在python中通过调用dll来提高运行速度-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了在python中通过调用dll来提高运行速度。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、前言

最近项目中需要录制键鼠命令，然后再通过注入的方式回放录制过程。一般来说，普通的一些点击命令完全可以通过python的一些包来完成键鼠模拟操作，比如通过pyautogui包。但是，鼠标移动过程中，如果采用频率很高的话，比如1s之类采样50个点像素坐标，那么就会发现，如果是通过python进行回放的话，整个回放过程，相比于原来的录制过程，就如同慢放一样。
整个过程抽象如下：
在录制过程每隔时间T进行一次采样（记录下该点的坐标），由于采样本身所消耗的时间极少（小于0.1ms），可以忽略，因此，录制过程假如采样n个点，需要的时间为：nT
回放过程，需要依次移动到采样的的每个点p1、p2…，由于在回放过程移动到每个点是通过python函数moveTo来实现的，而函数moveTo执行一次的时间为t（大概在100ms左右，不能忽略），所以回放过程消耗的时间为：nT + nt 。
回放过程与录制过程的时间比比：（nT + nt）/nT = 1 + t/T，因此回放过程相对于录制过程，相当于是1 + t/T倍慢放。并且采样频率越高，即T越小，慢放的比例越大！
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为了让回放过程更加接近录制过程，即减小慢放的比例，就需要缩放moveTo的执行时间。由于通过python实现moveTo的时间消耗较长，可以通过c/c++来实现moveTo，就可以大幅缩短moveTo需要的时间。

2、生成dll

为了在python中调用dll，需要先生成moveTo的dll文件。对应的源码如下：

// mouseMove.h
#ifdef MYDLL_EXPORTS
#define MATH_API __declspec(dllexport)
#else
#define MATH_API __declspec(dllimport)
#endif
#include <windows.h>
extern "C" {
	MATH_API void mouseClick(int x, int y);
	MATH_API void LeftDown(int x, int y);
	MATH_API void LeftUp(int x, int y);
	MATH_API void mouseMove(int x, int y);  // 对应moveTo函数
}

// mouseMove.cpp
void mouseClick(int x, int y) {
	INPUT input = { 0 };
	input.type = INPUT_MOUSE;
	input.mi.dwFlags = MOUSEEVENTF_ABSOLUTE | MOUSEEVENTF_MOVE | MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP;

	// 计算屏幕上的坐标位置
	input.mi.dx = x * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
	input.mi.dy = y * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);

	SendInput(1, &input, sizeof(INPUT));
}

void LeftDown(int x, int y) {
	INPUT input = { 0 };
	input.type = INPUT_MOUSE;
	input.mi.dwFlags = MOUSEEVENTF_ABSOLUTE | MOUSEEVENTF_MOVE | MOUSEEVENTF_LEFTDOWN;

	// 计算屏幕上的坐标位置
	input.mi.dx = x * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
	input.mi.dy = y * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);

	SendInput(1, &input, sizeof(INPUT));
}
void LeftUp(int x, int y) {
	INPUT input = { 0 };
	input.type = INPUT_MOUSE;
	input.mi.dwFlags = MOUSEEVENTF_ABSOLUTE | MOUSEEVENTF_MOVE | MOUSEEVENTF_LEFTUP;

	// 计算屏幕上的坐标位置
	input.mi.dx = x * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
	input.mi.dy = y * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);

	SendInput(1, &input, sizeof(INPUT));
}
void mouseMove(int x, int y) {
	INPUT input = { 0 };
	input.type = INPUT_MOUSE;
	input.mi.dwFlags = MOUSEEVENTF_ABSOLUTE | MOUSEEVENTF_MOVE;

	// 计算屏幕上的坐标位置
	input.mi.dx = x * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
	input.mi.dy = y * 65535 / GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);

	SendInput(1, &input, sizeof(INPUT));
}

注意：在dll文件中不仅实现mouseMove（对应moveTo），还顺带实现了mouseClick等操作。

3、通过pyton调用dll

在python中调用dll文件，只需要先导入ctypes包，然后通过ctypes包加载dll文件，然后调用dll中的函数即可。

import ctypes
import pyautogui
# 加载dll文件
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary("E:\\program\\cplusplus\\myDll\\x64\\Release\\myDll.dll")
# 调用dll中的函数
lib.mouseMove(100,200)

4、python库与dll库运行速度对比

都知道比速度python肯定是比不上c/c++，但是运行速度到底差了多少呢？如果单纯是就论本问题提到的移动鼠标这个功能的话，说出来可能吓人！！！
无图说个。。。。，

import time
import ctypes
import pyautogui
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary("E:\\program\\cplusplus\\myDll\\x64\\Release\\myDll.dll")
t = time.time()
# dll执行1000次mouseMove
for i in range(0,1000):
    lib.mouseMove(i,2)
t1 = time.time()
print("mouseMove 1000 times by dll: ",t1 - t)
# 通过pyautogui执行100次moveTo
t = time.time()
for i in range(0,100):
    pyautogui.moveTo(i,300)
t1 = time.time()
print("moveTo 100 times by pyautogui:",t1 - t)

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从图中可以看到，通过dll执行1000次mouseMove消耗的时间为0.11s，平均一次0.1ms左右
通过pyautogui执行100 mouseTo消耗时间为10s，平均一次消耗时间100ms
居然相差了1000倍？？？
难怪录制过程转换为python回放都变慢放了~
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之前一直很难相信python和c++ dll的速度会相差这么，事实上却是也没有这么大的差距，应该本质上pyautogui也是通过调用windows API相关dll。那么问题出在哪里呢？
研究pyautogui源码发现，pyautogui的moveTo接口有装饰器，绝大部分时间都消耗在了装饰器上。
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将装饰器去掉的话，就和调用dll的速度相当了。