3 使用Python加速文件传输和文件复制 Giampaolo Rodola

• 语言: 中文（简体）
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/PyConChina

摘要

文档由Giampaolo Rodola介绍了如何利用Python和psutil库高效进行文件传输和复制。文档详细讲解了psutil的功能，包括进程监控、文件操作和网络连接管理。重点讨论了零拷贝技术和sendfile函数在提高文件复制效率中的应用，特别是在Linux环境下。文档还展示了传统文件复制方法的低效问题，并通过优化代码减少了上下文切换和内存复制，从而提升了I/O效率。

AI总结

以下是文档内容的中文总结：

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### 讲座信息
- **讲师**：Giampaolo Rodola
- **身份**：Python核心开发者（自2010年起），psutil和pyftpdlib库的作者。
- **演讲主题**：使用Python加速文件传输和文件复制。

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### 讲座内容总结

#### **第一部分：基础知识**
1. **基础UNIX概念**：
- 进程（Process）、线程（Thread）、文件描述符（File Descriptor）等基本概念。
2. **基础Socket操作**：
- 简单介绍了Socket的基本操作，包括连接、数据传输等。
3. **高效文件传输与复制**：
- 讨论了如何高效传输和复制文件，强调减少内存复制和上下文切换的重要性。

#### **第二部分：psutil库的应用**
1. **psutil库简介**：
- psutil是一种跨平台的系统监控库，可获取进程、CPU、内存、磁盘、网络等信息。
2. **进程信息获取**：
- 展示了如何通过psutil获取进程的基本信息，包括：
- 进程状态（`status()`）、命令行参数（`cmdline()`）、可执行路径（`exe()`）等。
- 用户ID（`uids()`）和组ID（`gids()`）。
- 环境变量（`environ()`）。
- 进程关系：父进程（`parents()`）、子进程（`children()`）。
3. **文件与连接监控**：
- 获取进程打开的文件（`open_files()`）和网络连接（`connections()`）。
- 文件描述符管理，避免资源泄漏。

#### **高效I/O与零拷贝**
1. **零拷贝（Zero-Copy）**：
- 通过减少数据复制和上下文切换来提高I/O效率。
2. **文件复制实例**：
- 对比了不同版本Python中文件复制的实现：
- **Python 3.7及更早版本**：通过循环读取和写入实现，存在多次上下文切换和内存复制。
- **Python 3.8及更高版本**：
- 使用`os.sendfile()`实现零拷贝，直接将数据从源文件传输到目标文件，减少内存复制和上下文切换。
- 示例代码：

     def copyfile(src, dst):
         src = open(src, 'rb')
         dst = open(dst, 'wb')
         fsize = os.path.getsize(src)
         offset = 0
         while offset != fsize:
             offset += os.sendfile(dst.fileno(), src.fileno(), offset, fsize)
         src.close()
         dst.close()

#### **总结**
- 生产效率I/O的关键在于减少内存复制和上下文切换。
- 推荐使用系统调用（如`os.sendfile()`）和高效工具（如psutil）来优化文件传输和复制。
- 处理资源泄漏问题，确保文件描述符及其他资源正确关闭。

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以上是文档的核心内容和观点，全面涵盖了讲座的主要知识点和技术要点。