当前位置:

首页 > 编程开发 > Nuitka简介:编译和分发Python的更好方法

Nuitka简介:编译和分发Python的更好方法

译者|李睿审校|孙淑娟随着Python越来越受欢迎,其局限性也越来越明显。一方面,编写Python应用程序并将其分发给没有安装Python的人员可能非常困难。解决这一问题的最常见方法是将程序与其所有支持库和文件以及Python运行时打包在一起。有一些工具可以做到这一点,例如PyInstaller,但它们需要大量的缓存才能正常工作。更重要的是,通常可以从生成的包中提取Python程序的源代码。在某些情况下,这会破坏交易。第三方项目Nuitka提供了一个激进的解决方案。它将Python程序编译为C语言

译者 | 李睿

审校 | 孙淑娟

随着Python越来越受欢迎,其局限性也越来越明显。一方面,编写Python应用程序并将其分发给没有安装Python的人员可能非常困难。

解决这一问题的最常见方法是将程序与其所有支持库和文件以及Python运行时打包在一起。有一些工具可以做到这一点,例如PyInstaller,但它们需要大量的缓存才能正常工作。更重要的是,通常可以从生成的包中提取Python程序的源代码。在某些情况下,这会破坏交易。

第三方项目Nuitka提供了一个激进的解决方案。它将Python程序编译为C语言二进制文件——不是通过将CPython运行时与程序字节码打包,而是通过将Python指令翻译成C语言。其结果能够以压缩包的形式分发,也可以与其他第三方产品一起打包到安装程序中。

Nuitka还试图保持与Python生态系统的最大兼容性,因此NumPy等第三方库可以可靠地工作。Nuitka还尽可能地对编译后的Python程序进行性能改进,但同样不会牺牲整体兼容性。但不能保证加快速度,因此它们在工作负载之间变化很大,并且某些程序可能不会体验到任何显著的性能改进。一般来说,最好不要依赖Nuitka来提高性能,而是作为捆绑解决方案。  

安装Nuitka  

Nuitka可以与Python 2.6到2.7和Python3.3到3.10配合使用。它可以为Microsoft Windows、macOS、Linux和FreeBSD/NetBSD编译二进制文件。需要注意的是,开发人员必须在目标平台上构建二进制文件;不能交叉编译。

对于每个平台,除了需要Python运行时外,还需要一个C编译器。在Microsoft Windows上,建议使用Visual Studio 2022或更高版本,但也可以使用MinGW-w64 C11(gcc 11.2或更高)。对于其他平台,可以在Visual Studio下的Windows上使用gcc 5.1或更高版本g++4.4或更高级别、clang或clang cl。

需要注意的是,如果使用Python 3.3或Python 3.4,由于工具依赖性,将需要Python 2.7。如果可以的话,所有这些都应该成为使用最新版本Python的理由。  

最好将Nuitka与项目一起安装在虚拟环境中,作为开发依赖项而不是分发依赖项。Nuitka本身并未与项目捆绑在一起或被其项目使用;它执行捆绑。  

首次使用Nuitka  

在安装Nuitka之后,使用Nuitka或python-m nuitka调用它。  

开发人员想要使用Nuitka做的第一件事是验证整个工具链是否正常工作,包括C编译器。要对此进行测试,可以编译一个简单的“Hello world”Python程序,将其命名为main.py:  

print ("Hello world")

使用Nuitka编译Python程序时,将入口点模块的名称作为参数传递给Nuitka,例如Nuitka main.py。当这样调用时,Nuitka将接收main.py并从中构建一个可执行文件。  

需要注意的是,因为只是在测试Nuitka的功能,所以它只会将该Python文件编译为可执行文件。它不会编译任何其他内容,也不会捆绑任何内容以进行重新分发。但是编译一个文件应该足以确定Nuitka的工具链是否设置正确。  

在编译完成后,应该会看到与Python程序位于同一目录中的二进制可执行文件。运行可执行文件以确保其正常工作。  

还可以通过将--run作为命令行标志传递自动运行Nuitka编译的应用程序。  

如果“Hello world”测试可执行文件有效,可以尝试将其打包为可再发行文件。以下解释这个过程。  

需要注意的是,当使用Nuitka运行第一个测试编译时,它可能会在几秒钟内完成。而这只编译一个模块,而不是整个程序。使用Nuitka编译完整的程序可能需要几分钟或更长时间,具体取决于程序使用的模块数量。  

