Python性能加速器：深度解析slots属性优化内存利用！(Python性能提升秘籍：详解slots属性优化内存使用！)

原创

ithorizon 6个月前 (10-20) 阅读数 33 #后端开发

Python性能加速器：深度解析__slots__属性优化内存利用

一、引言

在Python编程中，内存管理是一个重要的议题。对于大型应用程序或者需要处理大量数据的场景，怎样优化内存使用显得尤为重要。本文将深入探讨Python中一个鲜为人知的特性——__slots__，它可以显著节约内存利用高效能，从而提升程序性能。

二、什么是slots

__slots__是Python中一个特殊属性，允许我们为类定义一个固定的属性集合。当我们创建类的实例时，Python不会使用传统的字典来存储实例属性，而是使用一个固定的数组。这可以缩减每个实例的内存占用，出于它避免了字典的开销。

三、为什么使用slots

使用__slots__的关键原因是缩减内存占用和节约属性访问速度。在Python中，每个对象默认都有一个__dict__字典来存储实例属性，这会占用大量的内存。通过使用__slots__，我们可以告诉Python不需要为每个实例创建这个字典，从而节省内存。

四、怎样使用slots

使用__slots__非常明了，只需在类定义中添加一个包含属性名称的元组即可。下面是一个示例：


class Person:
    __slots__ = ('name', 'age')
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

在上面的例子中，Person类有两个属性：name和age。通过指定__slots__，Python将为这些属性使用一个数组而不是字典。

五、slots的局限

使用__slots__虽然有很多好处，但它也有一些局限：

不能给实例添加不在__slots__中定义的属性。

不能动态地修改__slots__。

不能使用继承的属性，除非在子类中也定义了__slots__。

不赞成__dict__和__weakref__。

六、slots的性能测试

为了验证__slots__的性能，我们可以进行一个明了的测试。下面是一个测试脚本，比较使用和不使用__slots__的内存占用。


import sys
class Person:
    __slots__ = ('name', 'age')
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
class PersonWithoutSlots:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
def create_large_list():
    people_with_slots = [Person('Alice', 30) for _ in range(1000000)]
    people_without_slots = [PersonWithoutSlots('Alice', 30) for _ in range(1000000)]
    print('Memory with __slots__: {} bytes'.format(sys.getsizeof(people_with_slots)))
    print('Memory without __slots__: {} bytes'.format(sys.getsizeof(people_without_slots)))
create_large_list()