腾讯在职8年Python开发经验的程序员写给初学者的总结,希望有用

当我开始学习Python的时候,有些事我希望我一早就知道。我花费了很多时间才学会这些东西。我想要把这些重点都编纂到一篇文章当中。这篇文章的目标读者,是刚刚开始学习Python语言的有经验的程序员,想要跳过前几个月研究Python使用的那些他们已经在用的类似工具。包管理和标准工具这两节对于初学者来说同样很有帮助。

我的经验主要基于Python 2.7,但是大多数的工具对任何版本都有效。

如果你从来没有使用过Python,我强烈建议你阅读Python introduction,因为你需要知道基本的语法和类型。

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包管理

Python世界最棒的地方之一,就是大量的第三方程序包。同样,管理这些包也非常容易。按照惯例,会在 requirements.txt 文件中列出项目所需要的包。每个包占一行,通常还包含版本号。这里有一个例子,本博客使用Pelican:

; html-script: false ]pelican==3.3 


Markdown 


pelican-extended-sitemap==1.0.0 

Python 程序包有一个缺陷是,它们默认会进行全局安装。我们将要使用一个工具,使我们每个项目都有一个独立的环境,这个工具叫virtualenv。我们同样要安装一个更高级的包管理工具,叫做pip,他可以和virtualenv配合工作。

首先,我们需要安装pip。大多数python安装程序已经内置了easy_install(python默认的包管理工具),所以我们就使用easy_install pip来安装pip。这应该是你最后一次使用easy_install 了。如果你并没有安装easy_install ,在linux系统中,貌似从python-setuptools 包中可以获得。

如果你使用的Python版本高于等于3.3, 那么Virtualenv 已经是标准库的一部分了,所以没有必要再去安装它了。

下一步,你希望安装virtualenv和virtualenvwrapper。Virtualenv使你能够为每个项目创造一个独立的环境。尤其是当你的不同项目使用不同版本的包时,这一点特别有用。Virtualenv wrapper 提供了一些不错的脚本,可以让一些事情变得容易。

Shell

; html-script: false ]sudo pip install virtualenvwrapper 

当virtualenvwrapper安装后,它会把virtualenv列为依赖包,所以会自动安装。

打开一个新的shell,输入mkvirtualenv test 。如果你打开另外一个shell,则你就不在这个virtualenv中了,你可以通过workon test 来启动。如果你的工作完成了,可以使用deactivate 来停用。 

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IPython

IPython是标准Python交互式的编程环境的一个替代品,支持自动补全,文档快速访问,以及标准交互式编程环境本应该具备的很多其他功能。

当你处在一个虚拟环境中的时候,可以很简单的使用pip install ipython 来进行安装,在命令行中使用ipython 来启动。

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另一个不错的功能是”笔记本”,这个功能需要额外的组件。安装完成后,你可以使用ipython notebook,而且会有一个不错的网页UI,你可以创建笔记本。这在科学计算领域很流行。

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测试

我推荐使用nose或是py.test。我大部分情况下用nose。它们基本上是类似的。我将讲解nose的一些细节。

这里有一个人为创建的可笑的使用nose进行测试的例子。在一个以test_开头的文件中的所有以test_开头的函数,都会被调用:

Python 


 


; html-script: false ]def test_equality(): 


 assert True == False 

不出所料,当运行nose的时候,我们的测试没有通过。

Shell

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ nosetests  


F 


====================================================================== 


FAIL: test_nose_example.test_equality 


---------------------------------------------------------------------- 


Traceback (most recent call last): 


 File "/Users/jhaddad/.virtualenvs/test/lib/python2.7/site-packages/nose/case.py", line 197, in runTest 


 self.test(*self.arg) 


 File "/Users/jhaddad/.virtualenvs/test/src/test_nose_example.py", line 3, in test_equality 


 assert True == False 


AssertionError 


  


---------------------------------------------------------------------- 

nose.tools中同样也有一些便捷的方法可以调用。

Python

; html-script: false ]from nose.tools import assert_true 


def test_equality(): 


 assert_true(False) 

如果你想使用更加类似JUnit的方法,也是可以的:

Python

; html-script: false ]from nose.tools import assert_true 


from unittest import TestCase 


  


class ExampleTest(TestCase): 


  


 def setUp(self): # setUp & tearDown are both available 


 self.blah = False 


  


 def test_blah(self): 


 self.assertTrue(self.blah) 

开始测试:

Shell

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ nosetests  


F 


====================================================================== 


FAIL: test_blah (test_nose_example.ExampleTest) 


---------------------------------------------------------------------- 


Traceback (most recent call last): 


 File "/Users/jhaddad/.virtualenvs/test/src/test_nose_example.py", line 11, in test_blah 


 self.assertTrue(self.blah) 


AssertionError: False is not true 


  


