关于python语言优化的一些思考

简介: 最近一直在做python工程化相关的工作,颇有心得,遂总结一下。一是为了整理思绪,二是为了解放自己健忘的大脑。 python是一个C的语法糖盒子 原生的python通常都是由cpython实现,而cpython的运行效率,确实让人不敢恭维,比较好的解决方案有cython、numba、pypy等等 cython 是目前我认为发展最好,最靠谱的一项Python加速解决方案。

最近一直在做python工程化相关的工作,颇有心得,遂总结一下。
一是为了整理思绪,二是为了解放自己健忘的大脑。

python是一个C的语法糖盒子

原生的python通常都是由cpython实现,而cpython的运行效率,确实让人不敢恭维,比较好的解决方案有cython、numba、pypy等等

cython

是目前我认为发展最好,最靠谱的一项Python加速解决方案。
cython

使用cython编译过后的代码,通常会对原python代码有2倍以上的速度提升。cython的编译也很简单,只需要构建一个setup.py,然后执行:

  python setup.py build_ext

numba

numba

numba也是我比较看好的,它的亮点在于使用装饰器的方式应用jit技术,例如下面的代码:

  @jit
  def run_xxx():
    ...

可直接将run_xxx方法进行高效的c编译。
但在大多数应用场景下(尤其是采取了服务拆分或微服务的架构策略),这种功能反而让人有种鸡肋的感觉

只能说numba更适用于模型开发的场景,在模型应用和部署的环节,numba的作用很尴尬

pypy

pypy

pypy相对比较小众,这是由于它本身的限制条件较多,尤其是对python第三方包的支持上面更是非常局限。由于我在做python开发的过程中,经常需要限制版本,以及引入较多的第三方包,所以pypy就不在考虑的范围内了

不要轻易相信声称自己很快的模块和方法

曾经在网上看到有人发文,声称numpy是目前python下非常高效的一个模块,而numpy的“娘亲们”,甚至把自己夸上了天,说自己如何如何高效。而国内的一些伪专家们,也是盲目的“助纣为虐”,说什么如果你不太懂,请不要轻易去优化numpy云云,难道你自认为优化的算法能胜过numpy里内置的久经考验的算法?
真的是误人子弟!很多人在这里就被唬住了,代码分析到numpy的环节,就不敢往下走了。
我想说的是,对一切永远保持怀疑的精神才是真正的科学素养,是不是真的高性能,一切要用数据说话。
刚开始,我也被短暂的唬住了,毕竟numpy的底层也没接触过,但profiler分析的结果告诉我,问题就出在numpy里,结果发现在我的项目场景里,使用dict能完全替代numpy的所有操作,性能一下提高了很多,而numpy的高效在于ndarray
ndarray

所以,采取什么数据结构要看应用场景,没有万能的高效数据结构

不要以为排除法是万能的

优化代码的过程中,因为我的以往成功“经验”,也导致走了不少弯路,最主要的,就是盲目使用排除法。使用排除法只能使用二分查找或快排的策略去组织代码,如果目标代码比较少还可以,事实上,在真实场景中往往有成百上千行目标代码。人工执行和实现O(logN)量级的操作,似乎是一种蛮干。

这里有几个度量工具顺便记录下:

py_spy

https://github.com/benfred/py-spy
方便的生成CPU执行方法的火焰图

line_profiler

https://github.com/rkern/line_profiler
逐行代码分析,不要小看它的能力,它还可以指定要分析的方法和模块

量变真的会引起质变

在很多人的习惯性逻辑思维里,一个程序的性能,随着代码的优化,会是一条平滑的增长曲线。但实践表明,这个逻辑确实有问题。
通过不断对代码的优化,我发现,程序的性能到达一定阶段会发生“突变”,或者“阶跃”。上一次优化的执行时间几百毫秒,下一次优化后的执行时间竟然只有几十毫秒,说发生了“阶跃”一点都不夸张。
为什么会这样?
至少在我的朋友圈里,还没有人能给我令人信服的答案,我自认为比较可靠的理解是,现代操作系统在cpu指令的处理上,对cpu的任务分配还不是那么“流畅”。
哪位朋友有好的见解,欢迎批评指正!

