目錄
- 技術背景
- Manjaro Linux平臺安裝graphviz
- 總結概要
技術背景
在上一篇博客中，我們介紹了使用量子計算模擬器ProjectQ去生成一個隨機數，也介紹了隨機數的應用場景等。但是有些時候我們希望可以打開這里面實現的原理，去看看在產生隨機數的過程中經歷了哪些運算，調用了哪些模塊。只有梳理清楚這些相關的內容，我們才能夠更好的使用這個產生隨機數的功能。這里我們就引入一個工具pycallgraph，可以根據執行的代碼，給出這些代碼背后所封裝和調用的所有函數、類的關系圖，讓我們一起來了解下這個工具的安裝和使用方法。
Manjaro Linux平臺安裝graphviz
首先用pip安裝graphviz：
[dechin@dechin-manjaro callgraph]$ python3 -m pip install graphviz
Collecting graphviz
Downloading graphviz-0.16-py2.py3-none-any.whl (19 kB)
Installing collected packages: graphviz
Successfully installed graphviz-0.16
然后再安裝pycallgraph，這兩者有先后的依賴關系：
[dechin@dechin-manjaro callgraph]$ python3 -m pip install pycallgraph
Collecting pycallgraph
Downloading pycallgraph-1.0.1.tar.gz (36 kB)
Building wheels for collected packages: pycallgraph
Building wheel for pycallgraph (setup.py) ... done
Created wheel for pycallgraph: filename=pycallgraph-1.0.1-py3-none-any.whl size=35943 sha256=d0ee9415d7c268f6964f4a0fd1dc6ec3e039b6bedfe4844de6c1eb8fd0a61389
Stored in directory: /home/dechin/.cache/pip/wheels/c1/6c/a0/22b61ff9ca89881bb8d030ecd019b84697a39e7b187bc57938
Successfully built pycallgraph
Installing collected packages: pycallgraph
Successfully installed pycallgraph-1.0.1
用dot -v指令驗證一下graphviz是否安裝成功：
[dechin@dechin-manjaro callgraph]$ dot -v
bash: dot：未找到命令
咦？明明參考的正確方法，graphviz咋沒有裝上呢？經過面向谷歌的編程技術，發現了原來在系統上需要先安裝一個graphviz，這里展示的是Manjaro Linux平臺的安裝方法：
[dechin-manjaro callgraph]# pacman -S graphviz
正在解析依賴關系...
正在查找軟件包沖突...
軟件包 (3) gts-0.7.6.121130-2 netpbm-10.73.33-1 graphviz-2.44.1-6
下載大小： 9.74 MiB
全部安裝大小： 24.73 MiB
:: 進行安裝嗎？ [Y/n] Y
:: 正在獲取軟件包......
netpbm-10.73.33-1-x86_64 1867.1 KiB 6.51 MiB/s 00:00 [####################################] 100%
gts-0.7.6.121130-2-x86_64 211.0 KiB 12.1 MiB/s 00:00 [####################################] 100%
錯誤：無法從 mirrors.ustc.edu.cn : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
錯誤：無法從 mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
錯誤：無法從 mirrors.huaweicloud.com : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
錯誤：無法從 mirrors.sjtug.sjtu.edu.cn : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
錯誤：無法從 mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
錯誤：無法從 mirrors.aliyun.com : The requested URL returned error: 404 獲取文件 'graphviz-2.44.1-6-x86_64.pkg.tar.zst'
警告：無法獲取某些文件
錯誤：無法提交處理 (無法獲取某些文件)
發生錯誤，沒有軟件包被更新。
咦？再一次遇到了問題，配置了這么多鏡像源咋都安裝不上？再經過一番面向谷歌的編程，發現更新一下源就可以用了：
[dechin-manjaro callgraph]# pacman -Syy
:: 正在同步軟件包數據庫...
core 165.3 KiB 1968 KiB/s 00:00 [####################################] 100%
extra 1987.0 KiB 9.11 MiB/s 00:00 [####################################] 100%
community 6.6 MiB 9.93 MiB/s 00:01 [####################################] 100%
multilib 181.4 KiB 12.7 MiB/s 00:00 [####################################] 100%
archlinuxcn 1596.1 KiB 1232 KiB/s 00:01 [####################################] 100%
再次嘗試安裝graphviz：
[dechin-manjaro callgraph]# pacman -S graphviz
:: Some packages should be upgraded first...