使用Nuitka编译Python程序  

在默认情况下,Nuitka只编译指定的模块。如果模块有来自程序中其他地方、标准库或第三方包的导入,则需要指定也应该编译这些导入。

考虑修改后的“Hello world”程序,其中有一个名为greet.py的相邻模块:

def greet(name):
print ("Hello ", name)

和修改后的main.py:  

import greet
greet.greet("world")

要编译这两个模块,可以使用--follow-imports开关:  

nuitka --follow-imports main.py

该开关确保整个程序所需的所有导入都从导入语句中跟踪并一起编译。

另一个选项--nofollow-import-to允许从导入过程中排除特定的子目录。这一选项对于筛选出知道从未使用过的测试套件或模块很有用。它还允许提供通配符作为参数。  

Nuitka简介:编译和分发Python的更好方法

图1.使用Nuitka编译大型复杂程序。这个示例涉及编译Pyglet模块以及标准库中的许多模块,这需要几分钟的时间

(1)包括动态导入  

现在出现了Python用户在尝试打包Python应用程序以进行分发时经常遇到的问题之一。--follow-imports选项仅遵循通过import语句在代码中显式声明的导入。它不处理动态导入。  

为了解决这个问题,可以使用--include-plugin-directory开关为动态导入的模块提供一个或多个路径。例如,对于包含动态导入代码的名为mods的目录,可以使用:  

nuitka--follow-imports--include-plugin-directory=modsmain.py

(2)包括数据文件和目录  

如果Python程序使用在运行时加载的数据文件,Nuitka也无法自动检测这些文件。要将单个文件和目录包含在Nuitka打包程序中,可能使用--include-data-files和--include-data-dir。  

--include-data-files允许为要复制的文件指定通配符以及要将它们复制到的位置。例如,--include-data dir=/path/to/data=data会将/path.to/data中的所有内容复制到分发目录中的匹配目录数据。

-include-data-dir的工作方式大致相同,只是它不使用通配符;它只允许传递要复制的路径和要将其复制到的分发文件夹中的目标。例如,--include-data dir=/path/to/data=data会将/path.to/data中的所有内容复制到分发目录中的匹配目录数据。

(3)包括Python包和模块  

指定导入的另一种方法是使用Python样式的包命名空间而不是文件路径,使用--include-package选项。例如,以下命令将包括mypackage,它在磁盘上的任何位置(假设Python可以找到它),以及它下面的所有内容:  

nuitka --include-package=mypackage main.py

如果包需要自己的数据文件,可以使用--include-package-data选项包含这些文件:  

nuitka --include-package=mypackage --include-package-data=mypackage main.py

该命令告诉Nuitka获取包目录中实际上不是代码的所有文件。  

如果只想包含单个模块,可以使用--include-module:  

nuitka --include-module=mypackage.mymodule main.py

该命令告诉Nuitka只包含mypackage.mymodule,而不包含其他内容。  

编译Python程序进行重新分发

当想用Nuitka编译Python程序以进行重新分发时,可以使用命令行开关--standalone来处理大部分工作。此开关自动跟随所有导入并生成一个dist文件夹,其中包含已编译的可执行文件和所需的任何支持文件。要重新分发程序,只需要复制此目录即可。  

不要指望--standalone的程序在第一次运行时就可以工作。Python程序的一般动态性几乎保证了需要使用上述其他一些选项来确保编译的程序正常运行。例如,如果有一个需要特定字体的GUI应用程序,可能必须使用--include-data-files或--include-data-dir将它们复制到发行版中。  

此外,如上所述,--standalone应用程序的编译时间可能比测试编译长得多。一旦对测试独立构建的应用程序需要多长时间有所了解,就为测试独立构建的应用程序所需的构建时间进行预算。

最后,Nuitka提供了另一个构建选项--onefile。对于那些熟悉PyInstaller的人来说,--onefile的工作方式与该程序中的相同选项相同:它将整个应用程序(包括其所有依赖文件)压缩为单个可执行文件,无需重新分发其他文件。但是,重要的是要知道--onefile在Linux和Microsoft Windows上的工作方式不同。在Linux上,它使用存档的内容安装一个虚拟文件系统。在Windows上,它会将文件解压缩到一个临时目录中并从那里运行它们,它必须为程序的每次运行执行这一操作。在Windows上使用--onefile可能会显著降低启动程序所需的时间。

原文标题:Intro to Nuitka: A better way to compile and distribute Python,作者:Serdar Yegulalp

