如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

发布时间:2022-07-05 发布网站:脚本宝典
脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?脚本宝典觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

天下武功,唯快不破。

编程也不例外,你的代码跑的快,你能快速找出代码慢的原因,你的码功就高。

今天分享一个超级实用的 Python 性能分析工具 pyinstrument ,可以快速找到代码运行最慢的部分,帮助提高代码的性能。支持 Python 3.7+ 且能够分析异步代码,仅需一条命令即可显示具体代码的耗时。经常写 Python 的小伙伴一定要用一下。

 安装

pip install pyinstrument

 简单的使用

在程序的开始,启动 pyinstrument 的 PRofiler,结束时关闭 Profiler 并打印分析结果如下:

From pyinstrument import Profilerprofiler = Profiler()profiler.start()# 这里是你要分析的代码profiler.stop()profiler.print()

比如这段代码 123.py,我们可以清楚的看到是列表推导式比较慢:

from pyinstrument import Profilerprofiler = Profiler()profiler.start()# 这里是你要分析的代码a = [i for i in range(100000)]b = (i for i in range(100000))profiler.stop()profiler.print()

如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

上述分析需要修改代码,如果你使用命令行工具,就不需要修改源代码,只需要执行 pyinstrument xxxx.py 即可:

比如有这样一段排序的程序 c_sort.py:

import Sysimport timeimport numpy as nparr = np.random.randint(, 10, 10)def slow_key(el):    time.sleep(0.01)    return el arr = list(arr)for i in range(10):    arr.sort(key=slow_key)print(arr)

这段代码里面故意放了一句 time.sleep(0.01) 来延迟性能,看看 pyinstrument 能否识别,命令行执行 pyinstrument c_sort.py:

如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

从结果来看,程序运行了 1.313 秒,而 sleep 就运行了 1.219 秒,很明显是瓶颈,现在我们把它删除,再看看结果:

如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

删除之后,性能最慢的就是 numpy 模块的初始化代码 __init__.py了,不过这些代码不是自己写的,而且并不是特别慢,就不需要去关心了。

 分析 Flask 代码

Web 应用也可以使用这个来找出性能瓶颈,比如 flask,只需要在请求之前记录时间,在请求之后统计时间,只需要在 flask 的请求拦截器里面这样写:

from flask import Flask, g, ;make_response, requestapp = Flask(__name__)@app.before_requestdef before_request():    if "profile" in request.args:        g.profiler = Profiler()        g.profiler.start()@app.after_requestdef after_request(response):    if not hasattr(g, "profiler"):        return response    g.profiler.stop()    output_htML = g.profiler.output_html()    return make_response(output_html)

假如有这样一个 API:

@app.route("/DOSomething")def do_something():    import requests    requests.get("http://GOOGLE.COM")    return "Google says hello!"

为了测试这个 API 的瓶颈,我们可以在 url 上加一个参数 profile 就可以:http://127.0.0.1:5000/dosomething?profile,哪一行代码执行比较慢,结果清晰可见:

如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

 分析 Django 代码

分析 Django 代码也非常简单,只需要在 Django 的配置文件的 MIDDLEWARE 中添加

    "pyinstrument.middleware.ProfilerMiddleware",

然后就可以在 url 上加一个参数 profile 就可以:

如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?

如果你不希望所有人都能看到,只希望QQ地图管理员可以看到,settings.py 可以添加这样的代码:

def custom_show_pyinstrument(request):    return request.user.is_suPEruserPYINSTRUMENT_SHOW_CALLBACK = "%s.custom_show_pyinstrument" % __name__

如果不想通过 url 后面加参数的方式查看性能分析,可以在 settings.py 文件中添加:

PYINSTRUMENT_PROFILE_DIR = 'profiles'

这样,每次访问一次 Django 接口,就会将分析结果以 html 文件形式保存在 项目目录下的 profiles 文件夹中。

 分析异步代码

简单的异步代码分析:

async_example_simple.py:

import asynciofrom pyinstrument import Profilerasync def main():    p = Profiler()    with p:        print("Hello ...")        await asyncio.sleep(1)        print("... World!")    p.print()asyncio.run(main())

