1. 前言

Hello 各位小伙伴你们好,我们都知道 Python 是一个生产力很高的语言,本人也非常喜欢 Python,经常使用 Python 以最高的效率完成最多的事,但是 Python 的性能,是我们一直诟病的一个问题,尤其是一个大锁 GIL,有时候想想简直像吃了苍蝇一样有点难受。

当然了,现在我们大部分程序都是( IO )网络密集型程序,Python 足以胜任,但是如果说我们已经存在的项目或者想要开发的项目中,存在有计算密集型的程序场景,我们该怎么办呢?

可能有的小伙伴听说过 Python + C\C++,用 C\C++ 重写 Python 计算密集的地方,来提高性能

当然, 这是一种很好的解决办法,但是我们知道 C\C++ 是有一些学习成本,有没有再更好的解决方案呢?

2. 调用 Golang

后来有幸接触到了 Golang,使用了一端时间小编就在想,Python 要是能调用 Go 代码就好了,实在是不想学习 C\C++,毕竟 C\C++ 的指针和自己释放内存还是比较有门槛的,Go 就很方便了,垃圾自动回收,省的内存泄漏还有天生高并发等优势

经过不断的查阅了一些资料,踩了一些坑,功夫不负有心人,终于找到了合适的办法,在此分享给大家。

目前最广泛的 Python 解释器是 CPython,Python 正好留出来有可以调用 C\C++ 代码的模块,Go 经过一些方法,也是可以编译成类似 Python 可调用的 C\C++ 的文件

3. 测试环境

系统:windows

Python解释器:Python 3.7.6(64位)

Go编译器:Go 1.14(64位)

4. 性能对比

为了更好的体现出来优化之后的效果,我们大概对比一下两个语言在计算密集情况下的差距。

测试:分别计算一个亿(100000000)的累加模拟大量计算。

1、Python代码import time

def run(n):

sum = 0

for i in range(n):

sum += i

print(sum)

if __name__ == '__main__':

startTime = time.time()

run(100000000)

endTime = time.time()

print("耗时:", endTime - startTime)

可以看到耗时:10s 左右,如下图所示:

6be8922c3a6ec5d57d6e868ad68f7ad7.png

2、Golang 代码package main

import (

"fmt"

"time"

)

func run(n int) {

sum := 0

for i := 0; i 

sum += i

}

fmt.Println(sum)

}

func main() {

var startTime = time.Now()

run(100000000)

fmt.Println("耗时:", time.Since(startTime))

}

可以看到耗时:200ms 左右,如下图所示:

2a6c73f8962dbd5fd8160068f7c4d60e.png

3、测试结论

我们可以看到,在计算方面,Python 和 Go 是有很大的差距的,如果计算这一块能放在 Go 上就好了

5. Golang 编译为 so 库

1、Go 代码

功能:接收传入的值进行累加,并且返回最终的累加值。package main

import (

"C" //C必须导入

)

//export run

func run(n int) int{

/*

必须要export 函数名

//是注释的意思,相当于Python中的 #

我也是第一次见注释还有作用,黑人三问好???

固定写法

*/

sum := 0

for i := 0; i 

sum += i

}

fmt.Println("我是Go代码,我跑完了,我的结果是:",sum)

return sum

}

func main() {

//main函数中什么都不要写,和包名main要对应

}

2、编译为 .so 文件供 Python 调用

命令如下:go build -buildmode=c-shared -o 输出的.so文件 go源文件

例如:go build -buildmode=c-shared -o s1.so s1.go

会生成 .h 文件和 .so 文件,.so 文件供 Python 调用,如下图所示:

77a2e34a46d76056bd09de8548a5fec3.png

3、Python 调用 so 文件

将上述生成的 .so 文件复制到 Python 项目的同一级目录

8c053d808b4f8660e08e97b5fda8e906.png

4、Python 代码

依然是计算一个亿,关键部分由 Go 生成的 .so 执行from ctypes import *

import time

if __name__ == '__main__':

startTime = time.time()

s = CDLL("s1.so")  # 加载s1.so文件

result = s.run(100000000)  # 调用Go生成的.so文件里面的run函数

print("result:", result)

endTime = time.time()

print("耗时:", endTime - startTime)

可以看到耗时:0.11s左右,如下图所示

a1fddc905d70022fef4b92b4c0eaa668.png

5、为什么计算的耗时时间不一致,难道是计算错了???