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
编程开发 Python
相关文章 更多
Python安装后怎么打开:使用IDLE或命令行启动解释器
Python安装后怎么打开:使用IDLE或命令行启动解释器

刚在Windows安装好Python却不知道如何启动?本文详细演示如何通过开始菜单找到并打开IDLE集成开发环境,以及如何在PowerShell或命令提示符中使用python和py命令启动交互式解释器、运行.py脚本文件。包含退出解释器的方法及常见启动问题排查,帮助初学者快速验证安装成功并开始编写代码。

Windows系统Python安装教程:下载、勾选PATH及环境变量配置
Windows系统Python安装教程:下载、勾选PATH及环境变量配置

针对Windows初学者的Python安装实战指南。详细讲解如何从Python官网下载匹配架构的安装包,重点演示安装首屏勾选“Add python.exe to PATH”的关键操作,并提供使用python --version和py命令验证环境变量的具体步骤,帮助新手快速搭建开发环境并排查路径问题。

麒麟OS如何查看Python进程的运行状态
麒麟OS如何查看Python进程的运行状态

要想确认麒麟OS中Python程序的运行状态以及资源占用情况,我们可以这样做:用ps -ef | grep python来筛选进程;通过top命令,按P键排序查看实时负载;使用pgrep -f "script.py"精准获取PID;借助lsof -p PID验证文件打开状态。另外,还可以结合syst

Python在Debian上如何配置SSL证书
Python在Debian上如何配置SSL证书

在Debian系统上配置SSL证书通常涉及以下几个步骤:安装Web服务器:首先,你需要一个Web服务器,比如Apache或Nginx。这里以Apache为例。sudo apt updatesudo apt install apache2获取SSL证书:你可以从Let’s Encrypt免费获取SSL

统信UOS怎么安装Python开发环境
统信UOS怎么安装Python开发环境

要想让Python项目在统信UOS上正常运行,得先安装python3、python3-pip、python3-venv、python3-dev以及build-essential等组件。具体操作就是执行sudo apt install命令来一步到位完成安装,同时别忘了配置清华镜像源来给pip加速哦。在

纯Python方案实现中英文全文搜索
纯Python方案实现中英文全文搜索

在互联网上的各类网站中,无论大小,基本上都会有一个搜索框,用来给用户对内容进行搜索,小到站点搜索,大到搜索引擎搜索。从简单的来说,搜索功能确实很简单,一个简单的select语句就可以实现数据的搜索。而从复杂的来看,无论是搜索的精度还是搜索的效率,都是有很深的研究范围的。对于简单的搜索功能来说,一个s

Mac如何取消通过Python脚本运行的关机程序
Mac如何取消通过Python脚本运行的关机程序

立即在终端输入sudo shutdown -c取消倒计时关机,成功后显示“Shutdown cancelled”;若存在pmset重复任务,需再执行sudo pmset repeat cancel清除。Mac因Python脚本执行了os.system("sudo shutdown -h +10")或

Pythonasyncio异步并发与多固定出口IP调度实战
Pythonasyncio异步并发与多固定出口IP调度实战

之前写过一篇同步场景下用 Python 管理多个固定出口 IP 的实践(ExitPool + requests/httpx),覆盖了健康检查、故障转移和连接池复用。但在实际业务中,越来越多的场景用 asyncio 做高并发采集或批量接口调用——异步事件循环下多出口的管理方式和同步场景完全不同:单线程

Python在静态出口IP产品中的实战:从地址漂移巡检到多IP故障切换
Python在静态出口IP产品中的实战:从地址漂移巡检到多IP故障切换

写在前面:为什么静态出口 IP 不是"买了就行"不少团队在引入静态出口 IP 产品时,第一反应往往是:“地址配上去,这事就算完了。”可真到了真实业务里,静态出口 IP 真正能体现价值的地方,往往不在分配这一步,而在分配之后怎么管:地址有没有漂移,质量是否达标,某一条线路突然不可用时怎么切换,连接层又

using namespace 使用中遇到的问题怎么解决
using namespace 使用中遇到的问题怎么解决

命名空间的基本概念与常见引入问题在C++等编程语言中,命名空间(namespace)是一种将代码标识符(如变量、函数、类名)封装在特定名称下的机制,其主要目的是避免命名冲突,尤其是在大型项目或使用多个第三方库时。使用“using namespace”指令可以将指定命名空间中的所有名称引入当前作用域,

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。