6.3 with 与上下文管理器
前置：6.2 · 约 25 分钟 · 官方对应：预定义的清理操作、with 语句、contextlib
目标
- 理解
with保证“进入时获取、退出时释放”，即使中途发生异常。 - 读懂
with open(...) as f:与with A() as a, B() as b:。 - 理解上下文管理器协议
__enter__/__exit__，会用@contextmanager写简单的上下文管理器。
核心概念
with 语句
Python · 可运行
python
from pathlib import Path
with open("notes.txt", "w", encoding="utf-8") as f: # 进入：打开文件，绑定到 f
f.write("第一行\n")
f.write("第二行\n")
# 离开 with 块：文件自动关闭（即使块内抛出异常）
print(f.closed)
with open("notes.txt", encoding="utf-8") as f:
for line in f:
print(line.rstrip())它大致等价于：
python
f = open("notes.txt", encoding="utf-8")
try:
... # 使用 f
finally:
f.close()协议：__enter__ 与 __exit__
任何实现了这两个方法的对象都是上下文管理器：
__enter__()的返回值绑定到as后的名字；__exit__(exc_type, exc, tb)在离开时调用；有异常时三个参数是异常信息，返回真值表示“异常已处理，不再向外抛”。
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import time
class Timer:
def __init__(self, label):
self.label = label
def __enter__(self):
self.start = time.perf_counter()
print(f"[{self.label}] 开始")
return self # 绑定到 as 后的名字
def __exit__(self, exc_type, exc, tb):
cost = (time.perf_counter() - self.start) * 1000
status = "失败：" + exc_type.__name__ if exc_type else "成功"
print(f"[{self.label}] {status}，耗时 {cost:.1f} ms")
return False # 不吞掉异常
with Timer("调用模型") as t:
sum(range(100_000))
try:
with Timer("调用工具"):
{}["missing"]
except KeyError:
print("异常仍然向外传播")@contextmanager：用生成器写上下文管理器
contextlib.contextmanager 把一个含 yield 的函数变成上下文管理器：yield 之前是进入，之后是退出，yield 的值绑定到 as。
Python · 可运行
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import os
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def env_var(name, value):
"""临时设置环境变量，退出时恢复。"""
old = os.environ.get(name)
os.environ[name] = value
try:
yield value
finally:
if old is None:
del os.environ[name]
else:
os.environ[name] = old
with env_var("LLM_PROVIDER", "anthropic") as v:
print("块内：", os.getenv("LLM_PROVIDER"), v)
print("块外：", os.getenv("LLM_PROVIDER"))其他常见写法
Python · 可运行
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from contextlib import suppress
import os
with suppress(FileNotFoundError): # 忽略指定异常
os.remove("not-exist.txt")
print("没有报错")
with open("a.txt", "w") as fa, open("b.txt", "w") as fb: # 多个上下文管理器
fa.write("A")
fb.write("B")
print(open("a.txt").read(), open("b.txt").read())真实代码中常见的上下文管理器：open()、threading.Lock()、tempfile.TemporaryDirectory()、数据库连接/事务、HTTP 客户端（with httpx.Client() as c:）、SDK 的流式响应（with client.messages.stream(...) as stream:）。
易错点
- 不用
with打开文件：忘记close()可能导致数据未写入或句柄泄漏。 with块外继续使用资源：文件已关闭，读写抛ValueError: I/O operation on closed file。__exit__返回True会吞掉异常，除非刻意为之，返回False或None。@contextmanager中不用try/finally包住yield：块内出异常时清理代码不会执行。
Python · 可运行演示报错
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with open("x.txt", "w") as f:
f.write("hi")
f.write("块外再写") # 文件已关闭对照
| 概念 | Python | JS | Java |
|---|---|---|---|
| 自动释放资源 | with open(p) as f: | using（显式资源管理，TS 5.2 起；部分运行时原生支持） | try-with-resources try (var f = …) {} |
| 协议 | __enter__ / __exit__ | [Symbol.dispose]() | AutoCloseable.close() |
| 生成器式实现 | @contextmanager | 无 | 无 |
读代码
minimal_agent.py 没有使用 with：anthropic.Anthropic(...) 客户端在脚本结束时由解释器回收。长期运行的服务中，SDK 客户端通常支持 with 以确保关闭底层 HTTP 连接（示意）：
python
with anthropic.Anthropic(api_key=key) as client:
resp = client.messages.create(model=model, max_tokens=1024, messages=messages)读到 with X(...) as y: 时，先问两个问题：进入时获取了什么（连接、锁、文件、临时目录）？退出时释放了什么？
练习
练习 1：写入并读回
实现 save_and_load(path, lines)：用 with 把字符串列表 lines 逐行写入 path（UTF-8，每行末尾加 \n），再用 with 读回，返回读到的行列表（去掉换行符）。
练习
def save_and_load(path, lines):
f = open(path, "w", encoding="utf-8")
for line in lines:
f.write(line)
return []
快捷键：⌘/Ctrl + Enter 提交检查
练习 2：记录耗时的上下文管理器
用 @contextmanager 实现 record(events, name)：进入时向列表 events 追加 f"start:{name}"，退出时（无论是否异常）追加 f"end:{name}"；异常照常向外抛出。
练习
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def record(events, name):
events.append(f"start:{name}")
yield
快捷键：⌘/Ctrl + Enter 提交检查
小结
with= 进入时获取 + 退出时释放，异常也不例外。- 协议是
__enter__/__exit__；@contextmanager用yield分隔进入与退出，记得try/finally。 - 读到
with时，找出“获取了什么、释放了什么”。