使用cProfile分析Python程式效能

cprofile：基於lsprof的用c語言實現的擴充套件應用，執行開銷比較合理，適合分析執行時間較長的程式，推薦使用這個模組；

profile：純python實現的效能分析模組，介面和cprofile一致。但在分析程式時增加了很大的執行開銷。不過，如果你想擴充套件profiler的功能，可以通過繼承這個模組實現；

使用cprofile進行效能分析，你可以在python指令碼中實現，也可以使用命令列執行：

import cprofile

# 直接把分析結果列印到控制台

cprofile.run("test()")

# 把分析結果儲存到檔案中

cprofile.run("test()", filename="result.out")

# 增加排序方式

cprofile.run("test()", filename="result.out", sort="cumulative")

使用命令列執行的方法基本一致，bash**如下:

# 直接把分析結果列印到控制台 python -m cprofile test.py # 把分析結果儲存到檔案中 python -m cprofile -o result.out test.py # 增加排序方式 python -m cprofile -o result.out -s cumulative test.py

使用cprofile分析的結果可以輸出到指定的檔案中，但是檔案內容是以二進位制的方式儲存的，用文字編輯器開啟時亂碼。所以，python提供了乙個pstats模組，用來分析cprofile輸出的檔案內容。

import pstats
# 建立stats物件
p = pstats.stats("result.out")
# strip_dirs(): 去掉無關的路徑資訊
# sort_stats(): 排序，支援的方式和上述的一致
# print_stats(): 列印分析結果，可以指定列印前幾行
# 和直接執行cprofile.run("test()")的結果是一樣的
p.strip_dirs().sort_stats(-1).print_stats()
# 按照函式名排序，只列印前3行函式的資訊, 引數還可為小數,表示前百分之幾的函式資訊 
p.strip_dirs().sort_stats("name").print_stats(3)
# 按照執行時間和函式名進行排序
p.strip_dirs().sort_stats("cumulative", "name").print_stats(0.5)
# 如果想知道有哪些函式呼叫了sum_num
p.print_callers(0.5, "sum_num")
# 檢視test()函式中呼叫了哪些函式
p.print_callees("test")

結果類似：

8
function calls in 0.042 seconds
ordered by: cumulative time
ncalls
tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
10.000
0.000
0.042
0.042
test.py:5
()10.002
0.002
0.042
0.042
test.py:12
(test)
20.035
0.018
0.039
0.020
test.py:5
(sum_num)
30.004
0.001
0.004
0.001 
10.000
0.000
0.000
0.000

其中，輸出每列的具體解釋如下：

ncalls：表示函式呼叫的次數； tottime：表示指定函式的總的執行時間，除掉函式中呼叫子函式的執行時間； percall：（第乙個percall）等於 tottime/ncalls； cumtime：表示該函式及其所有子函式的呼叫執行的時間，即函式開始呼叫到返回的時間； percall：（第二個percall）即函式執行一次的平均時間，等於 cumtime/ncalls； filename:lineno(function)：每個函式呼叫的具體資訊；

另外，上面分析的時候，排序方式使用的是函式呼叫時間(cumulative)，除了這個還有一些其他允許的排序方式：calls, cumulative, file, line, module, name, nfl, pcalls, stdname, time等。

對於一些比較大的應用程式，如果能夠將效能分析的結果以圖形的方式呈現，將會非常實用和直觀，常見的視覺化工具有gprof2dot，visualpytune，kcachegrind等，這裡介紹一下gprof2dot的用法。

使用之前，你需要安裝graphviz：

sudo apt-get install graphviz

python gprof2dot.py -f pstats result.out | dot -tpng -o result.png

結果如下：

參考文獻：

python 效能分析入門指南

檢測python程式執行效率及記憶體和cpu使用的7種方法

python **效能優化技巧

關於python profilers效能分析器

the python profilers

使用cProfile分析Python程式效能

高效程式設計之 cProfile 效能分析

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