哪個(gè)版本的 Python 最快？

當(dāng)然，這些問(wèn)題由多種因素決定，其中的主要的因素是什么呢？我們又如何為自己的應(yīng)用尋找最快的 Python 版本呢？帶著這些問(wèn)題，Hackermoon 上一位叫 Anthony Shaw 的作者為我們做了一些測(cè)試。

Anthony Shaw ：Dimension Data 的 Talent 集團(tuán)總監(jiān)，Python 軟件基金會(huì)成員，Apache 基金會(huì)成員

以下是對(duì)作者原文的翻譯：

使用 Python 性能測(cè)試套件

正如之前我在 speed.python.org 網(wǎng)站提到的，Python 核心開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)非常重視性能問(wèn)題，這對(duì)于比較官方基準(zhǔn)和 CPython 版本非常有用。

1. 如圖，測(cè)試結(jié)果很難直觀讀取

2. 其中不包含 PyPy

你可以通過(guò)執(zhí)行 pip install performance 命令來(lái)下載測(cè)試套件，然后執(zhí)行如下命令：

pyperformance run --python={chosen_python_runtime} -o my_results.json

該命令會(huì)針對(duì) Python 的目標(biāo)版本多次運(yùn)行一系列“實(shí)際”應(yīng)用程序，并記錄測(cè)試結(jié)果，取其平均值。

本文我對(duì)以下官方版本進(jìn)行了測(cè)試：

• Python 2.7.10

• Python 3.4.4

• Python 3.5.4

• Python 3.6.1

• Python 3.7 beta 2（譯者注：作者進(jìn)行測(cè)試時(shí) Python 3.7 版本還未正式發(fā)布，beta 2 性能與正式版非常接近，同樣具有參考價(jià)值。Python 3.7 正式發(fā)布內(nèi)容請(qǐng)看這里）

同時(shí)還測(cè)試了 PyPy（5.6）和 PyPy 3（5.10.0）。

測(cè)試結(jié)果

我根據(jù)這套測(cè)試用例進(jìn)行了測(cè)試，你也可以根據(jù)自己的情況自己編寫(xiě)一套測(cè)試。

我編寫(xiě)了一個(gè)簡(jiǎn)單的腳本，來(lái)獲得性能數(shù)據(jù)文，并將它們繪制成了圖表。腳本代碼你可以在這里找到：

• https://gist.github.com/tonybaloney/4e8e45f9128e9eb6e4f36c73ba5e5574

所有圖表都以秒為單位，數(shù)值越低，表示性能越好。

完整的測(cè)試結(jié)果及圖表展示可請(qǐng)參閱：

• https://github.com/tonybaloney/performance_testing/tree/master/png

渲染 HTML 模板

django_html 測(cè)試將使用 Django 模板渲染引擎來(lái)構(gòu)建一個(gè) 150x150 的 HTML 表格。 它利用了 Django 引擎的 Content 和 Template 類(lèi)。

如圖所示，Python 3.7 比 Python 2.7 快 1.19 倍，但除此之外，其他 Python 3 版本都沒(méi)有 Python 2.7 快。該結(jié)果與 speed.python.org 網(wǎng)站的測(cè)試結(jié)果一致。

PyPy 的測(cè)試結(jié)果顯示，PyPy 比 CPython 的任何 Python 版本都快，PyPy 3 比 PyPy 慢兩倍。Django 2.0 及更高版本已決定放棄對(duì) Python 2 的支持，因此 PyPy 將不再與 Django 2 兼容。

啟動(dòng)時(shí)間測(cè)試

該部分測(cè)試解釋器的啟動(dòng)時(shí)間

如圖所示，Python 2.7 是所有測(cè)試版本中啟動(dòng)速度最快的。

注：此處暫不討論 PyPy 的測(cè)試結(jié)果，文末再談。

加密測(cè)試（Crypto）：crypto_paes

在這個(gè)測(cè)試中，Python 2 的速度明顯快于 Python 3，因?yàn)?nbsp;Crypto 要求大量數(shù)字運(yùn)算，而 Python 3 沒(méi)有 32 位整數(shù)類(lèi)型，只有一個(gè)長(zhǎng)整型（long integer）。

