Python性能分析与优化

Python性能分析与优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:Fernando Doglio
出品人:
页数:178
译者:陶俊杰
出版时间:2016-6-1
价格:45.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115424228
丛书系列:图灵程序设计丛书·Python系列
图书标签:
  • Python
  • 性能优化
  • 编程
  • 计算机
  • 性能
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  • 性能调优
  • 代码优化
  • 开发
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具体描述

全面掌握Python代码性能分析和优化方法,消除性能瓶颈,迅速改善程序性能!

对于Python程序员来说,仅仅知道如何写代码是不够的,还要能够充分利用关键代码的处理能力。本书将讨论如何对Python代码进行性能分析,找出性能瓶颈,并通过不同的性能优化技术消除瓶颈。

本书从基本的概念开始,循序渐进地介绍高级的优化主题。首先介绍了Python的主流性能分析器,以及用于帮助理解性能分析结果的可视化工具。然后介绍了通用的性能优化方法和专门针对Python的性能优化方法,带你浏览该语言的主要结构,让你只需做一点改变,即可迅速改善代码的性能。最后介绍了一些专门用于数据处理的程序库,教你如何正确地使用它们以获得最佳性能。

如果你是一名Python开发者,想优化Python代码的性能,或是想进一步提升编程能力,那么本书非常适合你阅读。

通过阅读本书,你将能够:

- 掌握逐步优化代码的方法,学会使用不同的性能分析工具

- 理解性能分析器的概念,学会如何观察输出结果

- 利用性能分析工具解释可视化的性能输出结果,改善脚本的性能

- 用Cython快速创建Python与C语言混合的应用程序

- 利用PyPy改善Python代码的性能

- 通过Numba、Parakeet和pandas优化数据处理代码

《Python性能剖析与调优实战:告别低效,释放代码潜能》 在快速迭代的软件开发环境中,程序的性能往往是决定用户体验、资源消耗乃至于项目成败的关键因素。特别是在数据科学、人工智能、Web服务等对效率要求极高的领域,一次低效的算法或糟糕的代码实现,可能导致数小时的等待、高昂的服务器费用,甚至错过宝贵的市场机遇。本书旨在为广大Python开发者提供一套系统、实用的性能分析与优化解决方案,帮助您深入理解Python程序的运行机制,精准定位性能瓶颈,并运用多样化的调优策略,将您的代码效能提升至新的高度。 本书并非一本枯燥的技术手册,而是结合了大量的实际案例与生动图示,将抽象的性能概念具象化。我们将从Python解释器的内部工作原理入手,揭示GIL(全局解释器锁)的运作机制及其对并发的影响,理解不同数据结构在内存占用与访问速度上的差异,以及垃圾回收机制的运作流程。只有理解了“为什么”会慢,我们才能更有效地找到“怎么”优化。 核心内容概览: 第一部分:性能的基石——理解Python的运行机制 Python解释器探秘: 深入剖析CPython字节码的生成与执行过程,理解对象模型、引用计数与垃圾回收的微妙之处。我们将通过实例展示,理解这些底层机制如何影响代码的执行效率。 GIL的真相与误解: 详细解析全局解释器锁(GIL)的作用,它如何限制多线程在CPU密集型任务上的并行能力,以及在I/O密集型场景下GIL的实际影响。我们将提供清晰的指导,帮助您判断何时GIL是性能瓶颈,以及如何规避其负面影响。 内存管理与对象生命周期: 探讨Python对象的内存分配、引用计数机制,以及分代垃圾回收的工作原理。理解内存是如何被管理和释放的,是避免内存泄漏和降低内存占用的前提。 第二部分:精准定位——高效的性能分析工具箱 内置性能分析利器: 掌握`timeit`模块进行代码片段的微基准测试,利用`cProfile`和`profile`模块进行函数级别的性能剖析,找出最耗时的函数调用。我们将演示如何解读剖析结果,直观地发现性能“热点”。 第三方剖析工具的威力: 介绍和演示`line_profiler`和`memory_profiler`等强大的第三方工具,实现逐行代码的CPU和内存使用情况分析,提供比标准工具更细致的性能洞察。 可视化分析: 学习使用`snakeviz`等工具将剖析结果可视化,将复杂的性能数据转化为易于理解的图表,快速定位瓶颈所在。 I/O与网络性能分析: 针对Web开发和网络通信场景,介绍如何使用`requests.Session`的性能特性,以及网络抓包工具(如Wireshark)进行请求响应时间、数据传输效率的分析。 第三部分:实战调优——策略与技巧 算法与数据结构的优化: 强调选择合适的算法(如排序、查找)和数据结构(如列表、字典、集合、deque)对性能的决定性影响。我们将通过对比分析,展示不同选择带来的巨大差异。 NumPy与Pandas的向量化操作: 深入讲解NumPy的向量化计算和Pandas的数据处理能力,如何通过批量操作替代低效的循环,实现数量级的性能飞跃。 JIT编译器的应用: 介绍`Numba`和`Cython`等即时编译器(JIT)和静态编译器,如何将Python代码“翻译”成更接近机器码的执行效率,特别适用于科学计算和数值密集型任务。 并发与并行编程: 区分并发与并行,详细讲解`threading`、`multiprocessing`和`asyncio`模块的适用场景和使用技巧。我们将重点演示如何利用多进程或异步IO来突破GIL的限制,提升吞吐量。 缓存策略的应用: 探讨使用`functools.lru_cache`等装饰器进行函数结果缓存,以及设计更复杂的缓存系统,减少重复计算,加速数据检索。 数据库与外部服务优化: 针对数据库交互,介绍ORM的最佳实践、SQL优化、索引设计,以及与外部API交互时的请求合并、批量处理等策略。 代码重构与设计模式: 从代码结构层面出发,介绍如何通过解耦、模块化、消除冗余来提升代码的可维护性和潜在的性能。 谁适合阅读本书? Python初学者: 了解Python性能的基本概念,避免早期养成低效编码习惯。 中级Python开发者: 希望深入理解Python运行机制,掌握实用的性能分析工具,解决实际项目中的性能瓶颈。 数据科学家与机器学习工程师: 需要处理大规模数据集,优化模型训练和推理速度,提升数据分析效率。 Web后端开发者: 关注API响应时间、高并发处理能力,优化Web应用的整体性能。 任何希望编写更高效、更健壮Python代码的开发者。 本书将理论与实践紧密结合,通过丰富的代码示例、可运行的演示以及常见的性能陷阱分析,帮助读者建立起一套完整的性能思维体系。掌握本书内容,您将不再为代码运行缓慢而烦恼,而是能够自信地驾驭Python,释放其强大的计算潜能,构建出高性能、高效率的应用程序。

