Python中的上下文管理器（Context Manager）

描述
上下文管理器是Python中用于管理资源（如文件、网络连接、锁）的对象，确保资源在使用后被正确释放。它通过with语句调用，核心机制是__enter__和__exit__方法。

为什么需要上下文管理器？
以文件操作为例，传统写法需手动关闭文件：

f = open("file.txt", "r")
try:
    data = f.read()
finally:
    f.close()  # 必须手动释放资源

若忘记关闭文件，可能导致资源泄漏。上下文管理器通过with语句自动处理资源的分配与释放。

实现原理

1. __enter__方法：在with语句开始时执行，返回需要管理的资源（如文件对象）。
2. __exit__方法：在with代码块执行完毕或发生异常时自动调用，用于释放资源并处理异常。

示例：自定义上下文管理器
假设需要管理一个数据库连接：

class DatabaseManager:
    def __enter__(self):
        print("连接数据库")
        return self  # 返回资源对象
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("关闭数据库连接")
        if exc_type:  # 处理异常
            print(f"异常类型：{exc_type}")
        return True  # 若返回True，则抑制异常；否则异常继续向上抛出

# 使用with语句自动管理资源
with DatabaseManager() as db:
    print("执行数据库操作")
    # 若此处发生异常，__exit__会正常关闭连接

输出结果：

连接数据库
执行数据库操作
关闭数据库连接

使用标准库contextlib简化实现
对于简单场景，可用contextlib.contextmanager装饰器生成上下文管理器：

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def file_manager(filename, mode):
    f = open(filename, mode)
    try:
        yield f  # yield之前相当于__enter__，之后相当于__exit__
    finally:
        f.close()

with file_manager("test.txt", "w") as f:
    f.write("Hello Context Manager")

• yield前的代码在进入with时执行（类似__enter__）。
• yield后的代码在退出with时执行（类似__exit__），即使发生异常也会执行。

关键特性

1. 异常处理：__exit__方法接收异常参数（exc_type, exc_val, exc_tb），可决定是否抑制异常。
2. 资源安全：无论with块中是否发生异常，__exit__都会确保资源被释放。
3. 常见应用：文件操作（open）、锁（threading.Lock）、数据库连接（sqlite3.connect）等均内置了上下文管理器。

面试常见问题

• 问：with语句如何保证资源释放？
  答：通过调用上下文管理器的__exit__方法，该方法在with块执行完毕或发生异常时必被调用。
• 问：如何阻止__exit__中的异常覆盖原异常？
  答：若__exit__返回True，则抑制异常；返回False或None（默认）则原异常继续抛出。

通过上下文管理器，Python实现了更优雅的资源管理范式，避免了手动释放资源的繁琐与潜在错误。