使用Cython编译动态链接库

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软硬件环境

  • ubuntu 18.04 64bit
  • anaconda with python 3.6
  • cython 0.27.3

cython简介

Cython是让Python脚本支持C语言扩展的编译器,是python的超集,Cython能够将PythonC混合编码的.pyx脚本转换为C代码,主要用于优化Python脚本性能或Python调用C函数库。由于Python固有的性能差的问题,用C扩展Python成为提高Python性能常用方法。本文主要是介绍如何使用cythonpython代码编译成C语言中的动态链接库,也就是常说的so

cython安装

使用pip进行安装

  1. pip install cython

准备python模块

  1. cd /home/xugaoxiang/anaconda3/lib/python3.6/site-packages
  2. mkdir djstava
  3. cd djstava
  4. touch __init__.py test.py

编辑 test.py 文件内容

  1. def test():
  2. '''
  3. Just an example.
  4. '''
  5. print('Hello Cython.')

接下来测试下创建的模块是否可以被导入,其中的方法是否可以正常运行。这个可以用 python 或者 ipython 来进行

  1. xugaoxiang@ubuntu:~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/djstava$ python
  2. Python 3.6.4 |Anaconda custom (64-bit)| (default, Jan 16 2018, 18:10:19)
  3. [GCC 7.2.0] on linux
  4. Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
  5. >>> import djstava.test
  6. >>> djstava.test.test
  7. <function test at 0x7ff35f135598>
  8. >>> djstava.test.test()
  9. Hello Cython.

编译成so库

  1. cd /home/xugaoxiang/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/djstava
  2. cython test.py

生成了test.c文件,然后

  1. gcc -c -fPIC -I/home/xugaoxiang/anaconda3/include/python3.6m test.c

生成目标文件即.o文件

  1. gcc -shared test.o -o test.so

到此,动态库正式生成。

测试

这次我们用ipython来测试,首先进到目录/home/xugaoxiang/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/djstava,将test.py文件删除,防止它形成干扰

  1. xugaoxiang@ubuntu:~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/djstava$ ipython
  2. Python 3.6.4 |Anaconda custom (64-bit)| (default, Jan 16 2018, 18:10:19)
  3. Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
  4. IPython 6.2.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
  5. In [1]: import djstava.test
  6. In [2]: djstava.test.test
  7. Out[2]: <cyfunction test at 0x7f90945bbc80>
  8. In [3]: djstava.test.test()
  9. Hello Cython.

另外,python中如何去调用so库,请见之前的文章https://xugaoxiang.com/20

结合setup.py使用

如果还不了解setup.py的话,请移步https://xugaoxiang.com/144。为了跟上面的工程相冲突,我们新建一个新的目录/home/xugaoxiang/test,然后创建文件test.pyxpyx文件允许Cpython进行混编,它的内容如下

  1. def test():
  2. '''
  3. Just an example.
  4. '''
  5. print('Hello Cython.')

编写setup.py文件

  1. from distutils.core import setup
  2. from Cython.Build import cythonize
  3. setup(
  4. name='Test pyx',
  5. ext_modules=cythonize('test.pyx')
  6. )

编辑完毕,开始安装

  1. xugaoxiang@ubuntu:~/test$ python setup.py build
  2. Compiling test.pyx because it changed.
  3. [1/1] Cythonizing test.pyx
  4. running build
  5. running build_ext
  6. building 'test' extension
  7. creating build
  8. creating build/temp.linux-x86_64-3.6
  9. gcc -pthread -B /home/xugaoxiang/anaconda3/compiler_compat -Wl,--sysroot=/ -Wsign-compare -DNDEBUG -g -fwrapv -O3 -Wall -Wstrict-prototypes -fPIC -I/home/xugaoxiang/anaconda3/include/python3.6m -c test.c -o build/temp.linux-x86_64-3.6/test.o
  10. creating build/lib.linux-x86_64-3.6
  11. gcc -pthread -shared -B /home/xugaoxiang/anaconda3/compiler_compat -L/home/xugaoxiang/anaconda3/lib -Wl,-rpath=/home/xugaoxiang/anaconda3/lib -Wl,--no-as-needed -Wl,--sysroot=/ build/temp.linux-x86_64-3.6/test.o -o build/lib.linux-x86_64-3.6/test.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so

编译后的文件目录结构如下

  1. xugaoxiang@ubuntu:~/test$ ls -R
  2. .:
  3. build setup.py test.c test.pyx
  4. ./build:
  5. lib.linux-x86_64-3.6 temp.linux-x86_64-3.6
  6. ./build/lib.linux-x86_64-3.6:
  7. test.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so
  8. ./build/temp.linux-x86_64-3.6:
  9. test.o

注意到,test.c文件已经生成,同时还有build下的.o.so文件。同样的,我们用ipython来测试下生成的so文件,在当前目录下创建一个全新的文件夹,然后将上步中生成的so文件拷贝过来,再新建一个__init__.py文件,内容是

  1. from test import *

然后开始测试

  1. xugaoxiang@ubuntu:~/test/test$ ipython
  2. Python 3.6.4 |Anaconda custom (64-bit)| (default, Jan 16 2018, 18:10:19)
  3. Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
  4. IPython 6.2.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
  5. In [1]: import test
  6. In [2]: test.test()
  7. Hello Cython.

参考资料

转载请注明作者和出处,并添加本页链接。
原文链接: blog.xugaoxiang.com/145