为什么上下文管理器很慢

Question

一位同事向我指出，该with声明可能很慢。所以我测量了确实，从contextmanager函数中获取值比从 Python 2.7 中的生成器获取值要长 20 倍，在 PyPy 2.6 中甚至要长 200 倍。

为什么会这样？是否可以重写contextlib.contextmanager()以运行得更快？

供参考：

def value_from_generator():
    def inner(): yield 1

    value, = inner()
    return value

def value_from_with():
    @contextmanager
    def inner(): yield 1

    with inner() as value:
        return value

和时间：

$ python -m timeit 'value_from_generator()'
10000000 loops, best of 3: 0.169 usec per loop

$ python -m timeit 'value_from_with()'
100000 loops, best of 3: 3.04 usec per loop

Answer 1

使用探查器和 contextlib 源，我发现：

value_from_with:
 ncalls  tottime  cumtime  filename:lineno(function)
1000000    1.415    4.802  value_from_with  # 1sec more than value_from_generator, likely caused by with statement
1000000    1.115    1.258  contextlib.py:37(__init__)  # better doc string of context manager instance
1000000    0.656    0.976  contextlib.py:63(__exit__)  # optional exception handling
1000000    0.575    1.833  contextlib.py:124(helper)  # "wrapped" in decorator
2000000    0.402    0.604  {built-in method next}  # why it's so expensive?
1000000    0.293    0.578  contextlib.py:57(__enter__)  # a next() call to the generator in try&except block (just for error msg)
2000000    0.203    0.203  inner1
1000000    0.143    0.143  {built-in method getattr}  # better doc string, called by __init__

value_from_generator:
 ncalls  tottime  cumtime  filename:lineno(function)
1000000    0.416    0.546  value_from_generator
2000000    0.130    0.130  inner2

它告诉我们：从生成器解包比使用 next() 更快；函数调用的代价是昂贵的；异常处理的成本很高……所以这种比较是不公平的，这种分析只是为了好玩。

它还告诉我们，每次执行“with”块时都会创建一个上下文管理器实例（几乎是不可避免的）。除此之外，contextmanager还做了一些工作来说服我们。如果你真的想优化它，你可以编写一个上下文管理器类而不是使用装饰器

分析代码：

def inner1(): yield 1

def value_from_generator():
    value, = inner1()
    return value

# inner should not be created again and again
@contextmanager
def inner2(): yield 1

def value_from_with():
    with inner2() as value:
        return value