分析运行中的 Python 进程详细解析

在进行 Python 程序开发时，会遇到各种问题，如程序运行缓慢、内存占用高等。这些问题往往与 Python 进程运行时的资源占用有关。本文将介绍如何分析运行中的 Python 进程，以便了解程序的运行情况，优化程序性能。

调用 Python 中的 psutil 模块

psutil 模块是 Python 中用于获取系统信息与进程管理的模块。我们可以通过 psutil 来获取 Python 进程的信息。

首先需要先安装 psutil 模块，可以使用以下命令在终端中进行安装：

pip install psutil

安装完成后，导入 psutil 模块：

import psutil

获取 Python 进程的信息

通过 psutil 模块提供的 process_iter() 方法，可以遍历系统中所有的进程，然后根据每个进程的名称或 ID 获得特定的 Python 进程的信息。比如，通过以下代码可以获取当前 Python 进程的信息：

import os
import psutil

# 获取当前进程 ID
pid = os.getpid()

# 获取进程对象
process = psutil.Process(pid)

# 获取进程占用 CPU 的时间
cpu_time = process.cpu_times()

# 获取进程占用内存的情况
mem_info = process.memory_info()

print(f'CPU 时间: {cpu_time}')
print(f'内存情况: {mem_info}')

可以看到，这个示例程序首先获取当前 Python 进程的 ID，然后通过 psutil.Process() 方法获得进程对象，最后可以获取进程的 CPU 时间和内存情况。cpu_times() 方法返回一个包含用户 CPU 时间和系统 CPU 时间的命名元组，而 memory_info() 则返回一个描述进程当前占用的内存情况的命名元组。

除了 CPU 时间和内存情况，psutil 模块还提供了许多其他的信息，如进程打开的文件、进程的网络连接等等。可以参考官方文档获取更多信息。

分析 Python 进程的内存占用

在使用 psutil 模块获取到进程的内存情况后，可以使用 tracemalloc 模块进一步分析 Python 进程的内存占用情况。

tracemalloc 模块是 Python 的内存分析工具，可以跟踪对象的分配和释放，生成内存使用的统计信息。

以下是一个使用 tracemalloc 模块分析 Python 进程内存占用情况的示例程序：

import tracemalloc

# 启动内存跟踪
tracemalloc.start()

# 查询当前最大的空闲内存块
current, peak = tracemalloc.get_traced_memory()
print(f'当前最大的空闲内存块: {current / 10**6:.2f}MB')

# 模拟 Python 程序申请一段内存
a = [i for i in range(10**6)]

# 再次查询当前最大的空闲内存块
current, peak = tracemalloc.get_traced_memory()
print(f'当前最大的空闲内存块: {current / 10**6:.2f}MB')

# 停止内存跟踪
tracemalloc.stop()

在这个示例中，使用 get_traced_memory() 方法获取内存占用情况，然后模拟 Python 程序申请一段内存，最后再次获取内存占用情况。可以看到程序在申请内存后内存占用情况有了明显的变化。

其他技巧

• psutil 模块提供的 cpu_count() 方法可以获取 CPU 的核心数。

• tracemalloc 模块提供了一个可以在程序结束后查看内存统计信息的命令行工具，可以通过以下命令进行安装：

  bash
pip install meliae

示例

以下是一个使用 psutil 模块和 tracemalloc 模块分析 Python 程序内存占用和 CPU 占用情况的示例程序：

import os
import psutil
import tracemalloc

# 获取当前进程 ID
pid = os.getpid()

# 获取进程对象
process = psutil.Process(pid)

# 启动内存跟踪
tracemalloc.start()

# 模拟 Python 程序申请一段内存
a = [i for i in range(10**6)]

# 查询当前最大的空闲内存块
current, peak = tracemalloc.get_traced_memory()
print(f'当前最大的空闲内存块: {current / 10**6:.2f}MB')

# 获取进程占用CPU的时间
cpu_time = process.cpu_times().user

# 停止内存跟踪
tracemalloc.stop()

print(f'CPU 时间: {cpu_time:.2f}s')

在这个示例中，使用 psutil 模块获取进程占用 CPU 时间和内存情况，使用 tracemalloc 模块分析程序内存占用情况。运行程序后可以看到当前申请的内存大小和 CPU 时间。