Python 文件对象、关闭和析构函数

Question

tempfile.NamedTemporaryFile()的描述说：

如果 delete 为真（默认值），则文件一经删除即被删除 已关闭。

在某些情况下，这意味着文件在 Python 解释器结束。例如，在运行以下测试时 py.test，临时文件还在：

from __future__ import division, print_function, absolute_import
import tempfile
import unittest2 as unittest
class cache_tests(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.dbfile = tempfile.NamedTemporaryFile()
    def test_get(self):
        self.assertEqual('foo', 'foo')

在某种程度上这是有道理的，因为这个程序从来没有明确地 关闭文件对象。对象关闭的唯一其他方式 大概在__del__ 析构函数中，但这里的语言 引用声明“不保证__del__() 方法是 调用解释器退出时仍然存在的对象。" 所以 到目前为止，一切都与文档一致。

但是，我对此的含义感到困惑。如果不是 保证文件对象在解释器退出时关闭，可以吗 可能发生某些数据已成功写入 即使程序正常退出，（缓冲的）文件对象也会丢失， 因为它仍然在文件对象的缓冲区中，并且文件对象 从来没有关闭过？

不知何故，这对我来说似乎不太可能和非 Pythonic，以及 open() 文档也不包含任何此类警告。所以我 （暂时）得出结论，文件对象毕竟是保证 关闭。

但是这个魔法是怎么发生的，为什么NamedTemporaryFile()不能用 确保文件被删除的相同魔法？

编辑： 请注意，我在这里不是在谈论文件 descriptors（由操作系统缓冲并在程序退出时由操作系统关闭），而是关于 Python 文件可以实现自己的缓冲的对象。

Answer 1

在 Windows 上，NamedTemporaryFile 使用特定于 Windows 的扩展名 (os.O_TEMPORARY) 来确保文件在关闭时被删除。如果进程以任何方式被终止，这也可能有效。但是在 POSIX 上没有明显的等价物，很可能是因为在 POSIX 上您可以简单地删除仍在使用的文件；它只删除名称，并且文件的内容仅在关闭后才被删除（以任何方式）。但确实假设我们希望文件名一直持续到文件关闭，就像 NamedTemporaryFile 一样，那么我们需要“魔法”。

我们不能使用与刷新缓冲文件相同的魔法。发生的情况是 C 库处理它（在 Python 2 中）：文件是 C 中的 FILE 对象，并且 C 保证它们在正常程序退出时被刷新（但如果进程被终止则不会）。在 Python 3 的情况下，有自定义 C 代码可以实现相同的效果。但它特定于这个用例，而不是任何可直接重用的东西。

这就是 NamedTemporaryFile 使用自定义 __del__ 的原因。事实上，__del__ 不能保证在解释器退出时被调用。 （我们可以通过引用 NamedTemporaryFile 实例的全局引用循环来证明这一点；或者运行 PyPy 而不是 CPython。）

附带说明，NamedTemporaryFile 可以更稳健地实现，例如通过向atexit 注册自身以确保随后删除文件名。但是你也可以自己调用它：如果你的进程不使用无限数量的 NamedTemporaryFiles，它只是atexit.register(my_named_temporary_file.close)。

Answer 2

在任何版本的 *nix 上，所有文件描述符都会在进程完成时关闭，这由操作系统负责。 Windows 在这方面可能完全相同。如果不深入研究源代码，我不能 100% 权威地说实际发生了什么，但很可能发生的是：

• 如果delete 是False，则调用unlink()（或其他操作系统上的类似函数）。这意味着当进程退出并且没有更多打开的文件描述符时，文件将被自动删除。在进程运行时，该文件仍将保留。

• 如果delete 是True，则可能使用了C 函数remove()。这将在进程退出之前强制删除文件。

Answer 3

文件缓冲由操作系统处理。如果您打开文件后不关闭它，那是因为您假设操作系统将在所有者存在后刷新缓冲区并关闭文件。这不是 Python 魔术，这是你的操作系统在做的事情。 __del__() 方法与 Python 相关，需要显式调用。