python性能分析之line_profiler模块

line_profiler使用装饰器(@profile)标记需要调试的函数.用kernprof.py脚本运行代码,被选函数每一行花费的cpu时间以及其他信息就会被记录下来。

安装

pip3 install Cpython
pip3 install Cython git+https://github.com/rkern/line_profiler.git

代码演示

loopdemo.py 100以内哪两个数相加等于100.

首先是没有优化过的双层循环的嵌套

@profile
def foo():
    task = []

    for a in range(0, 101):
        for b in range(0, 101):
            if a + b == 100:
                task.append((a, b))
    return task

@profile
def run():
    for item in foo():
        pass

if __name__ == '__main__':
    run()

运行下面的命令

kernprof -l -v loopdemo.py

-l表示逐行分析,-v用于输出。同时会输出一个文件:juliademo.py.lprof，后期可以对.lprof文件进行分析

输出结果

Wrote profile results to loopdemo.py.lprof
Timer unit: 1e-06 s

Total time: 0.009856 s
File: loopdemo.py
Function: foo at line 1

Line #      Hits         Time  Per Hit   % Time  Line Contents
==============================================================
     1                                           @profile
     2                                           def foo():
     3         1          1.0      1.0      0.0      task = []
     4
     5       102         47.0      0.5      0.5      for a in range(0, 101):
     6     10302       4741.0      0.5     48.1          for b in range(0, 101):
     7     10201       4975.0      0.5     50.5              if a + b == 100:
     8       101         91.0      0.9      0.9                  task.append((a, b))
     9         1          1.0      1.0      0.0      return task

Total time: 0.017778 s
File: loopdemo.py
Function: run at line 12

Line #      Hits         Time  Per Hit   % Time  Line Contents
==============================================================
    12                                           @profile
    13                                           def run():
    14       102      17747.0    174.0     99.8      for item in foo():
    15       101         31.0      0.3      0.2          pass

引入kernprof.py会额外的增加是时间，但是为了检测代码每一行发生了什么，这个影响没什么，实际代码运行的时候是不带@profile装饰器的只有需要line_profiler进行逐行分析的时候才需要加。

总用时Total time: 0.017778 s

Hits是调用次数。

%Time 列告诉我们哪行代码占了它所在函数的消耗的时间百分比，可以看出在foo函数中最消耗时间的是判断a+b==100,占用了50.5%的时间。

然后我对循环部分做下面的优化其他地方不变。

    for a in range(0, 101):
        b = 100 - a
        task.append((a, b))
    return task

得到下面的结果

Wrote profile results to loopdemo.py.lprof
Timer unit: 1e-06 s

Total time: 0.000126 s
File: loopdemo.py
Function: foo at line 1

Line #      Hits         Time  Per Hit   % Time  Line Contents
==============================================================
     1                                           @profile
     2                                           def foo():
     3         1          1.0      1.0      0.8      task = []
     4
     5       102         33.0      0.3     26.2      for a in range(0, 101):
     6       101         47.0      0.5     37.3          b = 100 - a
     7       101         45.0      0.4     35.7          task.append((a, b))
     8         1          0.0      0.0      0.0      return task

Total time: 0.000282 s
File: loopdemo.py
Function: run at line 11

Line #      Hits         Time  Per Hit   % Time  Line Contents
==============================================================
    11                                           @profile
    12                                           def run():
    13       102        256.0      2.5     90.8      for item in foo():
    14       101         26.0      0.3      9.2          pass

可以发现总用时，循环体里代码的调用次数减少了