所周知，python__del__ 方法不应该用于清理重要的事情，因为不能保证调用此方法。另一种方法是使用上下文管理器，如多个线程中所述。

但我不太明白如何重写一个类以使用上下文管理器。详细地说，我有一个简单的（非工作）示例，其中包装类打开和关闭设备，并且在类的实例超出其范围（异常等）的任何情况下都应关闭设备。

第一个文件mydevice.py是一个标准的包装类来打开和关闭一个设备：

class MyWrapper(object):
    def __init__(self, device):
        self.device = device

    def open(self):
        self.device.open()

    def close(self):
        self.device.close()

    def __del__(self):
        self.close()

这个类被另一个类myclass.py使用：

import mydevice


class MyClass(object):

    def __init__(self, device):

        # calls open in mydevice
        self.mydevice = mydevice.MyWrapper(device)
        self.mydevice.open()

    def processing(self, value):
        if not value:
            self.mydevice.close()
        else:
            something_else()

我的问题：当我使用__enter__ 和__exit__ 方法在mydevice.py 中实现上下文管理器时，如何在myclass.py 中处理此类？我需要做类似的事情

def __init__(self, device):
    with mydevice.MyWrapper(device):
        ???

但是如何处理呢？也许我忽略了一些重要的事情？或者我可以只在函数内使用上下文管理器，而不是作为类范围内的变量吗？

Answer 1

我建议使用 contextlib.contextmanager 类，而不是编写实现 __enter__ 和 __exit__ 的类。以下是它的工作原理：

class MyWrapper(object):
    def __init__(self, device):
        self.device = device

    def open(self):
        self.device.open()

    def close(self):
        self.device.close()

    # I assume your device has a blink command
    def blink(self):
        # do something useful with self.device
        self.device.send_command(CMD_BLINK, 100)

    # there is no __del__ method, as long as you conscientiously use the wrapper

import contextlib

@contextlib.contextmanager
def open_device(device):
    wrapper_object = MyWrapper(device)
    wrapper_object.open()
    try:
        yield wrapper_object
    finally:
        wrapper_object.close()
    return

with open_device(device) as wrapper_object:
     # do something useful with wrapper_object
     wrapper_object.blink()

以 at 符号开头的行称为 装饰器。它修改了下一行的函数声明。

当遇到with 语句时，open_device() 函数将执行到yield 语句。 yield 语句中的值在作为可选as 子句目标的变量中返回，在本例中为wrapper_object。此后，您可以像使用普通 Python 对象一样使用该值。当控制通过 any 路径从块中退出时——包括抛出异常——open_device 函数的剩余主体将执行。

我不确定 (a) 您的包装类是否正在向较低级别的 API 添加功能，或者 (b) 是否只是您要包含的内容，以便您可以拥有上下文管理器。如果是 (b)，那么您可能完全可以不用它，因为 contextlib 会为您处理这些。您的代码可能如下所示：

import contextlib

@contextlib.contextmanager
def open_device(device):
    device.open()
    try:
        yield device
    finally:
        device.close()
    return

with open_device(device) as device:
     # do something useful with device
     device.send_command(CMD_BLINK, 100)

99% 的上下文管理器使用可以通过 contextlib.contextmanager 完成。它是一个非常有用的 API 类（如果您关心这些事情，它的实现方式也是对底层 Python 管道的创造性使用）。

Answer 2

问题不在于您在课堂上使用它，而在于您希望以“开放式”的方式离开设备：您打开它，然后让它保持打开状态。上下文管理器提供了一种打开某些资源并以相对较短、包含的方式使用它的方法，确保它在最后关闭。您现有的代码已经不安全，因为如果发生崩溃，您无法保证会调用您的__del__，因此设备可能会处于打开状态。

在不确切知道设备是什么以及它是如何工作的情况下，很难说更多，但基本的想法是，如果可能的话，最好只在需要使用的时候打开设备，然后关闭它紧接着。所以你的processing 可能需要改变，更像是：

def processing(self, value):
     with self.device:
        if value:
            something_else()

如果self.device 是一个适当编写的上下文管理器，它应该在__enter__ 中打开设备并在__exit__ 中关闭它。这确保了设备将在 with 块的末尾关闭。

当然，对于某些类型的资源，这是不可能的（例如，因为打开和关闭设备会丢失重要状态，或者是一个缓慢的操作）。如果这是你的情况，你会被困在使用 __del__ 并忍受它的陷阱。基本问题是没有万无一失的方法可以让设备“开放”，但仍然保证即使在某些异常程序失败的情况下也会关闭。

Answer 3

我不太确定你在问什么。上下文管理器实例可以是类成员 - 您可以在任意多个 with 子句中重复使用它，并且每次都会调用 __enter__() 和 __exit__() 方法。

因此，一旦您将这些方法添加到 MyWrapper，您就可以像上面一样在 MyClass 中构造它。然后你会做类似的事情：

def my_method(self):
    with self.mydevice:
        # Do stuff here

这将调用您在构造函数中创建的实例的__enter__() 和__exit__() 方法。

但是，with 子句只能跨越一个函数 - 如果您在构造函数中使用 with 子句，那么它将在退出构造函数之前调用 __exit__()。如果您想这样做，唯一的方法是使用__del__()，正如您已经提到的那样，它有其自身的问题。您可以在需要时使用with 打开和关闭设备，但我不知道这是否满足您的要求。