作者简介

Fernando Doglio

Globant公司软件架构师。过去十年一直从事Web开发工作,期间使用了大多数最前沿的技术,如PHP、Ruby on Rails、MySQL、Python、Node.js、AngularJS、REST API等。Fernando喜欢钻研新事物,他的GitHub账户每个月也会因此获得回购。他还是开源拥护者,并通过网站lookingforpullrequests.com来获得人们的支持。Fernando另著有Pro REST API Development with Node.js。他的Twitter账号是@deleteman123。

目录信息

版权声明 阅读
译者序 阅读
前言 阅读
致谢 阅读
第 1 章 性能分析基础 阅读
第 2 章 性能分析器
第 3 章 可视化——利用GUI理解性能分析数据
第 4 章 优化每一个细节
第 5 章 多线程与多进程
第 6 章 常用的优化方法
第 7 章 用Numba、Parakeet和pandas实现极速数据处理
第 8 章 付诸实践
· · · · · · (收起)

读后感

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Measure, optimize, and improve the performance of your Python code with this easy-to-follow guide About This Book Master the do's and don'ts of Python performance programmingLearn how to use exiting new tools that will help you improve your scriptsA step-by...

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如果你没有见过自己写的代码的运行时间图,如果你没有听说过函数缓存这个名词,那么你可以看看这本书。 从买书到大概看完这本书我就花了4天,可以说内容是非常简单的——不过内容简单不代表没有意义。作为一个新手,我从这本书里学到了—— 1.一定要先看可视化的运行时间图,找...  

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如果你没有见过自己写的代码的运行时间图,如果你没有听说过函数缓存这个名词,那么你可以看看这本书。 从买书到大概看完这本书我就花了4天,可以说内容是非常简单的——不过内容简单不代表没有意义。作为一个新手,我从这本书里学到了—— 1.一定要先看可视化的运行时间图,找...  

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用户评价

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这本书的名字叫《Python性能分析与优化》,这几天我终于把它啃下来了。坦白说,一开始我抱着一种“看看能否找到点提高我日常写Python脚本效率的捷径”的心态去翻阅的,毕竟谁不想让自己的代码跑得更快一些呢?但读完之后,我发现这本书的价值远超我的预期。它不像市面上很多“技巧集合”类的书籍,上来就抛给你一堆速成的方法,而是从最根本的原理出发,深入浅出地讲解了Python的运行机制,比如GIL(全局解释器锁)的由来和影响,以及对象是如何在内存中存储和管理的。我以前一直觉得GIL是个“诅咒”,但这本书通过图示和生动的比喻,让我理解了它存在的必要性以及在多线程并发场景下的实际影响。更重要的是,它教会了我如何“看懂”程序的性能瓶颈,而不是凭感觉去猜测。书中详细介绍了各种剖析工具的使用,比如cProfile、line_profiler,以及如何解读它们的输出结果。我尝试用这些工具分析了自己一个处理大量数据读取和写入的脚本,结果发现某个看似不起眼的循环竟然占用了绝大部分的执行时间,这完全是我之前没有想到的。这本书不仅仅是关于“优化”,更是关于“理解”,理解Python的底层逻辑,才能做出真正有效的优化决策。

