京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
Python猫注:在今年5月的 Python 语言峰会上,Guido van Rossum 作了一场《Making CPython Faster》的分享(材料在此),宣告他加入了激动人心的“香农计划”,旨在 4 年内提升 Python 性能至 5 倍。近日,Guido 上了一档英文播客节目(时长 30 分钟),谈论了他正在做的与高性能相关的工作,解答了几个问题。播客作者整理了一份内容纪要,本文是对该纪要的翻译。
作者:Software at Scale
译者:豌豆花下猫
Guido:在某种意义上,它对我来说是一个相对舒服的话题,因为这意味着与 Python 的核心打交道,而我对这方面还算熟悉。当我在微软工作时,我曾短暂地关注过 Azure,但我意识到我在谷歌或 Dropbox 时就不喜欢这类工作。然后我关注了机器学习,但这需要花很多时间来做一些与 Python 无关的事情,甚至它与 Python 相关的部分就很少。
Guido:我喜欢他思考问题的方式。大多数其它聚焦于 Python 性能的方法,如 PyPy 和 Cinder,并不适用于所有的使用场景,因为它们不能向后兼容扩展模块。Mark 具有 CPython 开发者的视角和经验,并且有一种可行的方法来维持向后兼容性,这是最难解决的问题。Python 的字节码解释器经常要在小版本之间(例如 3.8→3.9)进行修改,原因有很多,比如新的操作码,所以修改它是一种相对安全的方案。
Guido:当执行一个程序时,你不知道它会在运行了几分之一毫秒后崩溃,还是会持续运行三周时间。因为对于同一份代码,在第一种情况下,它可能触发了一个 bug。如果运行程序需要三周时间,也许提前半小时优化所有待运行的代码是有意义的。
但很明显,特别是在像 Python 这样的动态语言中,我们尽可能多地做,而不要求用户告诉我们他们到底需要怎么做,你只是想尽快开始执行代码。所以,如果有一个小脚本,或者一个大程序,它碰巧执行失败了或者因为某些原因提前退出了,你就不用花费时间去优化全部的代码了。
所以,我们要做的就是保持字节码编译器的简单化,以便能尽快地开始执行代码。如果有某些函数被多次执行,那么我们就称其为 hot 函数。“hot”存在多种定义。在某些情况下,如果一个函数被调用超过一次,或者超过两次,或者超过 10 次,那么它被定义成一个热门函数。而在其它保守的情况下,你可能说“只有被调用 1000 次才算 hot”。
然后,当参数的类型是某些特定类型时,专门化的自适应编译器(PEP-659 Specializing Adaptive Compiler)会尝试用更快的字节码来替换某些字节码。一个简单的假想的例子是 Python 中的加号运算符,它可以令很多对象相加,比如整数、字符串、列表,甚至元组。但是,你不能将整数与字符串相加。
因此,优化的方法就是提供一个单独的“两个整数相加”的字节码,它是一个对用户隐藏的第二层字节码。(“优化”通常被称为加速 quickening,但一般在我们的语境中,我们称之为专门化 specializing)。这个操作码假设它的两个参数都是真正的 Python 整型对象,直接读取这些对象的值,并在机器寄存器中将这些值相加,最后将结果推回堆栈。
两个整数相加的操作仍然需要对参数进行类型检查。因此,它不是完全不受约束的,但这种类型检查相比于完全泛化的面向对象的加号操作,前者在实现上要快得多。
最后,有可能一个函数被整型参数调用了数百万次,然后突然一小段代码用浮点型参数调用它,或者出现更糟的情况。此时,解释器会直接执行原始的字节码。这是一个重要的部分,让你始终能得到完整的 Python 语义。
Python猫注:“香农计划”的最终目标是将解释器的执行过程分层,并对不同层做出定制的优化。
Guido:即时编译的方案有一大堆我们想要避免的情感包袱。比如,我们不清楚到底编译什么,以及什么时候编译。在程序开始执行之前,解释器将源代码编译成字节码,然后,再将字节码转换为专门的字节码。这意味着,所有的事情都在运行时的某个时刻发生,那么,哪个部分是所谓的即时(Just-In-Time)呢?
