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感觉上一篇文章写的不够详细，就开了个头，让人有点云里雾里，所以这篇文章就来详细的分析一下with open() as f:这个语句的执行过程，为什么 with 打开文件不再需要调用 close 关闭文件。
python 中使用 with 操作文件，为什么不需要手动关闭？
如下是一个简单的例子，打开一个文件 text.txt，pass（空语句，为了保持程序的完整性，不做任何事情，仅占位），然后程序结束。
python
with open('test.txt', 'r') as f:
pass使用 dis 模块查看字节码
使用 dis 模块，打印输出上面的代码的字节码，字节码如下。类似汇编指令。
bash
python3.10 -m dis a.py
2 0 LOAD_NAME 0 (open)
2 LOAD_CONST 0 ('test.txt')
4 LOAD_CONST 1 ('r')
6 CALL_FUNCTION 2
8 SETUP_WITH 9 (to 28)
10 STORE_NAME 1 (f)
3 12 POP_BLOCK
2 14 LOAD_CONST 2 (None)
16 DUP_TOP
18 DUP_TOP
20 CALL_FUNCTION 3
22 POP_TOP
24 LOAD_CONST 2 (None)
26 RETURN_VALUE
>> 28 WITH_EXCEPT_START
30 POP_JUMP_IF_TRUE 17 (to 34)
32 RERAISE 1
>> 34 POP_TOP
36 POP_TOP
38 POP_TOP
40 POP_EXCEPT
42 POP_TOP
44 LOAD_CONST 2 (None)
46 RETURN_VALUE第一个列 2，3 表示行数，第二列表示字节码的偏移量，第三列表示字节码的操作码，第四列表示操作码的参数，第五列表示操作码的参数的含义。 Python3.7 和 Python3.10 的字节码有些不同。
Python3.7 的相关字节码是：SETUP_WITH，WITH_CLEANUP_START，WITH_CLEANUP_FINISH。
而 Python3.10 的相关字节码是：SETUP_WITH，WITH_EXCEPT_START，POP_JUMP_IF_TRUE，RERAISE，POP_EXCEPT。显然 Python3.10 的字节码更加复杂，也更加灵活。
分析字节码相关的内核源码
打开 Python 内核源码，搜索SETUP_WITH，找到Python/ceval.c文件，如下。
c
case TARGET(SETUP_WITH): {
_Py_IDENTIFIER(__enter__);
_Py_IDENTIFIER(__exit__);
PyObject *mgr = TOP(); // 获取栈顶元素
PyObject *enter = special_lookup(tstate, mgr, &PyId___enter__); // 查找__enter__方法
PyObject *res;
if (enter == NULL) {
goto error;
}
PyObject *exit = special_lookup(tstate, mgr, &PyId___exit__); // 查找__exit__方法
if (exit == NULL) {
Py_DECREF(enter);
goto error;
}
SET_TOP(exit); // 将__exit__方法设置为栈顶元素
Py_DECREF(mgr);
res = _PyObject_CallNoArg(enter); // 调用__enter__方法
Py_DECREF(enter);
if (res == NULL)
goto error;
/* Setup the finally block before pushing the result
of __enter__ on the stack. */
PyFrame_BlockSetup(f, SETUP_FINALLY, INSTR_OFFSET() + oparg,
STACK_LEVEL()); // 设置 finally 块
PUSH(res);
DISPATCH();
}SETUP_WITH的作用是：将with语句中的as后面的对象的__enter__方法的返回值压入栈顶，然后设置finally块，最后跳转到WITH_EXCEPT_START。
接下来看看WITH_EXCEPT_START的实现，如下：
c
case TARGET(WITH_EXCEPT_START): {
/* At the top of the stack are 7 values:
- (TOP, SECOND, THIRD) = exc_info()
- (FOURTH, FIFTH, SIXTH) = previous exception for EXCEPT_HANDLER
- SEVENTH: the context.__exit__ bound method
We call SEVENTH(TOP, SECOND, THIRD).
Then we push again the TOP exception and the __exit__
return value.