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作为一名资深的Python开发者,我一直在寻找能够帮助我系统化提升代码性能的书籍。《Python性能分析与优化》这本书恰好满足了我的需求。它不仅仅是关于优化“技巧”,更提供了一套严谨的“思维框架”。书中从Python的执行模型入手,详细阐述了GIL、对象创建、内存分配等基础概念,并且清晰地解释了这些概念如何影响程序的实际运行速度。我特别欣赏书中对于各种剖析工具的详尽介绍,比如`cProfile`、`line_profiler`、`memory_profiler`以及`autopep8`。作者通过丰富的实例,演示了如何利用这些工具来定位代码中的性能瓶颈,并且如何根据剖析结果来制定有效的优化策略。我曾经在一个项目中遇到了难以解决的性能问题,用了这本书的方法进行剖析后,竟然在一个意想不到的地方找到了问题的根源,并且通过书中提供的优化建议,成功将程序的响应时间缩短了近一半。这本书让我意识到,性能优化并非一蹴而就,而是需要科学的分析和持续的迭代,它为我提供了坚实的基础和强大的工具。

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这本书《Python性能分析与优化》是我最近在工作中使用Python进行大规模数据处理时,主动寻求提升效率而找到的。我以前在处理一些数据量庞大的任务时,经常会遇到程序运行缓慢的问题,但往往只能凭经验去调整一些显而易见的“慢”点,效果并不显著。这本书则给了我一套科学的方法论。它从Python语言的特性出发,深入分析了GIL对并发性能的影响,以及如何通过多进程、异步IO等方式来规避或绕过这些限制。更令我印象深刻的是,书中详细讲解了如何利用各种剖析工具,例如`line_profiler`来精确到每一行代码的执行时间,以及`memory_profiler`来监测内存使用情况。我以前总是对内存占用感到模糊,读了这本书之后,才明白如何去识别内存泄露和不必要的内存开销。书中的例子非常贴合实际工作场景,作者还分享了他在实际项目中遇到的各种性能问题及其解决方案,这让我觉得非常接地气,并且学到的知识能够立刻应用到我的工作代码中。我现在写代码时,会更加注重数据结构的选取和算法的效率,并且会主动去剖析代码,而不是等到程序运行出问题才去补救。

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我最近购入了一本名为《Python性能分析与优化》的书,初衷是希望能够提升我参与的一些数据科学项目中的代码运行效率。说实话,在阅读之前,我对性能优化的理解仅停留在一些零散的知识点,比如“用列表推导式比for循环快”、“numpy比纯Python数组快”等等。但这本书的内容,可以说为我打开了一个全新的视角。它不是简单地罗列优化技巧,而是从Python解释器的工作原理入手,详细阐述了内存管理、垃圾回收机制,以及各种数据结构在不同操作下的时间复杂度。作者用非常严谨但又不失趣味的方式,解释了为什么某些操作会比其他操作慢,并且提供了非常具体、可操作的分析方法。我尤其喜欢书中关于CPU和内存剖析的部分,它指导我如何使用像`perf`这样的底层工具,并结合Python自带的`cProfile`和`memory_profiler`,来定位代码中的性能热点。通过书中提供的案例,我学会了如何系统地分析一个应用程序的性能瓶颈,并且能够根据分析结果,有针对性地选择合适的优化策略。例如,书中对于如何优化I/O密集型操作和CPU密集型操作给出了不同的建议,这让我意识到性能优化并非“一招鲜”,而是需要根据具体场景来灵活运用。

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我一直对Python的底层运作机制很感兴趣,尤其是在性能方面。当我在书店看到《Python性能分析与优化》这本书时,就被它的书名吸引了。这本书的内容非常扎实,它不是那种泛泛而谈的技巧堆砌,而是深入到Python的解释器层面,讲解了对象模型、引用计数、垃圾回收等核心概念。我通过这本书,第一次真正理解了Python的动态类型和鸭子类型是如何影响性能的,也明白了为什么有时候看似简单的代码,在大量运行时会变得非常缓慢。书中对于CPU剖析和内存剖析的讲解尤其精彩,作者详细介绍了各种剖析工具的使用方法,并且提供了大量详细的图表和代码示例,帮助读者理解剖析结果的含义。我尝试用书中学到的方法分析了我正在开发的一个Web应用后端,结果发现一个数据库查询函数占用了相当大的CPU时间,通过剖析,我找到了优化该函数查询语句和数据访问模式的方法,效果显著。这本书对于想要深入理解Python、提升代码运行效率的开发者来说,绝对是一本不可多得的宝典。

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讲到蛮务实的,一定程度上挽回了线程在我心里的形象...

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过早优化是罪恶之源(看的太早也是一样)

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很好的python性能优化书,从cprofile模块到pypy有着全面的优化方案。

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