python为啥运行效率不高

python为啥运行效率不高

原因：1、python是动态语言；2、python是解释执行，但是不支持JIT；3、python中一切都是对象，每个对象都需要维护引用计数，增加了额外的工作。4、python GIL；5、垃圾回收。
当我们提到一门编程语言的效率时：通常有两层意思，第一是开发效率，这是对程序员而言，完成编码所需要的时间；另一个是运行效率，这是对计算机而言，完成计算任务所需要的时间。编码效率和运行效率往往是鱼与熊掌的关系，是很难同时兼顾的。不同的语言会有不同的侧重，python语言毫无疑问更在乎编码效率，life is short，we use python。
虽然使用python的编程人员都应该接受其运行效率低的事实，但python在越多越来的领域都有广泛应用，比如科学计算 、web服务器等。程序员当然也希望python能够运算得更快，希望python可以更强大。
首先，python相比其他语言具体有多慢，这个不同场景和测试用例，结果肯定是不一样的。这个网址给出了不同语言在各种case下的性能对比，这一页是python3和C++的对比，下面是两个case：
从上图可以看出，不同的case，python比C++慢了几倍到几十倍。
python运算效率低，具体是什么原因呢，下列罗列一些：
第一：python是动态语言
一个变量所指向对象的类型在运行时才确定，编译器做不了任何预测，也就无从优化。举一个简单的例子：　r = a + b。　a和b相加，但a和b的类型在运行时才知道，对于加法操作，不同的类型有不同的处理，所以每次运行的时候都会去判断a和b的类型，然后执行对应的操作。而在静态语言如C++中，编译的时候就确定了运行时的代码。
另外一个例子是属性查找，关于具体的查找顺序在《python属性查找》中有详细介绍。简而言之，访问对象的某个属性是一个非常复杂的过程，而且通过同一个变量访问到的python对象还都可能不一样（参见Lazy property的例子）。而在C语言中，访问属性用对象的地址加上属性的偏移就可以了。
第二：python是解释执行，但是不支持JIT（just in time compiler）。虽然大名鼎鼎的google曾经尝试Unladen Swallow 这个项目，但最终也折了。
第三：python中一切都是对象，每个对象都需要维护引用计数，增加了额外的工作。
第四：python GIL，GIL是Python最为诟病的一点，因为GIL，python中的多线程并不能真正的并发。如果是在IO bound的业务场景，这个问题并不大，但是在CPU BOUND的场景，这就很致命了。所以笔者在工作中使用python多线程的情况并不多，一般都是使用多进程（pre fork），或者在加上协程。即使在单线程，GIL也会带来很大的性能影响，因为python每执行100个opcode（默认，可以通过sys.setcheckinterval()设置）就会尝试线程的切换，具体的源代码在ceval.c::PyEval_EvalFrameEx。
第五：垃圾回收，这个可能是所有具有垃圾回收的编程语言的通病。python采用标记和分代的垃圾回收策略，每次垃圾回收的时候都会中断正在执行的程序，造成所谓的顿卡。infoq上有一篇文章，提到禁用Python的GC机制后，Instagram性能提升了10%。感兴趣的读者可以去细读。
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2020-10-12

1.Python是动态语言
动态语言是一类在运行时可以改变其结构的语言，如新的函数、对象、代码可以被引入，已有的函数可以被删除或其他结构上的变化等，该类语言更具有活性，但是不可避免的因为运行时的不确定性也影响运行效率。
2.Python是解释执行
相比于C语言编译性语言编写的程序，Python是解释执行语言，其运行过程是Python运行文件程序时，Python解释器将源代码转换为字节码，然后再由Python解释器来执行这些字节码。其每次运行都要进行转换成字节码，然后再由虚拟机把字节码转换成机器语言，最后才能在硬件上运行，与编译性语言相比，其过程更复杂，性能肯定会受影响。
3.Python中一切都是对象
Python是一门面向对象的编程语言，其设计理念是一切皆是对象，如数字、字符串、元组、列表、字典、函数、方法、类、模块等都是对象，包括代码，每个对象都需要维护引用计数，因此，增加了额外工作，影响了性能。
4.Python GIL
GIL是Python最为诟病的一点，因为GIL，Python中的多线程并不能真正的并发，即使在单线程，GIL也会带来很大的性能影响，因为python每执行100个opcode就会尝试线程的切换，因此，影响Python运行效率。
5.垃圾回收
Python采用标记和分代的垃圾回收策略，每次垃圾回收的时候都会中断正在执行的程序，造成所谓的顿卡，影响运行效率。
2022-08-01

Python的优点
Python语言简洁易学，开发效率高。Python代码行数少，可读性强，开发人员在编写代码时可以更快地实现功能。此外，Python还具有丰富的库和模块，可以方便地实现很多功能。这些优点使得Python适用于快速原型开发和小型项目。
Python的缺点
Python运行速度相对较慢。这是因为Python是一种解释型语言，代码需要在解释器中逐行解释执行。与编译型语言相比，Python需要更多的时间来执行相同的任务。此外，Python的内存管理机制也会影响运行效率。Python使用垃圾回收机制管理内存，这会导致一些内存泄漏问题，影响运行效率。
Python的优化方法
虽然Python运行速度不如编译型语言，但是可以通过一些优化方法来提高Python的运行效率。以下是一些常用的优化方法：
①使用NumPy和SciPy库。这两个库是Python中的科学计算库，它们可以使用C语言编写的底层算法，提高了Python的运行速度。
②使用JIT编译器。JIT编译器可以将Python代码转换为机器码，提高了Python的运行速度。
③使用Cython。Cython是一种Python的扩展语言，可以将Python代码转换为C语言代码，提高了Python的运行速度。
④使用PyPy。PyPy是一种Python解释器，使用即时编译技术，提高了Python的运行速度。
2023-11-17