---------------------------------------------------------------------- 


Ran 1 test in 0.003s 


  


FAILED (failures=1) 

卓越的Mock库包含在Python 3 中,但是如果你在使用Python 2,可以使用pypi来获取。这个测试将进行一个远程调用,但是这次调用将耗时10s。这个例子显然是人为捏造的。我们使用mock来返回样本数据而不是真正的进行调用。

Python

; html-script: false ]import mock 


  


from mock import patch 


from time import sleep 


  


class Sweetness(object): 


 def slow_remote_call(self): 


 sleep(10) 


 return "some_data" # lets pretend we get this back from our remote api call 


  


def test_long_call(): 


 s = Sweetness() 


 result = s.slow_remote_call() 


 assert result == "some_data" 

当然,我们的测试需要很长的时间。

Shell

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ nosetests test_mock.py  


  


Ran 1 test in 10.001s 


  


OK 

太慢了!因此我们会问自己,我们在测试什么?我们需要测试远程调用是否有用,还是我们要测试当我们获得数据后要做什么?大多数情况下是后者。让我们摆脱这个愚蠢的远程调用吧:

Python

; html-script: false ]import mock 


  


from mock import patch 


from time import sleep 


  


class Sweetness(object): 


 def slow_remote_call(self): 


 sleep(10) 


 return "some_data" # lets pretend we get this back from our remote api call 


  


def test_long_call(): 


 s = Sweetness() 


 with patch.object(s, "slow_remote_call", return_value="some_data"): 


 result = s.slow_remote_call() 


 assert result == "some_data" 

好吧,让我们再试一次:

Shell

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ nosetests test_mock.py  


. 


---------------------------------------------------------------------- 


Ran 1 test in 0.001s 


  


OK 

好多了。记住,这个例子进行了荒唐的简化。就我个人来讲,我仅仅会忽略从远程系统的调用,而不是我的数据库调用。

nose-progressive是一个很好的模块,它可以改善nose的输出,让错误在发生时就显示出来,而不是留到最后。如果你的测试需要花费一定的时间,那么这是件好事。

pip install nose-progressive 并且在你的nosetests中添加--with-progressive

调试

iPDB是一个极好的工具,我已经用它查出了很多匪夷所思的bug。pip install ipdb 安装该工具,然后在你的代码中import ipdb; ipdb.set_trace(),然后你会在你的程序运行时,获得一个很好的交互式提示。它每次执行程序的一行并且检查变量。

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python内置了一个很好的追踪模块,帮助我搞清楚发生了什么。这里有一个没什么用的python程序:

Python

; html-script: false ]a = 1 


b = 2 


a = b 

这里是对这个程序的追踪结果:

Shell

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ python -m trace --trace tracing.py 1 ↵  


 --- modulename: tracing, funcname: <module> 


tracing.py(1): a = 1 


tracing.py(2): b = 2 


tracing.py(3): a = b 


 --- modulename: trace, funcname: _unsettrace 


trace.py(80): sys.settrace(None) 

当你想要搞清楚其他程序的内部构造的时候,这个功能非常有用。如果你以前用过strace,它们的工作方式很相像。

在一些场合,我使用pycallgraph来追踪性能问题。它可以创建函数调用时间和次数的图表。

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最后,objgraph对于查找内存泄露非常有用。这里有一篇关于如何使用它查找内存泄露的好文。

Gevent

Gevent 是一个很好的库,封装了Greenlets,使得Python具备了异步调用的功能。是的,非常棒。我最爱的功能是Pool,它抽象了异步调用部分,给我们提供了可以简单使用的途径,一个异步的map()函数:

Python

; html-script: false ]from gevent import monkey 


monkey.patch_all() 


  


from time import sleep, time 


  


def fetch_url(url): 


 print "Fetching %s" % url 


 sleep(10) 


 print "Done fetching %s" % url 


  


from gevent.pool import Pool 


  


urls = ["http://test.com", "http://bacon.com", "http://eggs.com"] 


  


p = Pool(10) 


  


start = time() 


p.map(fetch_url, urls) 


print time() - start 

非常重要的是,需要注意这段代码顶部对gevent monkey进行的补丁,如果没有它的话,就不能正确的运行。如果我们让Python连续调用 fetch_url 3次,通常我们期望这个过程花费30秒时间。使用gevent:

Python

; html-script: false ](test)jhaddad@jons-mac-pro ~VIRTUAL_ENV/src$ python g.py  


Fetching http://test.com 


Fetching http://bacon.com 


Fetching http://eggs.com 


Done fetching http://test.com 


Done fetching http://bacon.com 


Done fetching http://eggs.com 


10.001791954 

如果你有很多数据库调用或是从远程URLs获取,这是非常有用的。我并不是很喜欢回调函数,所以这一抽象对我来说效果很好。

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