正在解析依賴關系...
正在查找軟件包沖突...
軟件包 (2) archlinux-keyring-20210110-1 manjaro-system-20210217-1
下載大小： 0.95 MiB
全部安裝大小： 1.31 MiB
凈更新大小： 0.02 MiB
:: 進行安裝嗎？ [Y/n] Y
:: 正在獲取軟件包......
archlinux-keyring-20210110-1-any 950.2 KiB 4.96 MiB/s 00:00 [####################################] 100%
manjaro-system-20210217-1-any 21.4 KiB 0.00 B/s 00:00 [####################################] 100%
(2/2) 正在檢查密鑰環里的密鑰 [####################################] 100%
(2/2) 正在檢查軟件包完整性 [####################################] 100%
(2/2) 正在加載軟件包文件 [####################################] 100%
(2/2) 正在檢查文件沖突 [####################################] 100%
(2/2) 正在檢查可用存儲空間 [####################################] 100%
:: 正在處理軟件包的變化...
(1/2) 正在更新 archlinux-keyring [####################################] 100%
==> 正在從 archlinux.gpg 添加密匙...
gpg: 公鑰 CF66D153D884358F 在其簽名之后的 16 秒生成
==> 正在本地簽名密匙環中的可信密匙...
-> 正在本地簽名密匙 AB19265E5D7D20687D303246BA1DFB64FFF979E7...
-> 正在本地簽名密匙 DDB867B92AA789C165EEFA799B729B06A680C281...
-> 正在本地簽名密匙 0E8B644079F599DFC1DDC3973348882F6AC6A4C2...
-> 正在本地簽名密匙 D8AFDDA07A5B6EDFA7D8CCDAD6D055F927843F1C...
-> 正在本地簽名密匙 91FFE0700E80619CEB73235CA88E23E377514E00...
==> 正在導入擁有者信任值...
==> 正在密匙環中禁用已激活密匙...
-> 正在禁用密匙 4A8B17E20B88ACA61860009B5CED81B7C2E5C0D2...
-> 正在禁用密匙 684148BB25B49E986A4944C55184252D824B18E8...
-> 正在禁用密匙 5357F3B111688D88C1D88119FCF2CB179205AC90...
-> 正在禁用密匙 50F33E2E5B0C3D900424ABE89BDCF497A4BBCC7F...
-> 正在禁用密匙 39F880E50E49A4D11341E8F939E4F17F295AFBF4...
-> 正在禁用密匙 F5A361A3A13554B85E57DDDAAF7EF7873CFD4BB6...
-> 正在禁用密匙 40440DC037C05620984379A6761FAD69BA06C6A9...
-> 正在禁用密匙 FB871F0131FEA4FB5A9192B4C8880A6406361833...
-> 正在禁用密匙 487EACC08557AD082088DABA1EB2638FF56C0C53...
-> 正在禁用密匙 76B4192E902C0A52642C63C273B8ED52F1D357C1...
-> 正在禁用密匙 40776A5221EF5AD468A4906D42A1DB15EC133BAD...
-> 正在禁用密匙 0B20CA1931F5DA3A70D0F8D2EA6836E1AB441196...
-> 正在禁用密匙 07DFD3A0BC213FA12EDC217559B3122E2FA915EC...
-> 正在禁用密匙 34C5D94FE7E7913E86DC427E7FB1A3800C84C0A5...
-> 正在禁用密匙 B1F2C889CB2CCB2ADA36D963097D629E437520BD...
-> 正在禁用密匙 D4DE5ABDE2A7287644EAC7E36D1A9E70E19DAA50...
-> 正在禁用密匙 44D4A033AC140143927397D47EFD567D4C7EA887...
-> 正在禁用密匙 8F76BEEA0289F9E1D3E229C05F946DED983D4366...
-> 正在禁用密匙 27FFC4769E19F096D41D9265A04F9397CDFD6BB0...
