簡述
Python 3.7 於2018年6月27日發佈，本篇文章將對其中新增模塊contextvars 做初步介紹，爲讀者勾勒一個大概輪廓。
資料來源： Python 3.7 文檔、源碼。
1、contextvars是什麼
2、類與方法
3、如何理解上下文
4、總結
一、contextvars是什麼
這個模塊提供了一組接口，可用於管理、儲存、訪問 局部上下文的狀態。
主要用於在異步環境中管理上下文變量。
二、類與方法
1、ContextVar(name[, *, default])
這個類用於表示一個上下文變量。
參數：name： 必要位參； 用於檢驗和Debug.
default： 默參，且只能用keyword方式指定； 用於設定這個上下文變量的默認值。
屬性：name：只讀特性。
get([default])：返回該上下文變量的值。未指定默認值且上下文變量無默認值時，拋出LookupError。
set(value)：設置上下文變量的值,返回一個與變量當前值相關的Token對象，可用於重置上下文變量的值到該次set之前。
reset(token)：使用token重置上下文變量的值。
示例:
from contextvars import *
var= ContextVar('var')
x=[1]
var.set(x)
y=var.get()
print(f'x: {id(x)},y: {id(y)},{id(x)==id(y)}')
y=var.get()
print(f'x: {id(x)},y: {id(y)},{id(x)==id(y)}')
z=[2]
token=var.set(z)
print(f'z: {var.get()}')
var.reset(token)
y=var.get()
print(f'x: {id(x)},y: {id(y)},{id(x)==id(y)}')
輸出：
x: 2459227742792,y: 2459227742792,True
x: 2459227742792,y: 2459227742792,True
z: [2]
x: 2459227742792,y: 2459227742792,True
2、Token
屬性：var： 只讀特性，指向創建它的上下文變量。
old_value: 只讀特性，保存set之前的上下文變量的值。如果值爲空，該特性指向Token.MISSING.
3、Context
類型：Mapping
Key：ContextVar
Value：上下文變量的值
屬性：copy()：返回Context的淺拷貝。
run(callable, *args, **kwargs)：在該上下文中運行callable(args, *kwargs).
當多線程同時執行run時，拋出RuntimeError.
當遞歸地執行run時，也會拋出RuntimeError.
同一個Context，在同一時刻只能有一個run方法運行。
PS：多進程顯然不在考慮範圍內。
文檔示例：
var = ContextVar('var')
var.set('spam')
def main():
# 'var' was set to 'spam' before
# calling 'copy_context()' and 'ctx.run(main)', so:
# var.get() == ctx[var] == 'spam'
var.set('ham')
# Now, after setting 'var' to 'ham':
# var.get() == ctx[var] == 'ham'
ctx = copy_context()
# Any changes that the 'main' function makes to 'var'
# will be contained in 'ctx'.
ctx.run(main)
# The 'main()' function was run in the 'ctx' context,
# so changes to 'var' are contained in it:
# ctx[var] == 'ham'
# However, outside of 'ctx', 'var' is still set to 'spam':
# var.get() == 'spam'
4、模塊方法：copy_context()
返回當前上下文的拷貝。
時間複雜度: O(1)。因爲在C源碼中，這個函數只做了新建對象和指針複製。
不管當前上下文有多臃腫，copy_context()的消耗都是不變的。
三、如何理解上下文
自己動手寫一些小程序試驗一下是最好的方法。
這裏給出我的理解：
作用域規定了對象訪問權，而上下文規定了上下文變量值訪問權。
我們用ContextVar表示上下文變量，而具體的值存儲在Context中。所以Context實現爲ContextVar->Value的Mapping。在不同的上下文中，同一個上下文變量的值可以不同。
如果作用域中沒有ContextVar，你是無法訪問或修改ContextVar的，文檔中建議在模塊級別定義ContextVar也是這個原因。
Q & A
Q：定義ContextVar時發生了什麼？
A：新建了一個對象，僅此而已，上下文中沒有保存它。當ContextVar被set後，上下文中纔會有它。
Q：訪問或修改ContextVar時發生了什麼？
A：訪問ContextVar時，實際上是在當前上下文中查表，返回當前上下文中ContextVar的值。修改同理，實際上是改表。（在源碼中還有cache，這裏不作說明）
Q：Context機制如何實現？
A：Context與ThreadState相關，進入上下文時“佔據”當前線程，退出時“放棄”當前線程。
四、總結
contextvars爲異步而生，上下文對象將簡化asyncio的複雜操作，給異步程序的編寫帶來方便，推薦高級玩家使用。
原文發佈時間爲：2018-10-14
本文作者：Nugine
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