python如何做代碼性能分析

更新時間：2021年04月26日 11:28:58 作者：蟲師

這篇文章主要介紹了python如何做代碼性能分析，幫助大家更好的理解和學習使用python，感興趣的朋友可以了解下

cProfile

cProfile是python默認的性能分析器，他只測量CPU時間，并不關心內(nèi)存消耗和其他與內(nèi)存相關聯(lián)的信息。

from time import sleep
import random


def random_list(start, end, length):
    """
    生成隨機列表
    :param start: 隨機開始數(shù)
    :param end: 隨機結(jié)束數(shù)
    :param length: 列表長度
    """
    data_list = []
    for i in range(length):
        data_list.append(random.randint(start, end))
    return data_list


def bubble_sort(arr):
    """
    冒泡排序: 對列表進行排序
    :param arr 列表
    """
    n = len(arr)
    sleep(1)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    return arr


if __name__ == '__main__':
    get_data_list = random_list(1, 99, 10)

    import cProfile
    cProfile.run('bubble_sort({})'.format(get_data_list))

繼續(xù)使用上一篇文章中的例子，引用cProfile模塊，run()方法參數(shù)說明。

run(statement, filename=None, sort=-1)

statement: 需要測試的代碼或者函數(shù)（函數(shù)名）
fielname: 結(jié)果保存的位置，默認為stdout
sort: 結(jié)果排序方法，常用的有cumtime: 累積時間， name: 函數(shù)名， line: 行號

為了使結(jié)果統(tǒng)計出耗時部分，我們加了sleep，結(jié)果如下：

❯ python demo.py
         6 function calls in 1.004 seconds

   Ordered by: standard name

   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
        1    0.000    0.000    1.004    1.004 <string>:1(<module>)
        1    0.000    0.000    1.004    1.004 demo.py:19(bubble_sort)
        1    0.000    0.000    1.004    1.004 {built-in method builtins.exec}
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 {built-in method builtins.len}
        1    1.004    1.004    1.004    1.004 {built-in method time.sleep}
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 {method 'disable' of '_lsprof.Profiler' objects}

6 function calls in 1.004 seconds 6個函數(shù)調(diào)用被監(jiān)控，耗時1.004秒。
ncalls 函數(shù)被調(diào)用的次數(shù)。如果這一列有兩個值，就表示有遞歸調(diào)用，第二個值是原生調(diào)用次數(shù)，第一個值是總調(diào)用次數(shù)。
tottime 函數(shù)內(nèi)部消耗的總時間。（可以幫助優(yōu)化）
percall 是tottime除以ncalls，一個函數(shù)每次調(diào)用平均消耗時間。
cumtime 之前所有子函數(shù)消費時間的累計和。
filename:lineno(function) 被分析函數(shù)所在文件名、行號、函數(shù)名。

line_profiler

line_profiler 可以提供有關時間是如何在各行之間分配的信息，直白一點就是給出程序每行的耗時，在無法確定哪行語句最浪費時間，這很有用。

line_profiler是一個第三方模塊，需要安裝。

https://github.com/pyutils/line_profiler

from time import sleep
import random


def random_list(start, end, length):
    """
    生成隨機列表
    :param start: 隨機開始數(shù)
    :param end: 隨機結(jié)束數(shù)
    :param length: 列表長度
    """
    data_list = []
    for i in range(length):
        data_list.append(random.randint(start, end))
    return data_list


@profile
def bubble_sort(arr):
    """
    冒泡排序: 對列表進行排序
    :param arr 列表
    """
    n = len(arr)
    sleep(1)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    return arr


if __name__ == '__main__':
    get_data_list = random_list(1, 99, 10)
    bubble_sort(get_data_list)

給需要監(jiān)控的函數(shù)加上@profile 裝飾器。通過kernprof命令運行文件（安裝完line_profiler生成的命令）。

參數(shù)說明：

-l：以使用函數(shù)line_profiler
-v：以立即將結(jié)果打印到屏幕

運行結(jié)果：

kernprof -l -v demo.py
Wrote profile results to demo.py.lprof
Timer unit: 1e-06 s

Total time: 1.00416 s
File: demo.py
Function: bubble_sort at line 18

Line #      Hits         Time  Per Hit   % Time  Line Contents
==============================================================
    18                                           @profile
    19                                           def bubble_sort(arr):
    20                                               """
    21                                               冒泡排序: 對列表進行排序
    22                                               :param arr 列表
    23                                               """
    24         1          8.0      8.0      0.0      n = len(arr)
    25         1    1004030.0 1004030.0    100.0      sleep(1)
    26        11         15.0      1.4      0.0      for i in range(n):
    27        55         44.0      0.8      0.0          for j in range(0, n - i - 1):
    28        45         41.0      0.9      0.0              if arr[j] > arr[j + 1]:
    29        20         21.0      1.1      0.0                  arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    30         1          1.0      1.0      0.0      return arr

輸出非常直觀，分成了6列。