Question

是否可以在python中组合异步上下文管理器？与asyncio.gather类似，但可以与上下文管理器一起使用。像这样：

async def foo():
    async with asyncio.gather_cm(start_vm(), start_vm()) as vm1, vm2:
        await vm1.do_something()
        await vm2.do_something()

这当前可行吗？

Answer 1

Python 3.7中引入的AsyncExitStack可以实现接近gather_cm的地方：

async def foo():
    async with AsyncExitStack() as stack:
        vm1, vm2 = await asyncio.gather(
            stack.enter_async_context(start_vm()),
            stack.enter_async_context(start_vm()))
        await vm1.do_something()
        await vm2.do_something()

不幸的是，__aexit__仍将顺序运行。这是因为AsyncExitStack模拟了嵌套的上下文管理器，它们具有明确定义的顺序并且不能重叠。向外部上下文管理器的__aexit__提供有关内部上下文管理器是否引发异常的信息。（如果发生异常，数据库句柄的__aexit__可能会使用它来回滚事务，否则将其提交。）并行运行__aexit__会使上下文管理器重叠，并且异常信息不可用或不可靠。因此，尽管gather(...)并行运行__aenter__，但是AsyncExitStack记录哪个先出现并以相反的顺序运行__aexit__。

使用异步上下文管理器，可以使用gather_cm之类的替代方法。可以放弃嵌套语义，并提供一个聚合上下文管理器，其工作方式类似于“退出池”而不是堆栈。出口池采用了许多彼此独立的上下文管理器，这使得它们的__aenter__和__aexit__方法可以并行运行。

棘手的部分是正确处理异常：如果引发任何__aenter__，则必须传播该异常以防止运行with块。为了确保正确性，池必须保证__aexit__已完成的所有上下文管理器都将调用__aenter__。

这是一个示例实现：

import asyncio
import sys

class gather_cm:
    def __init__(self, *cms):
        self._cms = cms

    async def __aenter__(self):
        futs = [asyncio.create_task(cm.__aenter__())
                for cm in self._cms]
        await asyncio.wait(futs)
        # only exit the cms we've successfully entered
        self._cms = [cm for cm, fut in zip(self._cms, futs)
                     if not fut.cancelled() and not fut.exception()]
        try:
            return tuple(fut.result() for fut in futs)
        except:
            await self._exit(*sys.exc_info())
            raise

    async def _exit(self, *args):
        # don't use gather() to ensure that we wait for all __aexit__s
        # to complete even if one of them raises
        done, _pending = await asyncio.wait(
            [cm.__aexit__(*args)
             for cm in self._cms if cm is not None])
        return all(suppress.result() for suppress in done)

    async def __aexit__(self, *args):
        # Since exits are running in parallel, so they can't see each
        # other exceptions.  Send exception info from `async with`
        # body to all.
        return await self._exit(*args)

此测试程序展示了其工作原理：

class test_cm:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
    async def __aenter__(self):
        print('__aenter__', self.x)
        return self.x
    async def __aexit__(self, *args):
        print('__aexit__', self.x, args)

async def foo():
    async with gather_cm(test_cm('foo'), test_cm('bar')) as (cm1, cm2):
        print('cm1', cm1)
        print('cm2', cm2)

asyncio.run(foo())

多个异步上下文管理器

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