Pengurus Konteks Python lanjutan untuk Pengurusan Sumber yang Cekap-Tutorial Python-php.cn

dvanced Python Context Managers for Efficient Resource Management

Pengurus konteks Python ialah alat yang berkuasa untuk pengurusan sumber, menawarkan penyelesaian yang elegan untuk mengendalikan operasi persediaan dan teardown. Saya mendapati mereka tidak ternilai dalam projek saya sendiri, terutamanya apabila berurusan dengan fail I/O, sambungan pangkalan data dan sumber rangkaian.

Mari kita terokai enam pengurus konteks lanjutan yang boleh meningkatkan kecekapan dan kebolehbacaan kod Python anda dengan ketara.

Pengurus Konteks Tersuai dengan Kelas

Walaupun penghias @contextmanager adalah mudah, mencipta pengurus konteks sebagai kelas memberikan lebih fleksibiliti dan kawalan. Pendekatan ini amat berguna untuk senario yang rumit atau apabila anda perlu mengekalkan keadaan merentas berbilang entri dan keluar.

class DatabaseConnection:
    def __init__(self, db_url):
        self.db_url = db_url
        self.connection = None

    def __enter__(self):
        self.connection = connect_to_database(self.db_url)
        return self.connection

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if self.connection:
            self.connection.close()

with DatabaseConnection("mysql://localhost/mydb") as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")

Salin selepas log masuk

Dalam contoh ini, kelas DatabaseConnection menguruskan sambungan pangkalan data. Kaedah enter mewujudkan sambungan, manakala keluar memastikan ia ditutup dengan betul, walaupun pengecualian berlaku.

Pengurus Konteks Bersarang

Pengurus konteks boleh bersarang untuk mengurus berbilang sumber secara serentak. Ini amat berguna apabila anda perlu menyediakan dan meruntuhkan beberapa sumber yang saling bergantung.

class TempDirectory:
    def __enter__(self):
        self.temp_dir = create_temp_directory()
        return self.temp_dir

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        remove_directory(self.temp_dir)

class FileWriter:
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
        self.file = None

    def __enter__(self):
        self.file = open(self.filename, 'w')
        return self.file

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if self.file:
            self.file.close()

with TempDirectory() as temp_dir:
    with FileWriter(f"{temp_dir}/output.txt") as f:
        f.write("Hello, World!")

Salin selepas log masuk

Di sini, kami mencipta direktori sementara dan fail di dalamnya. Pengurus konteks bersarang memastikan bahawa kedua-dua fail dan direktori dibersihkan dengan betul apabila kami selesai.

Pengurus Konteks dengan ExitStack

Kelas ExitStack daripada modul contextlib membolehkan anda mengurus bilangan pengurus konteks secara dinamik. Ini amat berguna apabila bilangan pengurus konteks tidak diketahui sehingga masa jalan.

from contextlib import ExitStack

def process_files(file_list):
    with ExitStack() as stack:
        files = [stack.enter_context(open(fname)) for fname in file_list]
        # Process files here
        for file in files:
            print(file.read())

process_files(['file1.txt', 'file2.txt', 'file3.txt'])

Salin selepas log masuk

Dalam contoh ini, ExitStack menguruskan berbilang objek fail, memastikan semua fail ditutup dengan betul, tidak kira berapa banyak yang dibuka.

Pengurus Konteks Tak Segerak

Dengan peningkatan pengaturcaraan tak segerak dalam Python, pengurus konteks async menjadi semakin penting. Ia berfungsi sama seperti pengurus konteks biasa tetapi direka bentuk untuk digunakan dengan sintaks async/menunggu.

import asyncio
import aiohttp

class AsyncHTTPClient:
    def __init__(self, url):
        self.url = url
        self.session = None

    async def __aenter__(self):
        self.session = aiohttp.ClientSession()
        return self

    async def __aexit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        await self.session.close()

    async def get(self):
        async with self.session.get(self.url) as response:
            return await response.text()

async def main():
    async with AsyncHTTPClient("https://api.example.com") as client:
        data = await client.get()
        print(data)

asyncio.run(main())

Salin selepas log masuk

AsyncHTTPClient ini menguruskan sesi aiohttp, membolehkan permintaan HTTP tak segerak yang cekap.

Pengurus Konteks untuk Pengujian

Pengurus konteks sangat baik untuk menyediakan dan meruntuhkan persekitaran ujian. Mereka boleh membantu memastikan setiap ujian berjalan dalam keadaan bersih dan terpencil.

import unittest
from unittest.mock import patch

class TestDatabaseOperations(unittest.TestCase):
    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        cls.db_patcher = patch('myapp.database.connect')
        cls.mock_db = cls.db_patcher.start()

    @classmethod
    def tearDownClass(cls):
        cls.db_patcher.stop()

    def test_database_query(self):
        with patch('myapp.database.execute_query') as mock_query:
            mock_query.return_value = [{'id': 1, 'name': 'John'}]
            result = myapp.database.get_user(1)
            self.assertEqual(result['name'], 'John')

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

Salin selepas log masuk

Dalam contoh ini, kami menggunakan pengurus konteks untuk mengejek sambungan pangkalan data dan pertanyaan, membenarkan ujian terpencil dan boleh dihasilkan semula.

