7种检测Python程序运行时间、CPU和内存占用的方法

1. 使用装饰亮喊器来衡量函数执行时间

有一个简单方法，那就是定义一个装饰器来测量函数的执行时间，并输出结果：

import time

from functoolsimport wraps

import random

def fn_timer(function):

  @wraps(function)

  def function_timer(*args, **kwargs):

      t0= time.time()

      result= function(*args, **kwargs)

      t1= time.time()

      print("Total time running %s: %s seconds" %

          (function.__name__, str(t1- t0))

)

      return result

return function_timer

@fn_timer

def random_sort(n):

  return sorted([random.random() for i in range(n)])

if __name__== "__main__":

  random_sort(2000000)

输出：Total time running random_sort: 0.6598007678985596 seconds

使用方式的话，就是在要监控的函数定义上面加上 @fn_timer 就行了

或者

# 可监控程序运行时间

import time

import random

def clock(func):

    def wrapper(*args, **kwargs):

        start_time= time.time()

        result= func(*args, **kwargs)

        end_time= time.time()

        print("共耗时: %s秒" % round(end_time- start_time, 5))

        return result

return wrapper

@clock

def random_sort(n):

  return sorted([random.random() for i in range(n)])

if __name__== "__main__":

  random_sort(2000000)

输出结果：共耗时: 0.65634秒

2. 使用timeit模块

另一种方法是使用timeit模块，用来计算平均时间消耗。

执行下面的脚本可以运行该模块。

这里的timing_functions是Python脚本文件名称。

在输出的末尾，可以看到以下结果：4 loops, best of 5: 2.08 sec per loop

这表示测试了4次，平均每次测试重复5次，最好的测试结果是2.08秒。

如果不指定测试或重复次数，默认值为10次测试，每次重复5次。

3. 使用Unix系统中的time命令

然而，装饰器和timeit都是基于Python的。在外部环境测试Python时，unix time实用工具就非常有用。

运行time实用工具：

输出结果为：

Total time running random_sort: 1.3931210041 seconds

real 1.49

user 1.40

sys 0.08

第一行来自预定义的装饰器，其他三行为：

    real表示的是执行脚本的总时间

    user表示的是执行脚本消耗的CPU时间。

    sys表示陆键或的是执行内核函数消耗的时间。

注意：根据维基百科的定义，内核是一个计算机程序，用来管理软件的输入输出，并将其翻译成CPU和其他计算机中的电子设备能够执行的数据处理指令。

因此，Real执行时间和User+Sys执行时间的差就是消耗在输入/输出和系统执行其他任务时消耗的时间。

4. 使用cProfile模块

5. 使用line_profiler模块

6. 使用早伍memory_profiler模块

7. 使用guppy包

首先是获取特定进程对象，可以使用Process.GetProcesses()方法来获取系统中运行的所有进程，或者使用Process.GetCurrentProcess()方法来获取当前程序所对应的进程对象。当有了进程对象后，可以通过进程对象名称来创建PerformanceCounter类型对象，通过设定PerformanceCounter构造函数的参数实现获取特定进程的CPU和内存使用情况。

具体实例代码如下：

首先是获取本机中所有进程对象，分别输出某一时刻各个进程的.内存使用情况：

using Systemusing System.Collections.Genericusing System.Linqusing System.Textusing System.Diagnosticsusing System.Threadingnamespace CSharpPerformance{//该程序可以实时监控所有进程或者指定进程的工作集、私有工作集 class Program { static void Main(string[] args) { //新建一个Stopwatch变量用来统计程序运行时间 Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew()//获取本机运行的所有进程ID和进程名,并输出哥进程所使用的工作集和私有工作集 foreach (Process ps in Process.GetProcesses()) { PerformanceCounter pf1 = new PerformanceCounter("Process", "Working Set - Private", ps.ProcessName)PerformanceCounter pf2 = new PerformanceCounter("Process", "Working Set", ps.ProcessName)Console.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB", ps.ProcessName, "工作集(进程类)", ps.WorkingSet64 / 1024)Console.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB", ps.ProcessName, "工作集 ", pf2.NextValue() / 1024)//私有工作集 Console.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB", ps.ProcessName, "私有工作集 ", pf1.NextValue() / 1024)} watch.Stop()Console.WriteLine(watch.Elapsed)Console.ReadLine()} }}

其中，工作集ps.WorkingSet64是静态的，pf2.NextValue()是动态变化的，工作运嫌型集包含进程运行时者郑其独占的内存和与其他进程共享的内存的和，而私有工作集是只包含进程独占的内存。

下面一组代码可以动态显示本程序所旁猜对应的进程的CPU和内存使用率的变化：

首先是SystemInfo.cs类：

using Systemusing System.Collections.Genericusing System.Diagnosticsusing System.Threadingusing System.IOusing System.Textusing System.Managementusing System.Runtime.InteropServicesnamespace CSharpPerformance{ public class SystemInfo { private int m_ProcessorCount = 0//CPU个数 private PerformanceCounter pcCpuLoad//CPU计数器 private long m_PhysicalMemory = 0//物理内存 private const int GW_HWNDFIRST = 0private const int GW_HWNDNEXT = 2private const int GWL_STYLE = (-16)private const int WS_VISIBLE = 268435456private const int WS_BORDER = 8388608#region AIP声明 [DllImport("IpHlpApi.dll")] extern static public uint GetIfTable(byte[] pIfTable, ref uint pdwSize, bool bOrder)[DllImport("User32")] private extern static int GetWindow(int hWnd, int wCmd)[DllImport("User32")] private extern static int GetWindowLongA(int hWnd, int wIndx)[DllImport("user32.dll")] private static extern bool GetWindowText(int hWnd, StringBuilder title, int maxBufSize)[DllImport("user32", CharSet = CharSet.Auto)] private extern static int GetWindowTextLength(IntPtr hWnd)#endregion #region 构造函数 ///

