是否可以使用装饰器在 Python 中进行“扩展”时间监控？

Question

我有一组相互使用的简单函数。例如：

def func(x)
    y = func_1(x)
    z = func_2(y)
    return z

def func_1(x):
    return x + 1

def func_2(x)
    a = func_a(x)
    b = func_b(y)
    return b

如您所见，func 是使用func_1 和func_2 和func_2 的“根”函数，而它又使用func_a 和func_b。当我调用func 时，我得到z 作为结果。

现在我想用一个装饰器“修改”或“扩展”我的函数，这样最终（由于func）我不仅得到了z，而且还有一个对象告诉我多少执行这个函数所用的时间以及该函数使用了哪些函数以及执行这些“子函数”需要多长时间以及哪些“子函数”使用了哪些“子子函数” “以及执行它们需要多长时间。为了简单起见，我举了一个我期望的“额外”结果的例子：

{
    'fname' : 'func',
    'etime' : 12.000,
    'subs'  : [
        {
        'fname' : 'func_1',
        'etime' : 2.000,
        'subs'  : []
        },
        {
        'fname' : 'func_2',
        'etime' : 10,
        'subs'  : [
            {
            'fname' : 'func_a',
            'etime' : 6,
            'subs' : []
            },
            {
            'fname' : 'func_b',
            'etime' : 4
            'subs' : []
            }
        ]
        }
    ]
}

在上面的例子中，“fname”表示函数名，“etime”表示执行时间（执行这个函数需要多长时间），“subs”是一个子函数列表考虑的功能。对于每个子功能，我们都有相同的键（“fname”、“etime”、“subs”）。因此，它是一个“递归”结构。如果一个函数没有使用任何函数，则“subs”映射到一个空列表。

我从以下装饰器开始：

def decorate(func):

    def wrapper(*args, **kw):

        d = {}
        d['fname'] = func.__name__
        t0 = time.time()

        out = func(*args, **kw)

        d['etime'] = time.time() - t0

        d['subs'] = ?

        ?.append(d)

    return wrapper

然后我与进一步的实现堆叠在一起。我找不到解决方案，甚至不确定是否可行。

我的想法是我使用装饰器来扩展传递给每个函数的参数数量。每个函数都会得到一个空列表，其中包含到目前为止使用的所有子函数，并将自身附加到该列表中。

Answer 1

您最好按照建议使用真正的分析器。

不过，它可以通过装饰器类来完成。您将能够使用在所有装饰器实例之间共享的堆栈来跟踪 subs 列表。

class profile(object):
    #class variable used as a stack of subs list
    stack = [[]] 

    def __init__(self, f):
        self.f = f

    def __call__(self, *args, **kw):
        func = dict(fname = self.f.__name__)

        #append the current function in the latest pushed subs list
        profile.stack[-1].append(func)

        #push a new subs list in the stack
        profile.stack.append([]) 

        #execution time of the actual call
        t0 = time.time()
        out = self.f(*args, **kw)
        func['etime'] = time.time() - t0

        #pull the subs list from the stack
        func['subs'] = profile.stack.pop()

        return out

    @classmethod
    def show(cls):
        import json #useful to prettify the ouput
        for func in cls.stack[0]:
            print json.dumps(func, sort_keys=True, indent=4)

您必须使用@profile 装饰您希望在配置文件中出现的所有功能。 请注意，在实际情况中，您可能希望在修饰函数失败时处理异常。

输出：

profile.show() 显示了所有被调用的“根”函数的列表及其所有内部调用。

{
    "etime": 4.5, 
    "fname": "func", 
    "subs": [
        {
            "etime": 1.0, 
            "fname": "func_1", 
            "subs": []
        }, 
        {
            "etime": 3.5, 
            "fname": "func_2", 
            "subs": [
                {
                    "etime": 1.5, 
                    "fname": "func_a", 
                    "subs": []
                }, 
                {
                    "etime": 2.0, 
                    "fname": "func_b", 
                    "subs": []
                }
            ]
        }
    ]
}