*/
PyObject *exit_func;
// exit_func 是__exit__方法，参数是：exc 是异常对象，val 是异常值，tb 是异常的 traceback
PyObject *exc, *val, *tb, *res;
exc = TOP(); // 获取栈顶元素
val = SECOND(); // 获取第二个元素
tb = THIRD(); // 获取第三个元素
assert(!Py_IsNone(exc));
assert(!PyLong_Check(exc));
exit_func = PEEK(7); // 获取第 7 个元素
PyObject *stack[4] = {NULL, exc, val, tb};
res = PyObject_Vectorcall(exit_func, stack + 1,
3 | PY_VECTORCALL_ARGUMENTS_OFFSET, NULL); // 调用__exit__方法
if (res == NULL)
goto error; // 调用__exit__方法失败，跳转到 error
PUSH(res);
DISPATCH();
}POP_JUMP_IF_TRUE指令代码如下，如果栈顶元素为真，则跳转到指定的位置，否则继续执行下一条指令。
c
case TARGET(POP_JUMP_IF_TRUE): {
PREDICTED(POP_JUMP_IF_TRUE);
PyObject *cond = POP(); // 获取栈顶元素，也就是条件
int err;
if (Py_IsFalse(cond)) { // 如果条件为假，则不跳转
Py_DECREF(cond);
DISPATCH();
}
if (Py_IsTrue(cond)) { // 如果条件为真，则跳转到指定位置
Py_DECREF(cond);
JUMPTO(oparg); // 跳转到指定位置，oparg 是指定位置的偏移量
CHECK_EVAL_BREAKER();
DISPATCH();
}
err = PyObject_IsTrue(cond); // 如果条件不是真也不是假，则调用 PyObject_IsTrue 方法
Py_DECREF(cond);
if (err > 0) {
JUMPTO(oparg); // 跳转到指定位置，oparg 是指定位置的偏移量
CHECK_EVAL_BREAKER(); // 检查是否需要中断
}
else if (err == 0)
;
else
goto error;
DISPATCH();
}为什么会出现既不是真，也不是假的情况，这里就不详细介绍了，感兴趣的可以关注我的公众号，后续会有相关文章介绍。相关代码如下：
c
/* Py_False and Py_True are the only two bools in existence.
Don't forget to apply Py_INCREF() when returning either!!! */
/* Don't use these directly */
PyAPI_DATA(struct _longobject) _Py_FalseStruct;
PyAPI_DATA(struct _longobject) _Py_TrueStruct;
/* Use these macros */
#define Py_False ((PyObject *) &_Py_FalseStruct)
#define Py_True ((PyObject *) &_Py_TrueStruct)
// Test if an object is the True singleton, the same as "x is True" in Python.
PyAPI_FUNC(int) Py_IsTrue(PyObject *x);
#define Py_IsTrue(x) Py_Is((x), Py_True)
// Test if an object is the False singleton, the same as "x is False" in Python.
PyAPI_FUNC(int) Py_IsFalse(PyObject *x);
#define Py_IsFalse(x) Py_Is((x), Py_False)RERAISE指令代码如下，看起来没有那么复杂，其实就是将异常对象，异常值，异常的 traceback 重新设置到系统中，然后跳转到exception_unwind，最后执行POP_EXCEPT。
c
case TARGET(RERAISE): {
assert(f->f_iblock > 0);
if (oparg) {
f->f_lasti = f->f_blockstack[f->f_iblock-1].b_handler;
}
PyObject *exc = POP();
PyObject *val = POP();
PyObject *tb = POP();
assert(PyExceptionClass_Check(exc));
_PyErr_Restore(tstate, exc, val, tb);
goto exception_unwind;
}总结
with语句的实现原理是：先调用__enter__方法，然后执行with语句块，最后调用__exit__方法。with语句的实现原理是通过SETUP_WITH指令和WITH_EXCEPT_START指令来实现的。- open 函数已经帮我实现了
__enter__和__exit__方法，所以我们可以直接使用with语句来打开文件，作用域结束后，文件会自动关闭。
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