同樣差距比較明顯的是，PyPy 3 比 PyPy 慢 5 倍。

算法測(cè)試：n-queens

結(jié)果顯示，在 CPython 系列中，Python 3.7 性能最佳。此外，PyPy 3 和 PyPy 測(cè)試結(jié)果比較接近，PyPy 小勝。

浮點(diǎn)運(yùn)算測(cè)試

“浮點(diǎn)”基準(zhǔn)測(cè)試需要人工創(chuàng)建繁重的浮點(diǎn)運(yùn)算應(yīng)用程序，在這里我們通過(guò) math.cos()，math.sin() 和 math.sqrt() 函數(shù)創(chuàng)建，總共創(chuàng)建 10 萬(wàn)個(gè)浮點(diǎn)對(duì)象。

PyPy 非常適合浮點(diǎn)運(yùn)算，在大量的數(shù)字運(yùn)算、可預(yù)測(cè)的類(lèi)型和方法以及循環(huán)上展現(xiàn)了非常優(yōu)秀的性能。Python 3.7 具有新的方法能快速調(diào)用操作碼，該操作碼正在此測(cè)試中剛好用上，表現(xiàn)佳。

正則表達(dá)式測(cè)試

在這項(xiàng)測(cè)試中，我選用了 50 個(gè)最受歡迎的網(wǎng)頁(yè)，并記錄了所有正則表達(dá)式的操作。 每個(gè)操作都被賦予權(quán)重，該權(quán)重是根據(jù)頁(yè)面流行度的估計(jì)以及在加載每個(gè)頁(yè)面時(shí)執(zhí)行的次數(shù)來(lái)計(jì)算的。 最后，數(shù)據(jù)中的字母使用 ROT13 進(jìn)行編碼，其方式不會(huì)影響正則表達(dá)式與輸入的匹配程度。

PyPy 的測(cè)試結(jié)果讓人大跌眼鏡，不知道它都經(jīng)歷了些什么......

補(bǔ)充：PyPy 后來(lái)看到了這項(xiàng)測(cè)試結(jié)果，花了幾個(gè)小時(shí)把問(wèn)題修復(fù)了

Python 3 比 Python 2 快嗎？

綜上測(cè)試所述，答案是 Yes！雖然也有幾項(xiàng)測(cè)試結(jié)果顯示 Python 3 比 Python 2 慢：

• 加密測(cè)試：Python 3 的比 Python2 慢 1.35 倍（原因在上文已做解釋?zhuān)?/p>

• 啟動(dòng)時(shí)間測(cè)試：Python 3 比 Python 2 慢 1.39 倍

但從整體結(jié)果來(lái)看，Python 3 更快。CPython 核心開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)曾表示，啟動(dòng)速度問(wèn)題是他們?cè)?3.8 和 3.9 版本中著重要解決的問(wèn)題。

PyPy 很快，我要使用它嗎？

PyPy 有 JIT 即時(shí)編譯器，在執(zhí)行可預(yù)測(cè)的重復(fù)性任務(wù)時(shí)非常高效，而 Python 性能測(cè)試需要多次運(yùn)行同一段代碼來(lái)保證準(zhǔn)確性，因此，PyPy 面對(duì)這種測(cè)試性能，表現(xiàn)比 CPython 更佳。

但是，PyPy 的 JIT 編譯器的顯著缺點(diǎn)就是啟動(dòng)成本高，并且，許多 C 語(yǔ)言擴(kuò)展程序缺乏兼容性。另外，由于 PyPy 是用 Python 編寫(xiě)的，許多模板在 PyPy 中無(wú)法工作，使用者需要時(shí)常進(jìn)行檢查。

PyPy 也同樣需要面對(duì)從 Python2 向 Python3 轉(zhuǎn)變的問(wèn)題。PyPy3 還不太穩(wěn)定，PyTest 就已經(jīng)放棄了對(duì) PyPy3 的支持。

結(jié)論

Python 在所有官方版本測(cè)試中表現(xiàn)最佳，PyPy 在解釋器測(cè)試的表現(xiàn)最佳。Python 2 以后會(huì)用得越來(lái)越少，直到廢棄。如果 PyPy 3 的速度始終不能比 PyPy 快，能有所提升也是好的。