相关文章
|
25天前
|
Web App开发 前端开发 JavaScript
探索Python科学计算的边界:利用Selenium进行Web应用性能测试与优化
【10月更文挑战第6天】随着互联网技术的发展,Web应用程序已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。这些应用不仅需要提供丰富的功能,还必须具备良好的性能表现以保证用户体验。性能测试是确保Web应用能够快速响应用户请求并处理大量并发访问的关键步骤之一。本文将探讨如何使用Python结合Selenium来进行Web应用的性能测试,并通过实际代码示例展示如何识别瓶颈及优化应用。
86 5
|
30天前
|
机器学习/深度学习 数据采集 TensorFlow
智能市场营销策略优化:使用Python实现深度学习模型
【10月更文挑战第1天】 智能市场营销策略优化:使用Python实现深度学习模型
152 63
|
2天前
|
运维 监控 Linux
自动化运维:如何利用Python脚本优化日常任务##
【10月更文挑战第29天】在现代IT运维中,自动化已成为提升效率、减少人为错误的关键技术。本文将介绍如何通过Python脚本来简化和自动化日常的运维任务,从而让运维人员能够专注于更高层次的工作。从备份管理到系统监控,再到日志分析,我们将一步步展示如何编写实用的Python脚本来处理这些任务。 ##
|
2月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法框架/工具
使用Python实现深度学习模型:智能家电控制与优化
使用Python实现深度学习模型:智能家电控制与优化
88 22
使用Python实现深度学习模型:智能家电控制与优化
|
27天前
|
SQL 关系型数据库 数据库
优化Web开发流程:Python ORM的优势与实现细节
【10月更文挑战第4天】在Web开发中,数据库操作至关重要,但直接编写SQL语句既繁琐又易错。对象关系映射(ORM)技术应运而生,让开发者以面向对象的方式操作数据库,显著提升了开发效率和代码可维护性。本文探讨Python ORM的优势及其实现细节,并通过Django ORM的示例展示其应用。ORM提供高级抽象层,简化数据库操作,提高代码可读性,并支持多种数据库后端,防止SQL注入。Django内置强大的ORM系统,通过定义模型、生成数据库表、插入和查询数据等步骤,展示了如何利用ORM简化复杂的数据库操作。
57 6
|
5天前
|
机器学习/深度学习 数据采集 数据可视化
使用Python实现深度学习模型:智能植物生长监测与优化
使用Python实现深度学习模型:智能植物生长监测与优化
27 0
|
26天前
|
机器学习/深度学习 供应链 Python
使用Python实现深度学习模型:智能供应链管理与优化
使用Python实现深度学习模型:智能供应链管理与优化 【10月更文挑战第4天】
79 0
使用Python实现深度学习模型:智能供应链管理与优化
|
1月前
|
安全 数据安全/隐私保护 UED
优化用户体验:前后端分离架构下Python WebSocket实时通信的性能考量
在当今互联网技术的迅猛发展中,前后端分离架构已然成为主流趋势,它不仅提升了开发效率,也优化了用户体验。然而,在这种架构模式下,如何实现高效的实时通信,特别是利用WebSocket协议,成为了提升用户体验的关键。本文将探讨在前后端分离架构中,使用Python进行WebSocket实时通信时的性能考量,以及与传统轮询方式的比较。
59 2
|
2月前
|
大数据 UED 开发者
实战演练:利用Python的Trie树优化搜索算法,性能飙升不是梦!
在数据密集型应用中,高效搜索算法至关重要。Trie树(前缀树/字典树)通过优化字符串处理和搜索效率成为理想选择。本文通过Python实战演示Trie树构建与应用,显著提升搜索性能。Trie树利用公共前缀减少查询时间,支持快速插入、删除和搜索。以下为简单示例代码,展示如何构建及使用Trie树进行搜索与前缀匹配,适用于自动补全、拼写检查等场景,助力提升应用性能与用户体验。
50 2
|
2月前
|
数据库 开发者 Python
实战指南:用Python协程与异步函数优化高性能Web应用
在快速发展的Web开发领域,高性能与高效响应是衡量应用质量的重要标准。随着Python在Web开发中的广泛应用,如何利用Python的协程(Coroutine)与异步函数(Async Functions)特性来优化Web应用的性能,成为了许多开发者关注的焦点。本文将从实战角度出发,通过具体案例展示如何运用这些技术来提升Web应用的响应速度和吞吐量。
25 1