/// 构造函数，初始化计数器等 ///

public SystemInfo() { //初始化CPU计数器 pcCpuLoad = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "_Total")pcCpuLoad.MachineName = "."pcCpuLoad.NextValue()//CPU个数 m_ProcessorCount = Environment.ProcessorCount//获得物理内存 ManagementClass mc = new ManagementClass("Win32_ComputerSystem")ManagementObjectCollection moc = mc.GetInstances()foreach (ManagementObject mo in moc) { if (mo["TotalPhysicalMemory"] != null) { m_PhysicalMemory = long.Parse(mo["TotalPhysicalMemory"].ToString())} } } #endregion #region CPU个数 ///

/// 获取CPU个数 ///

public int ProcessorCount { get { return m_ProcessorCount} } #endregion #region CPU占用率 ///

/// 获取CPU占用率 ///

public float CpuLoad { get { return pcCpuLoad.NextValue()} } #endregion #region 可用内存 ///

/// 获取可用内存 ///

public long MemoryAvailable { get { long availablebytes = 0//ManagementObjectSearcher mos = new ManagementObjectSearcher("SELECT * FROM Win32_PerfRawData_PerfOS_Memory")//foreach (ManagementObject mo in mos.Get()) //{ // availablebytes = long.Parse(mo["Availablebytes"].ToString())//} ManagementClass mos = new ManagementClass("Win32_OperatingSystem")foreach (ManagementObject mo in mos.GetInstances()) { if (mo["FreePhysicalMemory"] != null) { availablebytes = 1024 * long.Parse(mo["FreePhysicalMemory"].ToString())} } return availablebytes} } #endregion #region 物理内存 ///

/// 获取物理内存 ///

public long PhysicalMemory { get { return m_PhysicalMemory} } #endregion #region 结束指定进程 ///

/// 结束指定进程 ///

///

进程的 Process IDpublic static void EndProcess(int pid) { try { Process process = Process.GetProcessById(pid)process.Kill()} catch { } } #endregion #region 查找所有应用程序标题 ///

/// 查找所有应用程序标题 ///

///

应用程序标题范型

public static List

FindAllApps(int Handle) { ListApps = new List()int hwCurrhwCurr = GetWindow(Handle, GW_HWNDFIRST)while (hwCurr >0) { int IsTask = (WS_VISIBLE | WS_BORDER)int lngStyle = GetWindowLongA(hwCurr, GWL_STYLE)bool TaskWindow = ((lngStyle &IsTask) == IsTask)if (TaskWindow) { int length = GetWindowTextLength(new IntPtr(hwCurr))StringBuilder sb = new StringBuilder(2 * length + 1)GetWindowText(hwCurr, sb, sb.Capacity)string strTitle = sb.ToString()if (!string.IsNullOrEmpty(strTitle)) { Apps.Add(strTitle)} } hwCurr = GetWindow(hwCurr, GW_HWNDNEXT)} return Apps} #endregion }}

然后是执行代码：

using Systemusing System.Collections.Genericusing System.Linqusing System.Textusing System.Diagnosticsusing System.Threadingnamespace CSharpPerformance{//该程序可以实时监控程序本身对应进程的工作集、私有工作集和CPU使用率 class Program { static void Main(string[] args) { //获取当前进程对象 Process cur = Process.GetCurrentProcess()PerformanceCounter curpcp = new PerformanceCounter("Process", "Working Set - Private", cur.ProcessName)PerformanceCounter curpc = new PerformanceCounter("Process", "Working Set", cur.ProcessName)PerformanceCounter curtime = new PerformanceCounter("Process", "% Processor Time", cur.ProcessName)//上次记录CPU的时间 TimeSpan prevCpuTime = TimeSpan.Zero//Sleep的时间间隔 int interval = 1000PerformanceCounter totalcpu = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "_Total")SystemInfo sys = new SystemInfo()const int KB_DIV = 1024const int MB_DIV = 1024 * 1024const int GB_DIV = 1024 * 1024 * 1024while (true) { //第一种方法计算CPU使用率 //当前时间 TimeSpan curCpuTime = cur.TotalProcessorTime//计算 double value = (curCpuTime - prevCpuTime).TotalMilliseconds / interval / Environment.ProcessorCount * 100prevCpuTime = curCpuTimeConsole.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB CPU使用率：{3}", cur.ProcessName, "工作集(进程类)", cur.WorkingSet64 / 1024,value)//这个工作集只是在一开始初始化，后期不变 Console.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB CPU使用率：{3}", cur.ProcessName, "工作集 ", curpc.NextValue() / 1024,value)//这个工作集是动态更新的 //第二种计算CPU使用率的方法 Console.WriteLine("{0}:{1} {2:N}KB CPU使用率：{3}%", cur.ProcessName, "私有工作集 ", curpcp.NextValue() / 1024,curtime.NextValue()/Environment.ProcessorCount)//Thread.Sleep(interval)//第一种方法获取系统CPU使用情况 Console.Write("r系统CPU使用率：{0}%", totalcpu.NextValue())//Thread.Sleep(interval)//第二章方法获取系统CPU和内存使用情况 Console.Write("r系统CPU使用率：{0}%，系统内存使用大小：{1}MB({2}GB)", sys.CpuLoad, (sys.PhysicalMemory - sys.MemoryAvailable) / MB_DIV, (sys.PhysicalMemory - sys.MemoryAvailable) / (double)GB_DIV)Thread.Sleep(interval)} Console.ReadLine()} }}

以上程序可以正常运行，没隔1S刷新一次，实现动态显示本程序对应进程的CPU和内存使用情况。

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