Python 3.14 效能測試引發社群對語言未來的熱烈辯論

BigGo 社群部
Python 3.14 效能測試引發社群對語言未來的熱烈辯論

Python 3.14 效能測試引發社群對語言未來的熱烈辯論

最近發布的 Python 3.14 在開發者社群中引起了巨大反響,不僅因為其效能改進,更因為它引發了關於 Python 在現代軟體開發中角色的廣泛討論。雖然基準測試顯示了可量化的速度提升,但社群討論揭示了更深層的問題:何時效能真正重要,以及開發者對程式語言的真實期望。

效能提升與實際應用的碰撞

Python 3.14 的初步基準測試顯示出令人鼓舞的改進,部分測試相較於 Python 3.9 展現了超過 2 倍的效能提升。新版本引入了多項實驗性功能,包括 JIT 編譯器和可停用全域解譯器鎖(GIL)的自由執行緒解譯器。然而,社群回應表明原始效能數據僅是故事的一部分。

許多開發者指出,在實際應用中,Python 的速度限制常常被其龐大的生態系統所掩蓋。正如一位評論者觀察到的:「在大多數你真正關心 CPU 效能的情況下,你使用的是 numpy、scikit learn、pandas、pytorch、tensorflow、nltk 或其他 Python 函式庫,這些函式庫或多或少只是快速 C、C++ 或 Fortran 程式碼的封裝。」這凸顯了 Python 作為「膠水語言」的角色,負責協調高效能原生程式碼,而非親自執行計算密集型任務。

「我專業撰寫 Python 程式碼已有二十年,只有兩三次其效能真正重要。在編寫 Flask API 時,時間分配通常是:處理請求 0.1 毫秒,進行資料庫呼叫 300 毫秒,生成回應 0.1 毫秒。」

全域解譯器鎖(GIL)是一個保護 Python 物件存取的互斥鎖,防止多個原生執行緒同時執行 Python 位元組碼。雖然它簡化了記憶體管理,但歷史上限制了 Python 利用多個 CPU 核心進行平行計算的能力。

效能比較背景:

  • Python 3.14 在某些基準測試中顯示出比 Python 3.9 提升 2 倍以上的改進
  • 在 CPU 密集型任務方面仍然明顯慢於編譯型語言
  • 自由執行緒(Free-threading)在多執行緒應用程式中展現出潛力
  • JIT 編譯器仍處於早期階段,效能提升有限

PyPy 悖論與替代實作方案

社群討論反覆轉向 PyPy,這是一個帶有即時(JIT)編譯器的替代 Python 實作,通常顯著超越 CPython 的效能。儘管 PyPy 具有令人印象深刻的速度優勢,但開發者報告其採用率有限,原因在於與依賴 CPython C API 的熱門函式庫存在相容性問題。

一位開發者解釋了這個困境:「在那些情況下,PyPy 絕對優秀。只是這些情況不夠常見和便利,使得 PyPy 無法那麼受歡迎。」這強調了對許多 Python 使用者而言,生態系統相容性比原始效能更為重要。PyPy 目前僅支援 Python 3.11 的事實,為希望使用新語言功能的團隊帶來了額外阻礙。

Python 3.14 中的 JIT 編譯器代表了 CPython 試圖縮小這一效能差距的努力,儘管早期基準測試表明它仍處於初級階段。正如一位評論者指出:「目前 Python 中 JIT 的初步目標是讓它相對穩定、功能正常,並大致上完成初步實作,而非立即帶來巨大的效能提升。」

社群對 Python 效能的見解:

  • 大多數對效能要求嚴格的 Python 程式碼已經在原生函式庫中執行(NumPy、PyTorch 等)
  • PyPy 提供更好的效能,但有相容性限制
  • 實際應用程式通常受限於 I/O 而非 CPU
  • 開發者生產力往往比原始效能考量更重要

社群對 Python 演進的反思

除了效能指標,討論還揭示了對 Python 可讀性和生態系統的深刻讚賞。多位開發者分享了 Miguel Grinberg 的 Flask Mega Tutorial 如何作為他們網頁開發的入門指南,有些人甚至認為這對他們的職業生涯產生了改變性的影響。這凸顯了 Python 的可存取性和學習資源如何促進其持久的受歡迎程度。

對話還觸及了關於軟體壽命的哲學問題。一些開發者對 Donald Knuth 處理 TeX 的方法表示欽佩,該軟體幾十年來基本保持不變,提供了穩定性和可預測性。這與許多軟體生態系統中不斷的變動形成對比,引發了關於追求效能改進是否應以穩定性為代價的疑問。

正如一位開發者反思:「沒有理由我們不能編寫持續一百年的程式碼。程式碼就是數學。」這種情緒捕捉了創新與穩定性之間的張力,這正是許多關於 Python 未來方向討論的基礎。

雙語言問題與 Python 的甜蜜點

關於效能的討論自然導致了與其他語言的比較,特別是 Rust 和 C++。許多開發者承認,對於真正效能關鍵的程式碼,其他語言提供了顯著優勢。然而,他們也強調了 Python 在快速原型設計、資料科學以及開發者生產力比執行速度更重要的情境下的優勢。

「雙語言問題」——使用 Python 進行原型設計,並使用更快的語言進行生產——對許多團隊來說似乎是一個被接受的現實。正如一位評論者指出:「你現在有一個可以移植的工作原型。我最近將一個 Python 程式移植到 Rust,第二次花費的時間少得多,即使我每行寫 Rust 的速度較慢。因為我明確知道程式需要什麼。」

這表明儘管存在效能限制,Python 的價值主張仍然強勁。其可讀性、廣泛的函式庫和溫和的學習曲線,使其成為探索和迭代的理想選擇,即使某些應用最終需要以更快的語言重新實作。

Python 3.14 主要特性:

  • JIT 編譯器(實驗性)
  • 自由執行緒直譯器(停用 GIL)
  • 尾呼叫直譯器最佳化
  • 相較於先前版本的效能改進

結論:脈絡中的效能觀

Python 3.14 的效能討論最終揭示了速度只是語言成功的一個因素。雖然新版本顯示了可量化的改進,但社群回應表明,對於大多數實際應用而言,Python 的生態系統、可讀性和學習資源同樣重要。

關於自由執行緒和 JIT 編譯的持續工作顯示 Python 開發團隊致力於解決效能問題。然而,社群對話清楚地表明,這些改進需要保持與 Python 廣泛生態系統的相容性,並且不能損害使 Python 最初受歡迎的特性。

隨著語言持續演進,效能、穩定性和可存取性之間的平衡將持續成為其成功的核心。目前,大多數開發者似乎對 Python 作為一種高效能、多用途語言的角色感到滿意,它擅長快速將想法實現,即使這些想法有時需要為了最大效能而在其他地方重新實作。

參考資料:Python 3.14 is here: How Fast is it?