虽然Python优点很多,但是有一个致命的缺点就是运行速度太慢,那么Python程序需要一些计算量比较大的模块时一般会调用c或者c++的代码来重写,但是c/c++编写代码代价太高,耗费太多的人力,开发周期太长,那么就想到来一个折中的方法是用golang语言。
虽然golang性能比不上c、c++,但是golang天生的高并发,以及编译速度超级快,而且还自带垃圾回收机制,不用开发者自己去管理内存,开发效率高。所以在Python程序遇到大计算量时,可以考虑调用go模块。接下来我们来看看如何在利用go模块写Python第三方模块,以及如何在Python中导入并调用。
下面构建一个go python 模块:
package main import "C" //指定那些函数能被外部调用 //export test func test() int{ //计算 0-100000 的和 var s int for a := 0; a <= 1000000; a++ { s += a } return s } func main(){ }
编译生成动态链接库,生成的.so文件可以被python加载并调用
但是有一个需要注意的地方:
Python是利用ctypes
来跟so模块进行交互,其中存在着一个代码的翻译过程,包括数据类型的翻译,如果需要传参获取接收返回值,需要在golang中将参数按照下表对应,定义成C语言的数据类型。
python,ctypes , c 对应类型参考 python 官方文档:https://docs.python.org/3.5/library/ctypes.html
这里列举几个常用的数据类型
ctypes type(ctypes类型) | C type(c语言类型) | Python type(python类型) |
---|---|---|
c_bool | _Bool | bool (1) |
c_char | char | 1-character bytes object |
c_wchar | wchar_t | 1-character string |
c_byte | char | int |
c_char_p | char * (NUL terminated) | 1-character bytes object |
c_wchar_p | wchar_t * (NUL terminated) | string or None |
比如创建一个带参数的go函数:
// 指定接收的参数为c类型的字符串,返回c类型字符串 //pxport addstr func addstr(a,b * C.char) *C.char{ merge := C.GoString(a) + C.GoString(b) return C.CString(merge) }
写好go代码之后重新生成动态链接库
go build -buildmode=c-shared -o hello.so src/hello.go
在python中调用带参数的go模块需要显式指定参数的类型以及返回的数据类型。argtypes指定参数类型,restype
指定返回值类型。
from ctypes import CDLL add = CDLL('./hello.so').addstr #调用go模块 # 显式声明参数和返回的期望类型 add.argtypes = [ctypes.c_char_p, ctypes.c_char_p] add.restype = ctypes.c_char_p print(add('haha','hehe')) # 无参数,则可直接调用 t = CDLL('./hello.so').test #调用go模块 print(t())
python 中调用go模块,并统计两个模块循环1百万次累加的时间,查看go跟python执行效率
# coding=utf-8 import time from ctypes import CDLL import ctypes def xu(): # python 计算累加 sum = 0 for i in range(0,1000000+1): sum += i return sum if __name__ =="__main__": add = CDLL('./hello.so').addstr #调用go模块addstr方法 # 显式声明参数和返回的期望类型 add.argtypes = [ctypes.c_char_p, ctypes.c_char_p] add.restype = ctypes.c_char_p print(add('haha','hehe')) # go 一百万次累加 start = time.time() t = CDLL('./hello.so').test #调用go模块test方法 t.restype = ctypes.c_int64 # 返回int64类型 print("go执行结果:%s"%t()) end = time.time() print("go :1000000 累加耗时 %.2f" %(end-start)) # python累加一百万次 start = time.time() print("python执行结果:%s"%xu()) end = time.time() print("python :1000000 累加耗时 %.2f" %(end-start))
单从循环一百万次来看,go的效率要高很多。
Python 号称开发速度快,而go语言在静态语言中也号称是开发开发速度最快的,go的高并发刚好可以填补Python GIL导致Python多线程不是真的多线程这一缺点。
本文主要讲解了如何使用golang写Python模块,以及在Python中如何调用go模块,主要要注意的是参数类型的转换。