Python协程：暂停时释放上下文管理器

Question

背景：我是一位经验丰富的 Python 程序员，对新的 coroutines/async/await 功能一无所知。我无法编写异步“hello world”来挽救我的生命。

我的问题是：我得到了一个任意的协程函数f。我想写一个协程函数g，它将包装f，即我将g 给用户，就好像它是f，用户会调用它并且不会更聪明，因为@987654327 @ 将在后台使用 f。就像你装饰一个普通的 Python 函数来添加功能一样。

我要添加的功能：每当程序流进入我的协程时，它都会获取我提供的上下文管理器，并且一旦程序流离开协程，它就会释放该上下文管理器。流量回来了？重新获取上下文管理器。会退吗？重新释放它。直到协程完全结束。

为了演示，这里描述了普通生成器的功能：

def generator_wrapper(_, *args, **kwargs):
    gen = function(*args, **kwargs)
    method, incoming = gen.send, None
    while True:
        with self:
            outgoing = method(incoming)
        try:
            method, incoming = gen.send, (yield outgoing)
        except Exception as e:
            method, incoming = gen.throw, e

是否可以使用协程来做到这一点？

Answer 1

协程建立在迭代器之上——__await__ special method 是一个常规迭代器。这允许您将底层迭代器包装在另一个迭代器中。诀窍是您必须使用目标的__await__解包迭代器，然后使用您自己的__await__重新包装您自己的迭代器。

适用于实例化协程的核心功能如下所示：

class CoroWrapper:
    """Wrap ``target`` to have every send issued in a ``context``"""
    def __init__(self, target: 'Coroutine', context: 'ContextManager'):
        self.target = target
        self.context = context

    # wrap an iterator for use with 'await'
    def __await__(self):
        # unwrap the underlying iterator
        target_iter = self.target.__await__()
        # emulate 'yield from'
        iter_send, iter_throw = target_iter.send, target_iter.throw
        send, message = iter_send, None
        while True:
            # communicate with the target coroutine
            try:
                with self.context:
                    signal = send(message)
            except StopIteration as err:
                return err.value
            else:
                send = iter_send
            # communicate with the ambient event loop
            try:
                message = yield signal
            except BaseException as err:
                send, message = iter_throw, err

请注意，这明确适用于Coroutine，而不是Awaitable - Coroutine.__await__ 实现了生成器接口。理论上，Awaitable 不一定提供__await__().send 或__await__().throw。

这足以传入和传出消息：

import asyncio


class PrintContext:
    def __enter__(self):
        print('enter')

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print('exit via', exc_type)
        return False


async def main_coro():
    print(
        'wrapper returned',
        await CoroWrapper(test_coro(), PrintContext())
    )


async def test_coro(delay=0.5):
    await asyncio.sleep(delay)
    return 2

asyncio.run(main_coro())
# enter
# exit via None
# enter
# exit <class 'StopIteration'>
# wrapper returned 2

---

您可以将包装部分委托给单独的装饰器。这也确保您拥有一个实际的协程，而不是自定义类 - 一些异步库需要这个。

from functools import wraps


def send_context(context: 'ContextManager'):
    """Wrap a coroutine to issue every send in a context"""
    def coro_wrapper(target: 'Callable[..., Coroutine]') -> 'Callable[..., Coroutine]':
        @wraps(target)
        async def context_coroutine(*args, **kwargs):
            return await CoroWrapper(target(*args, **kwargs), context)
        return context_coroutine
    return coro_wrapper

这允许你直接装饰一个协程函数：

@send_context(PrintContext())
async def test_coro(delay=0.5):
    await asyncio.sleep(delay)
    return 2

print('async run returned:', asyncio.run(test_coro()))
# enter
# exit via None
# enter
# exit via <class 'StopIteration'>
# async run returned: 2