复杂一些的异步代码分析:

import asyncioimport timeimport pyinstrumentdef do_nothing():    paSSDef busy_wait(duration):    end_time = time.time() + duration    while time.time() < end_time:        do_nothing()async def say(what, when, profile=False):    if profile:        p = pyinstrument.Profiler()        p.start()    busy_wait(0.1)    sleep_start = time.time()    await asyncio.sleep(when)    print(f"slept for {time.time() - sleep_start:.3f} seconds")    busy_wait(0.1)    print(what)    if profile:        p.stop()        p.print(show_all=True)loop = asyncio.get_event_loop()loop.create_task(say("First hello", 2, profile=True))loop.create_task(say("second hello", 1, profile=True))loop.create_task(say("third hello", 3, profile=True))loop.run_forever()loop.close()

 工作原理

Pyinstrument 每 1ms 中断一次程序,并在该点记录整个堆栈。它使用 C 扩展名和 PyEval_SetProfile 来做到一点,但只每 1 毫秒读取一次读数。你可能觉得报告的样本数量有点少,但别担心,它不会降低准确性。默认间隔 1ms 是记录堆栈帧的下限,但如果在单个函数调用中花费了很长时间,则会在该调用结束时进行记录。如此有效地将这些样本“打包”并在最后记录。

Pyinstrument 是一个统计分析器,并不跟踪,它不会跟踪您的程序进行的每个函数调用。相反,它每 1 毫秒记录一次调用堆栈。与其他分析器相比,统计分析器的开销比跟踪分析器低得多。

比如说,我想弄清楚为什么 Django 中的 Web 请求很慢。如果我使用 cProfile,我可能会得到这个:

151940 function calls (147672 primitive callsin 1.696 seconds   Ordered bycumulative time   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)        1    0.000    0.000    1.696    1.696 profile:0(<code object <module> at 0X1053d6a30, file "./manage.py", line 2>)        1    0.001    0.001    1.693    1.693 manage.py:2(<module>)        1    0.000    0.000    1.586    1.586 __init__.py:394(execute_from_command_line)        1    0.000    0.000    1.586    1.586 __init__.py:350(execute)        1    0.000    0.000    1.142    1.142 __init__.py:254(fetch_command)       43    0.013    0.000    1.124    0.026 __init__.py:1(<module>)      388    0.008    0.000    1.062    0.003 re.py:226(_compile)      158    0.005    0.000    1.048    0.007 sre_compile.py:496(compile)        1    0.001    0.001    1.042    1.042 __init__.py:78(get_commands)      153    0.001    0.000    1.036    0.007 re.py:188(compile)  106/102    0.001    0.000    1.030    0.010 __init__.py:52(__getattr__)        1    0.000    0.000    1.029    1.029 __init__.py:31(_SETUP)        1    0.000    0.000    1.021    1.021 __init__.py:57(_configure_LOGging)        2    0.002    0.001    1.011    0.505 log.py:1(<module>)

看完是不是还是一脸懵逼,通常很难理解您自己的代码如何与这些跟踪相关联。Pyinstrument 记录整个堆栈,因此跟踪昂贵的调用要容易得多。它还默认隐藏库框架,让您专注于影响性能的应用程序/模块:

  _     ._   __/__   _  _  _/_   Recorded: 14:53:35  Samples:  131 /_//_/// /_ / //_// / //_'/ //    Duration: 3.131     CPU time: 0.195/   _/                    v3..0b3Program: examples/django_example/manage.py runserver --nothreading --noreload3.131 <module>  manage.py:2└─ 3.118 execute_from_command_line  django/core/management/__init__.py:378      [473 frames hidden]  djangosocketserverselectorswsgi...         2.836 select  selectors.py:365         0.126 _get_response  django/core/handlers/base.py:96         └─ 0.126 hello_world  django_example/views.py:4

 最后的话

本文分享了 pyinstrument 的用法,有了这个性能分析神器,以后优化代码可以节省很多时间了,这样的效率神器很值得分享,毕竟人生苦短,能多点时间干点有意思的不香么?

 

脚本宝典总结

以上是脚本宝典为你收集整理的如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?全部内容,希望文章能够帮你解决如何找出 Python 程序中最慢的那行代码?所遇到的问题。

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