工程中我们常常需要对某一个函数或者一块代码计时，从而监测系统关键位置的性能。计时方法是在代码块前后分别记录当前系统时间，然后两者相减得到代码块的耗时。最简单原始的实现类似：
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from datetime import datetimestart = datetime.now()# some code you want to measureend = datetime.now()print("Processing time for {} is: {} seconds".format('You Name It', elapse)) |
这种方式缺点明显：假如系统内有很多地方都需要计时，那么每个地方都需要插入这样的计时代码，首先是重复性工作很麻烦，其次这样会降低代码的可读性，干扰对业务逻辑的理解。本文将给出一些更好的实现，主要涉及的技术是装饰器（Decorator）和运行时上下文（runtime context）。
基于装饰器的函数级计时器
第一种计时器是比较常见的函数级计时器，通过装饰器完成，将原函数改装成拥有计时功能的新函数，使其可以完成运行原来函数和计时两件事。在使用时，只用在需要计时功能的函数代码前加上类似@timer的语法糖，这样每次调用原函数时，运行的将会是新函数。这样就大大减少了重复性劳动。
具体实现如下：
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from datetime import datetimedef timer(func): '''Function Level Timer via Decorator''' def timed(*args, **kwargs): start = datetime.now() result = func(*args, **kwargs) end = datetime.now() elapse = (end - start).total_seconds() print("Processing time for {} is: {} seconds".format(func.__name__, elapse)) return result return timed@timerdef test_1(a): '''Function Level''' a *= 2 return aif __name__ == '__main__': print(test_1(1)) |
基于上下文的代码块级计时器
装饰器实现的计时器可以为函数添加计时功能，可以满足大部分情况的需要，但是假如我们想要更灵活一些，对任意一段连续的代码块做计时，怎样做？使用原始的插计时代码的方法显然不是我们想要的；也可以将代码块重构成一个函数，再在上面加装饰器，然而这就显得不够优雅。因此我做出了下面的实现。
首先了解上下文管理的概念。大致是说Python中允许创建一种叫上下文管理器（Context Manager）的对象，它可以管理一个代码块执行时的上下文信息。具体的方法是创建一个类，并为其实现object.__enter__和object.__exit__方法，前者在进入代码块时自动执行，后者在完成代码块执行时自动执行。
在使用时，通过with和as关键字，将__enter__的返回值绑定到某一个变量名，这个返回值里可以储存代码块运行过程中得到的一些信息，在这里就是运行时间啦。具体的实现是创建一个计时器类Timer，在enter时记录代码块运行的开始时间，exit时记录完成时间、计算并储存耗时到Timer实例中。在使用时，将with Timer() as t加到要计时的代码块前面，t.elapse中将会储存代码块耗时，可以任意使用。
在这个基础上，我们还可以做出一个装饰器timer_来实现基于上下文的函数级计时器。
具体实现如下：
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class Timer(object): '''Code Block Level Timer via Context''' def __enter__(self): self.start = datetime.now() return self def __exit__(self, *args): self.end = datetime.now() self.elapse = (self.end - self.start).total_seconds()def timer_(func): '''Function Level Timer via Context & with Statement''' def timed(*args, **kw): with Timer() as t: result = func(*args, **kw) print("Processing time for {} is: {} seconds".format(func.__name__, t.elapse)) return result return timeddef test_2(a): '''Code Block Level''' with Timer() as t: a *= 2 print("Processing time for {} is: {} seconds".format('You Name It', t.elapse)) return a@timer_def test_3(a): '''Function Level''' a *= 2 return aif __name__ == '__main__': print(test_2(2)) print(test_3(3)) |
更灵活的实现
更优雅地，我们还可以使用contextlib自带的ContextDecorator，参考官方示例，做出既可以with又可以作为装饰器的计时器timer_elegant：
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from datetime import datetimefrom contextlib import ContextDecoratorclass timer_elegant(ContextDecorator): '''Elegant Timer via ContextDecorator''' def __init__(self, name): self.name = name def __enter__(self): self.start = datetime.now() def __exit__(self, *args): self.end = datetime.now() self.elapse = (self.end - self.start).total_seconds() print("Processing time for {} is: {} seconds".format(self.name, self.elapse))@timer_elegant('test_4')def test_4(a): a *= 2 return adef test_5(a): a *= 2 return aif __name__ == '__main__': print(test_4(4)) with timer_elegant('test 5'): result_5 = test_5(5) print(result_5) |
总结
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