比较：import 语句与 import 函数

Question

作为问题的跟进，我进行了一些测试，并得出了令人惊讶的结果。

我在这里比较经典 import 语句和调用 __import__ 内置函数的执行时间。为此，我在交互模式下使用以下脚本：

import timeit   

def test(module):    
    t1 = timeit.timeit("import {}".format(module))
    t2 = timeit.timeit("{0} = __import__('{0}')".format(module))
    print("import statement:   ", t1)
    print("__import__ function:", t2)
    print("t(statement) {} t(function)".format("<" if t1 < t2 else ">"))

与链接问题一样，这里是导入 sys 以及其他一些标准模块时的比较：

>>> test('sys')
import statement:    0.319865173171288
__import__ function: 0.38428380458522987
t(statement) < t(function)

>>> test('math')
import statement:    0.10262547545597034
__import__ function: 0.16307580163101054
t(statement) < t(function)

>>> test('os')
import statement:    0.10251490255312312
__import__ function: 0.16240755669640627
t(statement) < t(function)

>>> test('threading')
import statement:    0.11349136644972191
__import__ function: 0.1673617034957573
t(statement) < t(function)

到目前为止一切顺利，import 比 __import__() 快。这对我来说很有意义，因为正如我在链接 post 中所写，我发现 IMPORT_NAME 指令与 CALL_FUNCTION 相比是合乎逻辑的，当后者导致调用__import__.

但是当涉及到不太标准的模块时，结果相反：

>>> test('numpy')
import statement:    0.18907936340054476
__import__ function: 0.15840019037769792
t(statement) > t(function)

>>> test('tkinter')
import statement:    0.3798560809537861
__import__ function: 0.15899962771786136
t(statement) > t(function)

>>> test("pygame")
import statement:    0.6624641952621317
__import__ function: 0.16268579177259568
t(statement) > t(function)

这种执行时间差异背后的原因是什么？ import 语句在标准模块上更快的真正原因是什么？另一方面，为什么 __import__ 函数与其他模块一起运行速度更快？

测试领先 Python 3.6

Answer 1

请记住，所有模块在第一次导入后都会缓存到 sys.modules，所以时间...

无论如何，我的结果是这样的：

#!/bin/bash

itest() {
    echo -n "import : "
    python3 -m timeit "import "
    echo -n "__import__(''): "
    python3 -m timeit "__import__('')"
}

itest "sys"
itest "math"
itest "six"
itest "PIL"

import sys: 0.481
__import__('sys'): 0.586
import math: 0.163
__import__('math'): 0.247
import six: 0.157
__import__('six'): 0.273
import PIL: 0.162
__import__('PIL'): 0.265

Answer 2

timeit 测量总执行时间，但是模块的第一次导入，无论是通过 import 还是 __import__，都比后续的要慢 - 因为它是唯一一个实际上执行模块初始化。它必须在文件系统中搜索模块的文件，加载模块的源代码（最慢）或以前创建的字节码（慢但比解析 .py 文件快一点）或共享库（对于 C 扩展），执行初始化代码，将模块对象存入sys.modules。随后的导入将跳过所有这些并从 sys.modules.

检索模块对象

如果您颠倒顺序，结果会有所不同：

import timeit   

def test(module):    
    t2 = timeit.timeit("{0} = __import__('{0}')".format(module))
    t1 = timeit.timeit("import {}".format(module))
    print("import statement:   ", t1)
    print("__import__ function:", t2)
    print("t(statement) {} t(function)".format("<" if t1 < t2 else ">"))

test('numpy')
import statement:    0.4611093703134608
__import__ function: 1.275512785926014
t(statement) < t(function)

获得无偏差结果的最佳方法是导入一次，然后进行计时：

import timeit   

def test(module):    
    exec("import {}".format(module))
    t2 = timeit.timeit("{0} = __import__('{0}')".format(module))
    t1 = timeit.timeit("import {}".format(module))
    print("import statement:   ", t1)
    print("__import__ function:", t2)
    print("t(statement) {} t(function)".format("<" if t1 < t2 else ">"))

test('numpy')
import statement:    0.4826306561727307
__import__ function: 0.9192819125911029
t(statement) < t(function)

所以，是的，import 总是比 __import__ 快。

Answer 3

What is the reason behind this difference in the execution times?

import 语句有一个非常简单的路径可以通过。它导致 IMPORT_NAME 调用 import_name 并导入给定的模块（如果没有覆盖名称 __import__）：

dis('import math')
  1           0 LOAD_CONST               0 (0)
              2 LOAD_CONST               1 (None)
              4 IMPORT_NAME              0 (math)
              6 STORE_NAME               0 (math)
              8 LOAD_CONST               1 (None)
             10 RETURN_VALUE

另一方面，

__import__ 执行所有函数通过 CALL_FUNCTION:

执行的通用函数调用步骤

dis('__import__(math)')
  1           0 LOAD_NAME                0 (__import__)
              2 LOAD_NAME                1 (math)
              4 CALL_FUNCTION            1
              6 RETURN_VALUE

当然，它是内置的，比普通的 py 函数快得多，但它仍然比带有 import_name 的 import 语句慢。

这就是为什么它们之间的时间差是恒定的。使用@MSeifert 代码片段（纠正了不公正的时间 :-) 并添加了另一个打印件，您可以看到：

import timeit   

def test(module):    
    exec("import {}".format(module))
    t2 = timeit.timeit("{0} = __import__('{0}')".format(module))
    t1 = timeit.timeit("import {}".format(module))
    print("import statement:   ", t1)
    print("__import__ function:", t2)
    print("t(statement) {} t(function)".format("<" if t1 < t2 else ">"))
    print('Diff: {}'.format(t2-t1))


for m in sys.builtin_module_names:
    test(m)

在我的机器上，它们之间存在大约 0.17 的恒定差异（通常预期会有轻微差异）

_{*值得注意的是，这些并不完全等同。 __import__ 不进行任何名称绑定，字节码证明了这一点。}

比较：import 语句与 import 函数

Comparison: import statement vs import function

python

performance

python-import

比较：import 语句与 __import__ 函数

Comparison: import statement vs __import__ function

python

performance

python-import

比较：import 语句与 import 函数

Comparison: import statement vs import function