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Python读取大文件的"坑“与内存占用检测

标签:内存 文件

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.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: 1 2 3 4 5 6 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。 read方法 read([size])方法从文件当前位置起读取size个字节,若无参数size,则表示读取至文件结束为止,它范围为字符串对象 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。 readlines方法 该方法每次读出一行内容,所以,读取时占用内存小,比较适合大文件,该方法返回一个字符串对象。 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。 1 2 3 4 5 6 7 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%. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 with open(file_path, 'rb') as f:     while True:         line = f.readline()         if buf:                 print(line)         else:             break with 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 1 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 from hashlib import sha1 import sys @profile def 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 1 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 from guppy import hpy import sys def 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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