容量越大越不壞？24萬塊硬盤故障率報告公布 這些產(chǎn)品零故障
8月5日消息，云存儲服務(wù)商Backblaze發(fā)布了最新的硬盤故障率報告，年故障率有所上升。Backblaze發(fā)布的硬盤季度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其中包括故障率等重要方面。這些結(jié)
當(dāng)項目變得越來越大時，有效地管理計算資源是一個不可避免的需求。Python與C或c++等低級語言相比，似乎不夠節(jié)省內(nèi)存。
但是其實有許多方法可以顯著優(yōu)化Python程序的內(nèi)存使用，這些方法可能在實際應(yīng)用中并沒有人注意，所以本文將重點介紹Python的內(nèi)置機制，掌握它們將大大提高Python編程技能。
首先在進行內(nèi)存優(yōu)化之前，我們首先要查看內(nèi)存的使用情況
有幾種方法可以在Python中獲取對象的大小。可以使用sys.getsizeof()來獲取對象的確切大小，使用objgraph.show_refs()來可視化對象的結(jié)構(gòu)，或者使用psutil.Process().memory_info()。RSS獲取當(dāng)前分配的所有內(nèi)存。
>>> import numpy as np >>> import sys >>> import objgraph >>> import psutil >>> import pandas as pd >>> ob = np.ones((1024, 1024, 1024, 3), dtype=np.uint8) ### Check object 'ob' size >>> sys.getsizeof(ob) / (1024 * 1024) 3072.0001373291016 ### Check current memory usage of whole process (include ob and installed packages, ...) >>> psutil.Process().memory_info().rss / (1024 * 1024) 3234.19140625 ### Check structure of 'ob' (Useful for class object) >>> objgraph.show_refs([ob], filename='sample-graph.png') ### Check memory for pandas.DataFrame >>> from sklearn.datasets import load_boston >>> data = load_boston() >>> data = pd.DataFrame(data['data']) >>> print(data.info(verbose=False, memory_usage='deep')) <class 'pandas.core.frame.DataFrame'> RangeIndex: 506 entries, 0 to 505 Columns: 13 entries, 0 to 12 dtypes: float64(13) memory usage: 51.5 KB ### Check memory for pandas.Series >>> data[0].memory_usage(deep=True) # deep=True to include all the memory used by underlying parts that construct the pd.Series 4176這樣我們才能根據(jù)對象的內(nèi)存占用來查看實際的優(yōu)化結(jié)果
Python作為一種動態(tài)類型語言，在面向?qū)ο蠓矫婢哂懈蟮撵`活性。在運行時可以向Python類添加額外屬性和方法的能力。
例如，下面的代碼定義了一個名為Author的類。最初它有兩個屬性name和age。但是我們以后可以很容易地添加一個額外的job:
class Author: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age me = Author('Yang Zhou', 30) me.job = 'Software Engineer' print(me.job) # Software Engineer但是這種靈活性在底層浪費了更多內(nèi)存。
因為Python中每個類的實例都維護一個特殊的字典(__dict__)來存儲實例變量。因為字典的底層基于哈希表的實現(xiàn)所以消耗了大量的內(nèi)存。
在大多數(shù)情況下，我們不需要在運行時更改實例的變量或方法，并且__dict__不會（也不應(yīng)該）在類定義后更改。所以Python為此提供了一個屬性:__slots__。
它通過指定類的所有有效屬性的名稱來作為白名單:
class Author: __slots__ = ('name', 'age') def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age me = Author('Yang Zhou', 30) me.job = 'Software Engineer' print(me.job) # AttributeError: 'Author' object has no attribute 'job'白名單只定義了兩個有效的屬性name和age。由于屬性是固定的，Python不需要為它維護字典,只為__slots__中定義的屬性分配必要的內(nèi)存空間。
下面我們做一個簡單的比較：
import sys class Author: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age class AuthorWithSlots: __slots__ = ['name', 'age'] def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age # Creating instances me = Author('Yang', 30) me_with_slots = AuthorWithSlots('Yang', 30) # Comparing memory usage memory_without_slots = sys.getsizeof(me) + sys.getsizeof(me.__dict__) memory_with_slots = sys.getsizeof(me_with_slots) # __slots__ classes don't have __dict__ print(memory_without_slots, memory_with_slots) # 152 48 print(me.__dict__) # {'name': 'Yang', 'age': 30} print(me_with_slots.__dict__) # AttributeError: 'AuthorWithSlots' object has no attribute '__dict__'可以看到 152 和 48 明顯節(jié)省了內(nèi)存。
生成器是Python中列表的惰性求值版本。每當(dāng)調(diào)用next()方法時生成一個項，而不是一次計算所有項。所以它們在處理大型數(shù)據(jù)集時非常節(jié)省內(nèi)存。
