事件回顧 

就在不久前，Python核心開發者Pablo在郵件中宣布，由于一些重要的性能Bug和崩潰問題，預計在10月底發布的Python 3.11穩定版本可能要推遲到12月。

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此事引來了不少人的關注。Python是當今最流行的編程語言之一，StackOverflow 2022 開發者報告顯示，對初學者而言，HTML/CSS、Javascript和Python幾乎并列為最常用的語言，而在TIOBE發布的2022年6月編程語言排行上，Python語言則排名第一，因而Python語言新版本的發布，通常很受關注。

自2008年12月3日Python3.0發布以來，Python官方計劃每年發布一個新版本，每次增加兩三種新語法。雖然實際情況并沒有嚴格按照計劃實現，但自3.8版本以后，Python的發版節奏基本有規律可循：在每個版本發布前，都有17個月的開發周期，在此期間要進行持續的開發測試；測試期間，首先會發布alpha版本，等到4月份再發布beta版本，直到10月左右，發布最終的正式版本。Python 3歷次版本發布時間

本來，計劃今年發布的3.11版本也是按照這個節奏進行，但這次，3.11版本的發布會成為一個例外。值得一提的是，在郵件的最后，Pablo對能否在12月發布穩定版本也沒有信心。

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Python 3.11期待已久

雖然Python簡單易學，但其運行速度之慢歷來被詬?。ㄔ诿看蔚木幊陶Z言速度競賽中，Python的名次通常都墊底），因而很多開發者期待這門語言的性能有所提升。

也許正是這個原因，Python創始人Guido van Rossum重新出山后，在2021年Python語言峰會上作了一場《Making CPython Faster》的分享，他表示，自己已經投入了“香農計劃”（“Shannon Plan”，得名于提出者Mark Shannon），期望花4年時間把Python提速5倍，即每年1.5倍，其中近期計劃是在Python 3.11 版本中實現至少提速1倍。

根據7月6日發布的Python 3.11.0b3來看，在Ubuntu Linux上使用GCC編譯，且使用pyperformance基準套件測量時，CPython 3.11比CPython 3.10平均快25%。根據工作負載的不同，CPython 3.11的提速介于10% 到 60% 之間。

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此外，由于Python3.11是一個較大版本更新，根據已有的測試結果看，其在更精確的錯誤提示、類型特性、用except*處理多個異常、Zero-cost異常、改進類型（包括改進類型、任意的字符串字面類型、數據類轉換、標準庫中的 TOML 只讀支持等）也有改進，這些也是開發者比較期待的新功能。

如何給Python“踩踩油門” 

此前Python為何會給大家留下運行速度慢的印象呢？通常有三種解釋。

第一種解釋為Python是動態性語言不是靜態性語言。

對C等靜態語言來說，編譯器在聲明變量的時候就知道其類型了；而對Python來說，Python程序在執行的時候，編譯器不知道變量的類型，只知道它是一個對象。這意味著，即使是a+b這樣的簡單二元運算，由于變量a和b本身都沒有類型，而它們的值有類型，Python執行起來也很“麻煩”：在相“加”之前，必須先判斷類型。

第二種解釋是Python是解釋性語言而不是編譯性語言。

像C、C++、Rust這些語言是直接編譯成機器碼運行，是編譯型語言；Python的運行過程是虛擬機讀入Python代碼（文本），詞法分析，編譯成虛擬機認識的opcode，然后虛擬機解釋opcode執行，而最后這一步“虛擬機解釋opcode執行”是比較費時間的。

第三種解釋認為，是全局解釋器鎖(GIL，Global Interpreter Lock)的原因。

現代計算機處理器一般都會有多核，甚至有些服務器有多個處理器。所以操作系統抽象出 Thread，可以在一個進程中spawn出多個Thread，讓這些Thread在多個核上面同時運行，發揮處理器的最大效率。

而Python自帶垃圾回收程序，且選擇的實現垃圾回收機制是引用計數+分代回收，并以引用計數為主。在多線程情況下，大家一起運行，引用計數多個線程一起操作，為保證不發生線程不安全的事情，多個線程操作同一個對象需要加鎖。這就是GIL，只不過這個鎖的粒度太大了，整個Python解釋器全局只有一個Thread可以運行。

換句話說，無論電腦CPU有多少核，對Python來說，它只用一個核。這三種解釋都有一定道理，理論上Python提速可以從以上三個方向進行突破。從最近Python團隊公布的情況看，Python 3.11 的性能改進主要集中在更快的啟動和更快的運行時，這些優化大部分來自于PEP 659（一種自適應解釋器），它運作思路跟JIT有點相似，都是識別熱點代碼，但自適應解釋器的工作范圍無法脫離字節碼。

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3.11為何會推遲發布 

從Pablo在郵件中公布的信息看，Python 3.11推遲發布主要是由于出現很多“影響發布”的bug。

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雖然bug的細節還有待進一步發掘，但根據現有情況猜測，問題可能在以下的兩方面。

一是C擴展的問題。CPython與C的簡單接口是主要優勢，而與C擴展的不兼容性則是一大槽點。CPython團隊在CPython 3.11中所做的優化工作在很大程度上忽略了擴展模塊的問題，對此，團隊領導者香農表示，團隊正在開辟將低級函數API暴露給虛擬機的可能性，以盡可能地減少Python代碼和C代碼。

二是前面反復提到的提速問題。Python創始人Guido van Rossum預期Python 3.11版本中實現至少提速1倍，而目前Python 3.11.0b3比Python 3.10平均只快了25%，跟理想目標還有不小的差距。

另外，Meta開發人員Sam Gross在今年的Python語言峰會上，向與會者介紹了nogil的情況，這是一個專注于移除GIL的項目，據Python基金會介紹，Gross 將發明一種新型鎖，如果順利的話，這個新鎖很可能在Python 3.12版本亮相。

Sam Gross的提案雖然讓很多開發者興奮，但與Python團隊的現在工作基于PEP 659進行優化的工作會產生沖突：畢竟CPython團隊已實施的優化，很大一部分都基于GIL仍存在的前提。如果采用Sam Gross的提案，在Python 3.12去除GIL，那么Python 3.11就要做出不小的改動，也許，這也是導致Python 3.11延期的重要原因。

總之，考慮到當前Python在編程語言界“如日中天”的地位，Python 3.11又志在克服其最大的缺點，Python的未來還是很值得期待的。

參考鏈接：

https://mail.python.org/archives/list/python-dev@python.org/thread/3JWVCSBPBFWY5ZWSJ7RYB6FS5NIMCEOY/

https://docs.python.org/zh-cn/3.11/whatsnew/3.11.html#faster-cpython