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Python读取大文件的"坑“与内存占用检测

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  • 2019-08-20
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简介python读写文件的api都很简单,一不留神就容易踩”坑“。笔者记录一次踩坑历程,并且给了一些总结,希望到大家在使用python的过程之中,能够避免一些可能产生隐患的代码。1.rea

python读写文件的api都很简单,一不留神就容易踩”“。笔者记录一次踩坑历程,并且给了一些总结,希望到大家在使用python的过程之中,能够避免一些可能产生隐患的代码。

1.read()与readlines():

随手搜索python读写文件的教程,很经常看到read()与readlines()这对函数。所以我们会常常看到如下代码:

with open(file_path, "rb") as f: sha1Obj.update(f.read())

or

with open(file_path, "rb") as f: for line in f.readlines(): print(line)

这对方法在读取小文件时确实不会产生什么异常,但是一旦读取大文件,很容易会产生MemoryError,也就是内存溢出的问题。

####Why Memory Error?我们首先来看看这两个方法:

当默认参数size=-1时,read方法会读取直到EOF,当文件大小大于可用内存时,自然会发生内存溢出的错误。

同样的,readlines会构造一个list。list而不是iter,所以所有的内容都会保存在内存之上,同样也会发生内存溢出的错误。

2.正确的用法:

在实际运行的系统之中如果写出上述代码是十分危险的,这种”坑“十分隐蔽。所以接下来我们来了解一下正确用,正确的用法也很简单,依照API之中对函数的描述来进行对应的编码就OK了:

如果是二进制文件推荐用如下这种写法,可以自己指定缓冲区有多少byte。显然缓冲区越大,读取速度越快。

with open(file_path, "rb") as f: while True: buf = f.read(1024) if buf: sha1Obj.update(buf) else: break

而如果是文本文件,则可以用readline方法或直接迭代文件(python这里封装了一个语法糖,二者的内生逻辑一致,不过显然迭代文件的写法更pythonic )每次读取一行,效率是比较低的。笔者简单测试了一下,在3G文件之下,大概性能和前者差了20%.

with open(file_path, "rb") as f: while True: line = f.readline() if buf: print(line) else: breakwith open(file_path, "rb") as f: for line in f: print(line)

3.内存检测工具的介绍:

对于python代码的内存占用问题,对于代码进行内存监控十分必要。这里笔者这里推荐两个小工具来检测python代码的内存占用。

####memory_profiler首先先用pip安装memory_profiler

pip install memory_profiler

memory_profiler是利用python的装饰器工作的,所以我们需要在进行测试的函数上添加装饰器。

from hashlib import sha1import sys@profiledef my_func(): sha1Obj = sha1() with open(sys.argv[1], "rb") as f: while True: buf = f.read(10 * 1024 * 1024) if buf: sha1Obj.update(buf) else: break print(sha1Obj.hexdigest())if __name__ == "__main__": my_func()

之后在运行代码时加上** -m memory_profiler**就可以了解函数每一步代码的内存占用了

guppy

依样画葫芦,仍然是通过pip先安装guppy

pip install guppy

之后可以在代码之中利用guppy直接打印出对应各种python类型(list、tuple、dict等)分别创建了多少对象,占用了多少内存。

from guppy import hpyimport sysdef my_func(): mem = hpy() with open(sys.argv[1], "rb") as f: while True: buf = f.read(10 * 1024 * 1024) if buf: print(mem.heap()) else: break

如下图所示,可以看到打印出对应的内存占用数据:

通过上述两种工具guppy与memory_profiler可以很好地来监控python代码运行时的内存占用问题。

4.小结:

python是一门崇尚简洁的语言,但是正是因为它的简洁反而更多了许多需要仔细推敲和思考的细节。希望大家在日常工作与学习之中也能多对一些细节进行总结,少踩一些不必要的“坑”。

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