البرمجة
#Python
#برمجة
تسريع برامج Python: أوامر خفية لتحسين الأداء
عندما تبحث عن أفضل أداء في لغة Python، غالباً ما يتجه المطورون فوراً إلى الحلول الخوارزمية المعقدة أو الامتدادات بلغة C، لكن هناك سراً بسيطاً في سطر الأوامر يغفله الكثيرون لزيادة السرعة فوراً. الحديث هنا عن "الرايات" (Flags) التي تخبر مترجم Python بإجراء عملية تنظيف صارمة وقت التجميع، والتخلص من كل ما ليس ضرورياً لعمل المنطق البرمجي النهائي.
تفعيل وضع التحسين الأساسي
إذا قمت بتشغيل السكربت الخاص بك باستخدام الأمر python -O script.py، فإنك بذلك تقوم بتشغيل وضع التحسين الأساسي في Python. هذه الميزة يغفل عنها العديد من المطورين، خاصة أن الكثيرين يعتبرون عبارات التحقق assert مجرد أدوات مساعدة غير ضارة لتصحيح الأخطاء.
يقوم المترجم (Compiler) بإخفاء عبارات assert تماماً من مجموعة التعليمات قبل تحميل البرنامج. هذا لا يعني فقط ملفات "كود بايت" (Bytecode) أصغر قليلاً، بل يزيل العبء الحسابي المرتبط بالتحقق من تلك الشروط أثناء تشغيل الكود.
وبما أن قيمة __debug__ يتم تحديدها عند إنشاء الـ Bytecode، فإن المترجم يقوم بتقليم شجرة المنطق الخاصة بالسكربت قبل أن يبدأ البرنامج بالعمل. يتم حذف مسارات الكود المخصصة فقط للتشخيص أثناء التطوير بالكامل، مما يمنع المترجم من إهدار الدورات في فحص شروط يعلم مسبقاً أنها غير مفعلة. هذا يسمح لك بالحفاظ على أدوات التشخيص في ملفات المصدر دون التأثير على الأداء في بيئة الإنتاج.
حذف التوثيق لأقصى كفاءة
عند تشغيل المترجم باستخدام الأمر -OO، فإنه يتخلص من جميع السلاسل النصية التي تحدد التوثيق (Docstrings) للوحدات والفئات والدوال، بحيث لا يمكن تحميلها في سمة __doc__ لاحقاً. وبما أن Python الحديثة تتبع معيار PEP 488، فإن القيام بذلك يمنحك ملفات بصيغة .opt-2.pyc، وهي تختلف تماماً عن ذاكرة التخزين المؤقت العادية .pyc أو إصدارات .opt-1.pyc الناتجة عن التحسين الأساسي.
عليك أن تتذكر أنك هنا تستبدل بعض الوظائف مقابل استهلاك أفضل للموارد. هذه العملية تقلل بشكل كبير من استهلاك الذاكرة (RAM) وحجم ملف .pyc النهائي، لأن Python لا تضطر لتخصيص ذاكرة لنصوص ليست ضرورية لتشغيل المنطق البرمجي.
يساهم هذا التحسين أيضاً في جعل وقت التحميل أسرع بشكل عام. نظراً لأن ملفات الـ Bytecode المجمعة تكون أصغر، يحتاج المترجم إلى جهد أقل في القراءة من القرص (I/O) ودورات معالجة أقل لتحليل هياكل الوحدات أثناء الاستيراد. هذا الأمر مفيد جداً لأدوات سطر الأوامر أو العمليات قصيرة العمر حيث تكون سرعة البدء أمراً بالغ الأهمية.
تحذير هام للمطورين
على الرغم من الفوائد، هناك جانب سلبي. الكود الذي يعتمد على فحص الذات (Introspection) سيتوقف عن العمل عند استخدام -OO. وهذا يشمل أدوات مثل doctest و pydoc، أو أي مكتبة تحاول تحليل سلاسل التوثيق لإنشاء نصوص مساعدة أو منطق تشغيل. لذا، يجب استخدام هذا التحسين القوي فقط في بيئات الإنتاج حيث تتأكد من أن الكود لا يحتاج للوصول إلى التوثيق.
تنظيف بيئة التشغيل
كميزة إضافية، لديك أيضاً الراية -E، وهو خيار لسطر الأوامر يضمن أن يكون سياق التنفيذ نظيفاً. يخبر هذا الأمر مترجم Python بتجاهل جميع متغيرات البيئة التي تبدأ بـ PYTHON* تماماً عند البدء.
في إعدادات التطوير المعقدة، عادةً ما تقوم متغيرات مثل PYTHONPATH و PYTHONHOME بتخصيص أماكن بحث Python عن الوحدات أو تحديد موقع المكتبات القياسية. ورغم فائدتها للمستخدم، إلا أنها تجبر المترجم على فحص مجلدات إضافية وتحليل مسارات ملفات زائدة في كل مرة يتم فيها تشغيل السكربت، مما يضيف عبئاً غير ضروري لعملية التهيئة.
استخدام -E مفيد إذا كان PYTHONPATH مسدوداً بالعديد من الأدلة، مثل محركات الشبكة، مما يبطئ عملية حل الوحدات بشكل كبير. كما أنه يحميك من تجاوز المكتبات القياسية بالخطأ أو التسبب في تعارض الإصدارات. وكبديل، توجد الراية -I التي توفر عزلاً أكثر صرامة، لكن -E كافية لتنظيف عملية البدء عندما يكون الهدف هو التعامل مع متغيرات البيئة فقط.
في النهاية، توفر Python أدوات مدمجة قوية لتحويل الكود المليء بأدوات التشخيص والآمن للتطوير إلى كود رشيق وسريع لبيئة الإنتاج، مما يزيل الأعباء التي لا تحتاجها التطبيقات تحت ضغط العمل الحقيقي.
الأسئلة الشائعة
يقوم بتفعيل وضع التحسين الأساسي، حيث يزيل عبارات assert ويضبط قيمة __debug__ على False لتقليل حجم الكود وتسريعه.
نعم، حيث يقوم بحذف سلاسل التوثيق (Docstrings)، مما قد يعطل الأدوات التي تعتمد عليها مثل pydoc و doctest.
لأنه يوجه Python لتجاهل متغيرات البيئة مثل PYTHONPATH، مما يسرع عملية البدء ويمنع تعارض المكتبات.
التعليقات 0
سجل دخولك لإضافة تعليق
لا توجد تعليقات بعد. كن أول من يعلق!