【Python】Django、Flask、Tornado的框架性能分析_flask 性能

1、简介

本文仅关注目前最常用的三大 Python 框架：Django、 Flask 以及 Tornado。

2、区别

2.1、Django

Django：Python 界最全能的 web 开发框架，battery-include 各种功能完备，可维护性和开发速度一级棒。常有人说 Django 慢，其实主要慢在 Django ORM 与数据库的交互上，所以是否选用 Django，取决于项目对数据库交互的要求以及各种优化。而对于 Django 的同步特性导致吞吐量小的问题，其实可以通过 Celery 等解决，倒不是一个根本问题。Django 的项目代表：Instagram，Guardian。

Django是一个开放源代码的Web应用框架，由Python写成。采用了MTV的框架模式，即模型M，模板T和视图V。它最初是被开发来用于管理劳伦斯出版集团旗下的一些以新闻内容为主的网站的，即是CMS（内容管理系统）软件。

2.2、Flask

Flask：微框架的典范，号称 Python 代码写得最好的项目之一。Flask 的灵活性，也是双刃剑：能用好 Flask 的，可以做成 Pinterest，用不好就是灾难（显然对任何框架都是这样）。Flask 虽然是微框架，但是也可以做成规模化的 Flask。加上 Flask 可以自由选择自己的数据库交互组件（通常是 Flask-SQLAlchemy），而且加上 celery +redis 等异步特性以后，Flask 的性能相对 Tornado 也不逞多让，也许Flask 的灵活性可能是某些团队更需要的。

Flask是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。其 WSGI 工具箱采用 Werkzeug ，模板引擎则使用 Jinja2 。Flask使用 BSD 授权。Flask也被称为 “microframework” ，因为它使用简单的核心，用 extension 增加其他功能。Flask没有默认使用的数据库、窗体验证工具。Flask 很轻，花很少的成本就能够开发一个简单的网站。非常适合初学者学习。Flask 框架学会以后，可以考虑学习插件的使用。例如使用 WTForm + Flask-WTForm 来验证表单数据，用 SQLAlchemy + Flask-SQLAlchemy 来对你的数据库进行控制。

2.3、Tornado

Tornado：天生异步，性能强悍是 Tornado 的名片，然而 Tornado 相比 Django 是较为原始的框架，诸多内容需要自己去处理。当然，随着项目越来越大，框架能够提供的功能占比越来越小，更多的内容需要团队自己去实现，而大项目往往需要性能的保证，这时候 Tornado 就是比较好的选择。Tornado项目代表：知乎。

Tornado是一种 Web 服务器软件的开源版本。Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其 非阻塞的方式和对epoll的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，因此 Tornado 是实时 Web 服务的一个 理想框架。

3、数据对比

这里使用之前的一个报告数据： Python’s Web Framework Benchmarks。

3.1 最基本的 json 测试：Django 与 Flask 占优

单纯在本地测试 json 的序列化，Django 完成一次 json 序列化的平均时间 42.52 毫秒，每秒请求量 4762 次。Flask 在此项测试中，与 Django 的比较不相上下，Flask 平均时间 43.33 毫秒，每秒请求量 4630 次。Tornado 完成 json 序列化的平均时间高达 77.51 毫秒，是所有框架中耗时最长的，每秒请求数是 2578 次，也是低于 Django 与 Flask 的水准。这仅仅说明框架在本地处理 json 的速度。框架还涉及 http request/response 以及数据库的读写，后面还需要综合来分析框架的性能。

3.2 处理远程 http 请求的能力：Tornado 占绝对优势

从这项测试开始，Tornado 的强悍开始显现。Tornado 完成 http 请求的平均时间是 1.04 秒，而 Flask 是 3.34 秒，Django 是 3.48 秒，http 响应速度 Tornado 比 Flask 以及 Django 快三倍。

值得注意是，如果综合考虑 http 相应速度以及json 处理速度，如果把两项指标的平均时间相加：Tornado 耗时 1114.48 毫秒，Flask 是 3387.60 毫秒，Django 是 3519.88 毫秒。

Tornado 的好成绩得益于其自带的异步特性，而 Django 与 Flask 是同步框架，在处理请求时性能受限。但是实际使用中，一般是Django/Flask + Celery + Redis/Memchaned/RabbitMQ 的模式，由此带上了异步处理的能力。

3.3 数据库与模板处理性能：Tornado 与 Flask 旗鼓相当

Django 饱受诟病的地方就是 Django ORM 确实很慢，加上模板处理时间，Django 的平均时间 2904.04 毫秒，每秒处理请求量 42.9 次。然而 Django 的大部分功能是建立在其 Django ORM 基础上，比如 models, admin, forms 甚至第三方框架 django-rest-framework。Django 的开发效率与维护非常棒，然而 Django ORM 深度绑定了该框架，如果你需要把 Django ORM 换成其它轮子，那么也意味着 Django 的诸多优秀特性将从此告别。

Flask 事实上的 ORM 是 SQLAlchemy，SQLAlchemy 比 MySQLdb 的耗时多 5% 左右，所以是性能相当不错的数据库 ORM。得益于 SQLAlchemy 的优异性能，Flask 的每秒处理请求数为 123 次，平均处理时间 1440.24 秒，与 Tornado 性能相当。

Tornado 的每秒处理请求数为 143 次，平均处理时间 1344.69 秒。对于数据库与模板的处理，Tornado 与 Flask 不相上下。

4、结论

总结，萝卜白菜各有所爱，然而机器的效率（程序的性能）与程序员的效率（可维护性、开发速度）是一对矛盾。选择什么样的架构组合，取决于产品的特性以及团队的能力。