1. 什么是上下文管理器
在Python中，上下文管理器是一种实现了上下文管理协议的对象，也就是实现了__enter__()和__exit__()这两个魔术方法的对象。通过上下文管理器可以方便地管理资源，比如文件、网络连接等。
其中，__enter__()方法中所处理的为上下文管理器的初始化工作，__exit__()方法中所处理的为上下文管理器的退出工作。
class ContextManagerExample:
def __init__(self):
print("Initializing the context...\n")
def __enter__(self):
print("Entering the context...\n")
def __exit__(self, exc_type, exc_value, tb):
print("Exiting the context...\n")
上面的代码定义了一个简单的上下文管理器对象ContextManagerExample。在__init__方法中进行初始化，在__enter__方法中进行上下文进入操作，在__exit__方法中进行上下文退出操作。
2. 上下文管理器异常问题产生原因
上下文管理器中的__exit__方法用于清理资源，例如文件、网络连接等。但是若在清理资源的过程中出现异常，则容易造成资源无法正确关闭或释放，从而导致资源泄露。
比如以下代码:
class File:
def __init__(self, path, mode):
self.file = open(path, mode)
def __enter__(self):
return self.file
def __exit__(self, exc_type, exc_value, tb):
self.file.close()
if exc_type:
raise exc_value
with File('example.txt', 'w') as f:
f.write('hello, world!')
raise Exception('Something went wrong.')
print(f.closed)
试图通过上下文管理器打开文件example.txt，但在写入文件时抛出了一个异常。此时，上下文管理器的退出方法__exit__中的文件关闭语句并未得到执行，导致文件资源泄露。
上下文管理器异常问题由于资源管理与异常处理的冲突而产生。
3. 上下文管理器异常问题解决方法
3.1 使用try...finally块
使用try...finally块可以确保上下文管理器退出方法__exit__中的语句一定会被执行，从而保证资源能够得到正确释放或关闭，避免资源泄露问题。
改进后的上述代码如下：
class File:
def __init__(self, path, mode):
self.file = open(path, mode)
def __enter__(self):
return self.file
def __exit__(self, exc_type, exc_value, tb):
self.file.close()
with File('example.txt', 'w') as f:
try:
f.write('hello, world!')
raise Exception('Something went wrong.')
finally:
print(f.closed) # True
由于使用了try...finally块，无论是否出现异常，上下文退出方法__exit__中的文件关闭语句都会被执行，从而得到资源正确释放或关闭。
3.2 使用contextlib模块中的contextmanager装饰器
使用contextlib模块中的contextmanager装饰器可以轻松实现一个上下文管理器。
contextmanager装饰器会将一个生成器转化为上下文管理器。生成器的yield语句前所有代码在__enter__方法中执行，yield语句后所有代码在__exit__方法中执行。
以下是使用contextlib模块的例子：
from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def file_open(path, mode):
try:
f = open(path, mode)
yield f
finally:
f.close()
with file_open('example.txt', 'w') as f:
f.write('hello, world!')
raise Exception('Something went wrong.')
print(f.closed) # True
上面的代码只需要使用@contextmanager装饰器将一个生成器函数定义成一个上下文管理器，在生成器内部使用yield语句即可实现上下文进入与上下文退出操作。
3.3 使用第三方库
也可以使用第三方库来解决上下文管理器异常问题。
其中，比较常用的第三方库是contextlib2、boltons的utils、etc。
这里以第三方库boltons的utils为例：
from boltons.contextlib import closing
with closing(open('example.txt', 'w')) as f:
f.write('hello, world!')
raise Exception('Something went wrong.')
print(f.closed) # True
boltons提供了closing函数作为上下文管理器的包装器，closing函数返回的对象实现了__enter__和__exit__魔法方法。closing包装器会确保代码块执行完毕后调用对象的close方法进行清理工作。
4. 总结
上下文管理器是Python中方便管理资源的工具，但是在清理资源的过程中如果出现异常问题，会导致资源无法正确释放或关闭，从而导致资源泄露。
为了解决上下文管理器异常问题，可以使用try...finally块、contextlib模块中的contextmanager装饰器、或者第三方库等方法来确保__exit__方法中的清理语句一定会被执行，从而避免资源泄露问题。