另外,人们通常认为 JIT 会自动地使所有代码变得更好。不幸的是,你通常无法真正地预测代码的性能。由于有现代的 CPU 和它们神奇的分支预测,我们已经拥有了足够的性能。例如,我们以一种本认为能够明显减少内存访问次数的方式,编写了一份代码。但是,当对它进行基准测试时,我们发现它的运行速度与旧的未优化代码一样快,因为 CPU 在没有我们任何帮助的情况下,计算出了优化的访问模式。我希望我知道现代 CPU 在分支预测和内联缓存方面做了什么,因为这就像是魔法一般。
CDA学员免费下载查看报告全文:2026全球数智化人才指数报告【CDA数据科学研究院】.pdf
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在Excel数据分析中,数据透视表是汇总、整理海量数据的高效工具,而公式则是实现数据二次计算、逻辑判断的核心功能。实际操作中 ...
2026-04-30Excel透视图是数据分析中不可或缺的工具,它能将透视表中的数据快速可视化,帮助我们直观捕捉数据规律、呈现分析结果。但在实际 ...
2026-04-30 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-04-30在中介效应分析中,人口统计学变量(如年龄、性别、学历、收入、职业等)是常见的控制变量或调节变量,其处理方式直接影响分析结 ...
2026-04-29在SQL数据库实操中,日期数据的存储与显示是高频需求,而“数字日期”(如20240520、20241231、45321)是很多开发者、数据分析师 ...
2026-04-29 很多分析师在设计标签时思路清晰,但真到落地环节却面临“数据在手,不知如何转化为可用标签”的困境:或因加工方式选择不当 ...
2026-04-29在手游行业竞争日趋白热化的当下,“流量为王”早已升级为“留存为王”,而付费用户留存率更是衡量一款手游盈利能力、运营质量的 ...
2026-04-28在日常MySQL数据库运维与开发中,经常会遇到“同一台服务器上,两个不同数据库(以下简称“源库”“目标库”)的表数据需要保持 ...
2026-04-28 很多分析师每天和数据打交道,但当被问到“标签是什么”“标签和指标有什么区别”“标签体系如何设计”时,却常常答不上来。 ...
2026-04-28箱线图(Box Plot)作为一种经典的数据可视化工具,广泛应用于统计学、数据分析、科研实证等领域,核心价值在于直观呈现数据的集 ...
2026-04-27实证分析是社会科学、自然科学、经济管理等领域开展研究的核心范式,其核心逻辑是通过对多维度数据的收集、分析与解读,揭示变量 ...
2026-04-27 很多数据分析师精通Excel函数和数据透视表,但当被问到“数据从哪里来”“表和视图有什么区别”“数据库管理系统和SQL是什么 ...
2026-04-27在大数据技术飞速迭代、数字营销竞争日趋激烈的今天,“精准触达、高效转化、成本可控”已成为企业营销的核心诉求。传统广告投放 ...
2026-04-24在游戏行业竞争白热化的当下,用户流失已成为制约游戏生命周期、影响营收增长的核心痛点。据行业报告显示,2024年移动游戏平均次 ...
2026-04-24 很多业务负责人开会常说“我们要数据驱动”,最后却变成“看哪张报表数据多就用哪个”,往往因为缺乏一套结构性的方法去搭建 ...
2026-04-24在Power BI数据可视化分析中,切片器是连接用户与数据的核心交互工具,其核心价值在于帮助使用者快速筛选目标数据、聚焦分析重点 ...
2026-04-23以数为据,以析促优——数据分析结果指导临床技术改进的实践路径 临床技术是医疗服务的核心载体,其水平直接决定患者诊疗效果、 ...
2026-04-23很多数据分析师每天盯着GMV、DAU、转化率,但当被问到“哪些指标是所有企业都需要的”“哪些指标是因行业而异的”“北极星指标和 ...
2026-04-23在数字化时代,客户每一次点击、浏览、下单、咨询等行为,都在传递其潜在需求与决策倾向——这些按时间顺序串联的行为轨迹,构成 ...
2026-04-22数据是数据分析、建模与业务决策的核心基石,而“数据清洗”作为数据预处理的核心环节,是打通数据从“原始杂乱”到“干净可用” ...
2026-04-22