从此告别代码泄露！提高 Python 性能的必备技巧

2024-11-16
北京
本文字数：1708 字
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引言

前面的文章提到了使用 Pyarmor 来保护自己的 Python 代码，Pyarmor 通过加密源代码来保护我们的代码。但是 Pyarmor 是收费的，即使是有免费许可证，但是大批量使用的话还是一笔不小的成本，在不需要许可证机制保护代码的情况下可以考虑使用 Cython 来保护我们的 Python 代码。

Cython

Cython 是一种编程语言，它是 Python 的超集，允许开发者在 Python 代码中嵌入 C 语言的特性。Cython 主要用于提高 Python 代码的执行速度，同时也可以将 Python 代码编译为 C 扩展模块，从而增加代码的保护性。

Cython 安装

Cython 的安装很简单，直接使用 pip 安装就可以，我这里使用 poetry 来安装依赖。由于 Cython 会将 Python 代码编译为本地机器码，所以在使用 Cython 进行编译时，需要使用到当前平台的编译器。由于我使用 Mac，系统已经自带了，所以这里不需要重复安装了，如果使用 Windows 系统的话需要安装 C++编译器。

poetry add cython# orpip install cython

复制代码

示例脚本

这里先准备一个示例脚本，脚本会做一个累加计算，并且访问百度获取响应。

# cython_test.pyimport timefrom contextlib import contextmanager
import requests

def sum_of_squares_cython(int_list):    n = len(int_list)    result = 0    for i in range(n):        result += int_list[i] ** 2    return result

def get_response():    return requests.get('https://www.baidu.com').text[:100]

@contextmanagerdef timer():    t = time.time()    yield    print(f'运行时间为：{time.time() - t:.4f}')

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# demo.pyfrom cython_test import get_response, sum_of_squares_cython, timer
if __name__ == '__main__':    with timer():        print(sum_of_squares_cython([a for a in range(1000000)]))    print(get_response())

复制代码

运行以上代码，得到以下结果：

333332833333500000运行时间为：0.2355<!DOCTYPE html><!--STATUS OK--><html> <head><meta http-equiv=content-type content=text/html;charse

复制代码

编译

创建 setup.py ，执行编译指令。

# setup.py
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(    name='test_cython_project',    ext_modules=cythonize("cython_demo/cython_test.py", language_level=3),)

复制代码

使用以下代码编译代码：

python cython_demo/setup.py build_ext --inplace

复制代码

编译完成后，可以看到文件夹内生成了对应的 c 文件和 Mac 平台的 so 文件。c 文件有一万多行，这个时候调用 so 文件就可以不再需要解释器了，运行的就是本地的机器码，会快很多。

测试运行结果

将之前的 cython_test.py 删除或者改名，让 Python 无法找到它，不然 Python 会重新导入它。然后 Python 就会导入对应的 so 文件， so 文件其实和 Python 模块是一样的，可以直接当做模块调用，代码都不用改。

改完名后，重新运行之前的代码：

333332833333500000运行时间为：0.2133<!DOCTYPE html><!--STATUS OK--><html> <head><meta http-equiv=content-type content=text/html;charse

复制代码

从累加的时间上来看，大概比之前运行快了 0.02 秒吧，而且多次运行也很稳定，达到了加速代码运行的目的。

编译产物

而且编译产物是 so 文件，这个文件是二进制的，现在好多 Python 的依赖模块都是通过 Cython 编译的，并且在分发依赖的时候分发的就是 so 或者 pyd 文件，这样主要是为了加快 Python 原生代码的运行速度。

查看 so 文件：

可以发现，编译后的 so 文件的确是苹果系统的可执行文件，和 Windows 上的 pyd 文件是一样的。

Cython 模块分发

Cython 模块编译后，编译产物是二进制文件，如果要分发的话可以直接分发编译产物。这个时候用户是无法看到模块对应的源代码的，但是要注意分发的时候要将模块的依赖一起分发，防止在运行时找不到依赖。

总结

Cython 是一种强大的工具，不仅可以提高 Python 代码的性能，还能保护我们代码的知识产权。Cython 编译后的产物可以明显增加逆向工程的难度，保护我们的代码不被盗用。如果我们的需求仅仅只是保护代码，不需要许可证机制并且不需要特别强大的加密的话，可以优先使用 Cython，兼容性和性能会比 Pyarmor 更好一些。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/4efb126005e9b90fca5c6f08b】。未经作者许可，禁止转载。

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