Python 之父汇报进展:CPython 3.11 比 3.10 快 25%


在退休又复出加入微软的 Faster CPython 团队后, Python 之父 Guido van Rossum 在 2021 年 Python 语言峰会上放下狠话,称团队将在 Python 3.11 版本中实现至少提速 1 倍的进展。

而在今年的 Python 语言峰会上,Guido 和团队搭档 Mark Shannon 汇报了最新的进展:对比 3.10 版本,CPython 3.11 的提速在 10 - 60%之间,具体速度取决于代码规模和工作领域等条件。 当使用 pyperformance 基准套件测量在 Ubuntu Linux 上使用 GCC 编译时, CPython 3.11 平均比 CPython 3.10 快 25% 。

CPython 3.11 的性能改进主要集中在更快的启动和更快的运行时,这些优化大部分来自于 PEP 659  :自适应解释器,它运作思路跟 JIT 有点相似,都是识别热点代码,但自适应解释器的工作范围无法脱离字节码。目前 PEP 659 提案的工作基本完成,但 for 循环和二进制操作的动态优化仍有待完成。

在提速 25% 的同时,Python 3.11 仍有一些需要改善的地方,比如 Python 在 3.11 中的内存消耗与 3.10 中的基本相同。此外还需关注 C 扩展的问题:CPython 与 C 的简单接口是主要优势,而与 C 扩展的不兼容性则是一大槽点。而 Faster CPython 团队在 CPython 3.11 中所做的优化工作在很大程度上忽略了扩展模块的问题,对此,团队领导者 Shannon 表示,团队正在开辟将低级函数 API 暴露给虚拟机的可能性,以尽可能地减少 Python 代码和 C 代码。

至于饱受期待的 JIT 编译器,Shannon 表示实现 JIT 的第一步是实现一个跟踪解释器,但目前还有太多需要关注的项目,引入 JIT 编译器的工作还有一段路要走,“最早可能要到 3.13 才能到达”。(顺便说一下,Shannon 一直对 CPython 是否真的需要引入 JIT 持怀疑态度。)

有意思的是,昨天我们报道了开发者 Sam Gross 的新提案:完全移除 CPython 解释器的 GIL- 全局解释器锁 。这个提案和 Faster CPython 团队的工作将以截然不同的方式加速多线程 Python 代码,但两者又可能产生一些冲突,毕竟 Faster CPython 已实施的优化,很大一部分都基于 GIL 仍存在的前提。

以下是本文的参考资料相关链接,感兴趣的朋友可以前往了解 CPython 3.11 的优化细节,以及 Faster CPython 团队的具体工作:

  • Python 基金会博客:Faster CPython 团队提供的性能改进
  • Faster CPython 对 CPython 3.11 的优化细节
  • CPython 3.11 标准基准测试 (对比 3.10 )
  • Mark Shannon 的 Faster CPython 计划:加速 CPython 的实施方案 
  • PEP 659 – Specializing Adaptive Interpreter

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