用 mprof 指令畫 Python 記憶體用量圖

這陣子做記憶體用量相關的研究時，就在想怎麼視覺化(visualize) Python 執行時隨時間變化的記憶體用量，當然，步驟越簡單越好。

查了才知道，知名的 memory_profiler 已經把這件事情搞定。

一起來看怎麼畫 Python 記憶體用量圖吧！

本文環境 #

• Python
• memory_profiler

pip install memory_profiler matplotlib

memory_profiler #

memory_profiler 是 1 用來剖析 Python 記憶體用量的套件，它提供 1 個 @profile 裝飾子(decorator)給開發者使用，用來監測每一行 Python 程式碼的記憶體用量，例如下列範例程式用 @profile 裝飾子監控 func() 函式的記憶體用量：

# test.py
import string
import time
from random import choices
from memory_profiler import profile


@profile
def func():
    a = []
    for i in range(0, 10000):
        x = ''.join(choices(string.ascii_letters, k=8))
        a.append(x)
        if i % 500 == 0:
            time.sleep(1)


if __name__ == '__main__':
    func()

上述範例可以用以下 2 種指令（擇一）查看記憶體用量：

$ python -m memory_profiler test.py

或

$ python test.py

執行結果如下圖，可以看到每 1 行的記憶體用量都顯示出來：

mprof 指令 #

安裝 memory_profiler 之後，會有 1 個 mprof 指令可以使用，這個指令可以執行 Python 程式，並產生記憶體剖析報告：

$ mprof run test.py

執行成功之後，會出現一個名為 mprofile_<時間戳>.dat 的檔案，這個檔案裡面存著每個時間點的記憶體用量數據（預設 0.1s 存一次），檔案內容大致如下所示：

CMDLINE /bin/python3.8 test.py
MEM 0.156250 1694398620.7860
MEM 14.625000 1694398620.8912
MEM 14.625000 1694398620.9965
MEM 14.625000 1694398621.1013
MEM 14.625000 1694398621.2066
MEM 14.625000 1694398621.3114
MEM 14.625000 1694398621.4168

p.s. 也就是說你只要符合這個格式，不管什麼語言的記憶體用量，都可以用 mprof plot 指令畫出來

產生 mprofile_<時間戳>.dat 之後，就可以用 mprof plot 指令，直接畫出 Python 記憶體用量的圖：

$ mprof plot

mprof plot 預設會載入所有符合 mprofile_<時間戳>.dat 檔名格式的檔案，如果只需要載入特定檔案，可以在指令後加上檔名：

$ mprof plot mprofile_<時間戳>.dat

成功執行的話，就會有類似以下的圖可以查看：

有了這張漂亮又專業的圖，肯定可以增加你帶給同事的專業感！

以上！

Enjoy!

References #

memory-profiler