Pengendalian Ralat dalam Pengurus Konteks

Pengurus konteks boleh direka bentuk untuk mengendalikan pengecualian khusus, memberikan kawalan yang lebih terperinci ke atas pengendalian ralat.

class DatabaseConnection:
    def __init__(self, db_url):
        self.db_url = db_url
        self.connection = None

    def __enter__(self):
        self.connection = connect_to_database(self.db_url)
        return self.connection

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if self.connection:
            self.connection.close()

with DatabaseConnection("mysql://localhost/mydb") as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")

Salin selepas log masuk

Pengurus Urus Niaga ini memastikan bahawa transaksi pangkalan data komited pada kejayaan dan ditarik balik apabila kegagalan. Ia juga secara khusus mengendalikan ValueError, menyekatnya selepas melancarkan transaksi.

Amalan Terbaik untuk Pengurus Konteks

Apabila melaksanakan pengurus konteks, terdapat beberapa amalan terbaik yang perlu diingat:

Pastikan kaedah masuk dan keluar tertumpu pada pengurusan sumber. Elakkan meletakkan logik perniagaan dalam kaedah ini.
Pastikan sumber sentiasa dikeluarkan dalam kaedah keluar, walaupun pengecualian berlaku.
Gunakan pengurus konteks untuk lebih daripada pengurusan sumber. Ia boleh berguna untuk menukar keadaan global, operasi pemasaan atau mengurus kunci buat sementara waktu.
Apabila menggunakan @contextmanager, berhati-hati dengan pernyataan hasil. Biasanya hanya ada satu hasil dalam fungsi.
Untuk pengurus konteks boleh guna semula, pertimbangkan untuk melaksanakannya sebagai kelas dan bukannya menggunakan @contextmanager.
Gunakan anotasi menaip untuk meningkatkan kebolehbacaan kod dan mendayakan semakan jenis statik yang lebih baik.

Aplikasi Dunia Sebenar

Pengurus konteks mencari aplikasi dalam pelbagai domain:

Pembangunan Web: Mengurus sambungan pangkalan data, mengendalikan sesi HTTP atau mengubah suai tetapan aplikasi buat sementara waktu.

class TempDirectory:
    def __enter__(self):
        self.temp_dir = create_temp_directory()
        return self.temp_dir

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        remove_directory(self.temp_dir)

class FileWriter:
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
        self.file = None

    def __enter__(self):
        self.file = open(self.filename, 'w')
        return self.file

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if self.file:
            self.file.close()

with TempDirectory() as temp_dir:
    with FileWriter(f"{temp_dir}/output.txt") as f:
        f.write("Hello, World!")

Salin selepas log masuk

Pemprosesan Data: Mengurus pengendali fail, sambungan rangkaian atau struktur data sementara.

from contextlib import ExitStack

def process_files(file_list):
    with ExitStack() as stack:
        files = [stack.enter_context(open(fname)) for fname in file_list]
        # Process files here
        for file in files:
            print(file.read())

process_files(['file1.txt', 'file2.txt', 'file3.txt'])

Salin selepas log masuk

Pentadbiran Sistem: Mengurus sumber sistem, mengendalikan perubahan konfigurasi atau melaksanakan arahan dalam persekitaran tertentu.

import asyncio
import aiohttp

class AsyncHTTPClient:
    def __init__(self, url):
        self.url = url
        self.session = None

    async def __aenter__(self):
        self.session = aiohttp.ClientSession()
        return self

    async def __aexit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        await self.session.close()

    async def get(self):
        async with self.session.get(self.url) as response:
            return await response.text()

async def main():
    async with AsyncHTTPClient("https://api.example.com") as client:
        data = await client.get()
        print(data)

asyncio.run(main())

Salin selepas log masuk

Pengurus konteks ialah ciri berkuasa dalam Python yang boleh meningkatkan kebolehbacaan kod, kebolehselenggaraan dan pengurusan sumber dengan ketara. Dengan memahami dan menggunakan teknik lanjutan ini, anda boleh menulis kod Python yang lebih mantap dan cekap. Sama ada anda mengusahakan aplikasi web, tugas pemprosesan data atau skrip pentadbiran sistem, pengurus konteks menawarkan penyelesaian yang elegan untuk cabaran pengaturcaraan biasa. Semasa anda terus meneroka keupayaan mereka, anda mungkin akan menemui cara yang lebih inovatif untuk memanfaatkan pengurus konteks dalam projek Python anda.

101 Buku

101 Buku ialah syarikat penerbitan dipacu AI yang diasaskan bersama oleh pengarang Aarav Joshi. Dengan memanfaatkan teknologi AI termaju, kami memastikan kos penerbitan kami sangat rendah—sesetengah buku berharga serendah $4—menjadikan pengetahuan berkualiti boleh diakses oleh semua orang.

Lihat buku kami Kod Bersih Golang tersedia di Amazon.

Nantikan kemas kini dan berita menarik. Apabila membeli-belah untuk buku, cari Aarav Joshi untuk mencari lebih banyak tajuk kami. Gunakan pautan yang disediakan untuk menikmati diskaun istimewa!

Ciptaan Kami

Pastikan anda melihat ciptaan kami:

Kami berada di Medium

Atas ialah kandungan terperinci Pengurus Konteks Python lanjutan untuk Pengurusan Sumber yang Cekap. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!