def number_generator(): for i in range(100): yield i numbers = number_generator() print(numbers) # <generator object number_generator at 0x104a57e40> print(next(numbers)) # 0 print(next(numbers)) # 1上面的代碼顯示了一個編寫和使用生成器的基本示例。關(guān)鍵字yield是生成器定義的核心。應(yīng)用它意味著只有在調(diào)用next()方法時才會產(chǎn)生項i。
讓我們比較一個生成器和一個列表，看看哪個更節(jié)省內(nèi)存:
mport sys numbers = [] for i in range(100): numbers.append(i) def number_generator(): for i in range(100): yield i numbers_generator = number_generator() print(sys.getsizeof(numbers_generator)) # 112 print(sys.getsizeof(numbers)) # 920可以看到使用生成器可以顯著節(jié)省內(nèi)存使用。如果我們將列表推導(dǎo)式的方括號轉(zhuǎn)換成圓括號，它將成為生成器表達式。這是在Python中定義生成器的更簡單的方法:
import sys numbers = [i for i in range(100)] numbers_generator = (i for i in range(100)) print(sys.getsizeof(numbers_generator)) # 112 print(sys.getsizeof(numbers)) # 920內(nèi)存映射文件I/O，簡稱“mmap”，是一種操作系統(tǒng)級優(yōu)化。
簡單地說，當(dāng)使用mmap技術(shù)對文件進行內(nèi)存映射時，它直接在當(dāng)前進程的虛擬內(nèi)存空間中創(chuàng)建文件的映射，而不是將整個文件加載到內(nèi)存中，這節(jié)省了大量內(nèi)存。
Python已經(jīng)提供了用于使用此技術(shù)的內(nèi)置模塊，因此我們可以輕松地利用它，而無需考慮操作系統(tǒng)級別的實現(xiàn)。
以下是如何在Python中使用mmap進行文件處理:
import mmap with open('test.txt', "r+b") as f: # memory-map the file, size 0 means whole file with mmap.mmap(f.fileno(), 0) as mm: # read content via standard file methods print(mm.read()) # read content via slice notation snippet = mm[0:10] print(snippet.decode('utf-8'))Python使內(nèi)存映射文件I/O技術(shù)的使用變得方便。我們所需要做的只是應(yīng)用mmap.mmap()方法，然后使用標(biāo)準(zhǔn)文件方法甚至切片符號處理打開的對象。
開發(fā)人員應(yīng)仔細(xì)而精確地選擇數(shù)據(jù)類型。因為在某些情況下，使用一種數(shù)據(jù)類型比使用另一種數(shù)據(jù)類型更節(jié)省內(nèi)存。
元組是不可變的(在創(chuàng)建后不能更改)，它允許Python在內(nèi)存分配方面進行優(yōu)化。列表是可變的，因此需要額外的空間來容納潛在的修改。
import sys my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5) my_list = [1, 2, 3, 4, 5] print(sys.getsizeof(my_tuple)) # 80 print(sys.getsizeof(my_list)) # 120元組my_tuple比列表使用更少的內(nèi)存，如果創(chuàng)建后不需要更改數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該選擇元組而不是列表。
Python中的數(shù)組要求元素具有相同的數(shù)據(jù)類型(例如，所有整數(shù)或所有浮點數(shù))，但列表可以存儲不同類型的對象，這不可避免地需要更多的內(nèi)存。如果列表的元素都是相同類型，使用數(shù)組會更節(jié)省內(nèi)存:
import sys import array my_list = [i for i in range(1000)] my_array = array.array('i', [i for i in range(1000)]) print(sys.getsizeof(my_list)) # 8856 print(sys.getsizeof(my_array)) # 4064另外：Python是數(shù)據(jù)科學(xué)的主導(dǎo)語言。有許多強大的第三方模塊和工具提供更多的數(shù)據(jù)類型，如NumPy和Pandas。如果我們只需要一個簡單的一維數(shù)字?jǐn)?shù)組，而不需要NumPy提供的廣泛功能，那么Python的內(nèi)置數(shù)組是一個不錯的選擇。但當(dāng)涉及到復(fù)雜的矩陣操作時，使用NumPy提供的數(shù)組是所有數(shù)據(jù)科學(xué)家的首選，也可能是最佳選擇。
看看下面的代碼：
>>> a = 'Y'*4096 >>> b = 'Y'*4096 >>> a is b True >>> c = 'Y'*4097 >>> d = 'Y'*4097 >>> c is d False為什么a是b是真，而c是d是假呢?
這在Python中被稱作字符串駐留（string interning）.如果有幾個值相同的小字符串，它們將被Python隱式地存儲并在內(nèi)存中并引用相同的對象。定義小字符串閾值數(shù)字是4096。
由于c和d的長度為4097，因此它們是內(nèi)存中的兩個對象而不是一個對象，不再隱式駐留字符串。所以當(dāng)執(zhí)行c = d時，我們得到一個False。
駐留是一種優(yōu)化內(nèi)存使用的強大技術(shù)。如果我們想要顯式地使用它可以使用sys.intern()方法:
>>> import sys >>> c = sys.intern('Y'*4097) >>> d = sys.intern('Y'*4097) >>> c is d True本文鏈接：http://m.www897cc.com/showinfo-26-62787-0.html提高代碼效率的六個Python內(nèi)存優(yōu)化技巧
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容旨在傳播知識，若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com
Copyright ? 2016-2023 天津谷騏科技有限公司 版權(quán)所有 sitemap.xml
違法及侵權(quán)請聯(lián)系：2376512515@qq.com 津ICP備18001702號
津公網(wǎng)安備 12010102000574號