-> 正在禁用密匙 4FCF887689C41B09506BE8D5F3E1D5C5D30DB0AD...
-> 正在禁用密匙 5A2257D19FF7E1E0E415968CE62F853100F0D0F0...
-> 正在禁用密匙 7FA647CD89891DEDC060287BB9113D1ED21E1A55...
-> 正在禁用密匙 5E7585ADFF106BFFBBA319DC654B877A0864983E...
-> 正在禁用密匙 E7210A59715F6940CF9A4E36A001876699AD6E84...
-> 正在禁用密匙 5559BC1A32B8F76B3FCCD9555FA5E5544F010D48...
-> 正在禁用密匙 BFA1ECFEF1524EE4099CDE971F0CD4921ECAA030...
-> 正在禁用密匙 4D913AECD81726D9A6C74F0ADA6426DD215B37AD...
-> 正在禁用密匙 8840BD07FC24CB7CE394A07CCF7037A4F27FB7DA...
-> 正在禁用密匙 BC1FBE4D2826A0B51E47ED62E2539214C6C11350...
-> 正在禁用密匙 9515D8A8EAB88E49BB65EDBCE6B456CAF15447D5...
-> 正在禁用密匙 779CD2942629B7FA04AB8F172E89012331361F01...
-> 正在禁用密匙 D921CABED130A5690EF1896E81AF739EC0711BF1...
-> 正在禁用密匙 5696C003B0854206450C8E5BE613C09CB4440678...
-> 正在禁用密匙 8CF934E339CAD8ABF342E822E711306E3C4F88BC...
-> 正在禁用密匙 1A60DC44245D06FEF90623D6EEEEE2EEEE2EEEEE...
-> 正在禁用密匙 81D7F8241DB38BC759C80FCE3A726C6170E80477...
-> 正在禁用密匙 63F395DE2D6398BBE458F281F2DBB4931985A992...
-> 正在禁用密匙 65EEFE022108E2B708CBFCF7F9E712E59AF5F22A...
-> 正在禁用密匙 66BD74A036D522F51DD70A3C7F2A16726521E06D...
==> 正在更新可信數據庫...
gpg: 下次信任度數據庫檢查將于 2021-03-06 進行
(2/2) 正在更新 manjaro-system [####################################] 100%
:: 正在運行事務后鉤子函數...
(1/1) Arming ConditionNeedsUpdate...
正在解析依賴關系...
正在查找軟件包沖突...
軟件包 (3) gts-0.7.6.121130-2 netpbm-10.73.33-1 graphviz-2.46.0-1
下載大小： 6.80 MiB
全部安裝大小： 23.32 MiB
:: 進行安裝嗎？ [Y/n] Y
:: 正在獲取軟件包......
graphviz-2.46.0-1-x86_64 6.8 MiB 7.03 MiB/s 00:01 [####################################] 100%
(3/3) 正在檢查密鑰環里的密鑰 [####################################] 100%
(3/3) 正在檢查軟件包完整性 [####################################] 100%
(3/3) 正在加載軟件包文件 [####################################] 100%
(3/3) 正在檢查文件沖突 [####################################] 100%
(3/3) 正在檢查可用存儲空間 [####################################] 100%
:: 正在處理軟件包的變化...
(1/3) 正在安裝 netpbm [####################################] 100%
(2/3) 正在安裝 gts [####################################] 100%
(3/3) 正在安裝 graphviz [####################################] 100%
graphviz 的可選依賴
mono: sharp bindings
guile: guile bindings
lua: lua bindings
ocaml: ocaml bindings
perl: perl bindings [已安裝]
python: python bindings [已安裝]
r: r bindings
tcl: tcl bindings [已安裝]
qt5-base: gvedit [已安裝]
gtk2: gtk output plugin [已安裝]
xterm: vimdot
:: 正在運行事務后鉤子函數...
(1/2) Arming ConditionNeedsUpdate...
(2/2) Warn about old perl modules
Finally還是給我安裝成功了，接下來再看看dot指令的執行情況：
[dechin-manjaro callgraph]# dot -v
dot - graphviz version 2.46.0 (0)
libdir = "/usr/lib/graphviz"
Activated plugin library: libgvplugin_dot_layout.so.6
Using layout: dot:dot_layout
Activated plugin library: libgvplugin_core.so.6
Using render: dot:core
Using device: dot:dot:core
The plugin configuration file:
/usr/lib/graphviz/config6
was successfully loaded.
render : cairo dot dot_json fig gd json json0 map mp pic pov ps svg tk visio vml vrml xdot xdot_json
layout : circo dot fdp neato nop nop1 nop2 osage patchwork sfdp twopi
textlayout : textlayout
device : bmp canon cmap cmapx cmapx_np dot dot_json eps fig gd gd2 gif gtk gv ico imap imap_np ismap jpe jpeg jpg json json0 mp pdf pic plain plain-ext png pov ps ps2 svg svgz tif tiff tk vdx vml vmlz vrml wbmp webp x11 xdot xdot1.2 xdot1.4 xdot_json xlib
loadimage : (lib) bmp eps gd gd2 gif ico jpe jpeg jpg png ps svg webp xbm
運行示例
這里我們以上一篇博客量子計算模擬器生成隨機數中的案例，來測試一下pycallgraph的功能。源代碼可以參考源博客地址，這里我們直接展示下更改后的代碼：
# random_number.py
from projectq import MainEngine
from projectq.ops import H, Measure
from pycallgraph import PyCallGraph
from pycallgraph.output import GraphvizOutput
def random_number_generator():
eng = MainEngine()
qubit = eng.allocate_qubit()
H | qubit
eng.flush()
Measure | qubit
random_number = int(qubit)
eng.flush(deallocate_qubits=True)
return random_number
if __name__ == '__main__':
graphviz = GraphvizOutput()
graphviz.output_file = 'random_number_generator.png'
with PyCallGraph(output=graphviz):
random_number = random_number_generator()
print('Random number generated by quantum simulator is:\
{}'.format(random_number))
其實pycallgraph的使用方法也非常的簡單，只需要導入PyCallGraph和GraphvizOutput兩個模塊，然后把main函數中所有需要運行的正常流程的代碼，放到with PyCallGraph(output=graphviz)里面即可。接下來運行該文件：
[dechin@dechin-manjaro callgraph]$ python3 random_number.py
Random number generated by quantum simulator is: 0
除了打印輸出，我們會發現在當前目錄下生成了一個名為random_number_generator.png的圖形文件，具體內容打開如下圖所示：
補充示例
考慮到上面的運行示例結果比較龐大，這也是一個稍微大一些的軟件項目所面臨的重大困難。這里為了簡明的展示pycallgraph的功能，我們再額外補充一個簡單的示例：
# simple_calculation.py
from pycallgraph import PyCallGraph
from pycallgraph.output import GraphvizOutput
def multiply(a, b):
return a*b
def plus(a, b):
return a+b
if __name__ == '__main__':
graphviz = GraphvizOutput()
graphviz.output_file = 'simple_calculation.png'
with PyCallGraph(output=graphviz):
a = 10
b = 2
print ('The value of a*b+b is: {}'.format(plus(multiply(a, b), b)))
這個案例的功能，僅僅是把加法和乘法進行了函數的封裝，再在main函數中調用，執行結果和pycallgraph生成的圖片如下圖所示：
[dechin@dechin-manjaro callgraph]$ python3 simple_calculation.py
The value of a*b+b is: 22
在這個示例中，我們就可以很清晰的看到這個執行的文件的調用關系，其實就只是調用了multiply和plus兩個函數而已。
總結概要
使用pycallgraph這個工具，可以幫助我們更好的入手去分析一個全新的軟件包。通過了解各個模塊之間的調用關系，我們還可以比較直觀的梳理出相關的架構圖，帶著架構的思維去逐層的分析相應的軟件及其實現的方式。
版權聲明
本文首發鏈接為：https://www.cnblogs.com/dechinphy/p/pycallgraph.html
作者ID：DechinPhy
更多原著文章請參考：https://www.cnblogs.com/dechinphy/
到此這篇關于使用pycallgraph分析python代碼函數調用流程以及框架解析的文章就介紹到這了,更多相關python代碼函數調用內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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