PyPy

PyPy
Логотип программы PyPy
Тип Интерпретатор и компилятор Python
Написана на RPython
Операционная система Кроссплатформенный
Первый выпуск 2002
Последняя версия
Репозиторий github.com/pypy/pypy
Состояние Реализация Python 2.7.18, 3.6.12 и 3.7.9
Лицензия Лицензии MIT
Сайт pypy.org

PyPy — интерпретатор языка программирования Python. PyPy в начале своего существования был интерпретатором Python, написанным на Python. Текущие версии PyPy транслируются из RPython в Си и компилируются. В PyPy встроен трассирующий[англ.] JIT-компилятор, который может превращать код на Python в машинный код во время выполнения программы.

Цели проекта

PyPy был задуман как реализация Python, написанная на Python. Тот факт, что PyPy реализован на языке высокого уровня, делает его более гибким и позволяет легче экспериментировать с новыми возможностями, чем CPython, а также легко определить области, где он может быть улучшен.

PyPy призван обеспечить единый механизм трансляции. Он поддерживает фреймворк для реализации динамических языков программирования и осуществляет чёткое разделение между спецификацией языка и его реализацией.

Он также призван обеспечить совместимость, гибкость и быстроту реализации языка программирования Python и позволяет реализовывать новые возможности без необходимости программирования на языке низкого уровня[2].

Трансляция

PyPy состоит из стандартного интерпретатора и транслятора.

Интерпретатор полностью реализует язык Python. Сам интерпретатор написан на ограниченном подмножестве этого же языка, называемом RPython (Restricted Python). В отличие от стандартного Python, RPython является статически типизированным для более эффективной компиляции[3].

Транслятор является набором инструментов, который анализирует код RPython и переводит его в языки более низкого уровня, такие как C, байт-код Java или CIL. Он также поддерживает подключаемые сборщики мусора и позволяет опционально включать Stackless. Также он включает JIT-компилятор для трансляции кода в машинные инструкции во время исполнения программы.

PyPy как средство реализации интерпретаторов

Компилятор языка RPython можно использовать и для написания интерпретаторов с других языков программирования. Добавив в код такого интерпретатора импорт класса JitDriver и создание его экземпляра, а затем передав в этот класс списки глобальных переменных, изменяемых и неизменяемых в ходе выполнения программы, а также сделав ещё несколько очевидных деклараций, мы, после трансляции с флагом --opt=jit:, получаем работающий JIT-компилятор языка[4].

История проекта

PyPy является продолжением проекта Psyco, JIT-компилятора для Python, разработанного Армином Риго (Armin Rigo). Цель PyPy в том, чтобы иметь JIT-компилятор с охватом, который не был доступен для Psyco. PyPy начался как исследовательский проект для разработчиков.

Когда проект достиг зрелой стадии развития и официальной версии 1.0 в середине 2007 года, следующий акцент был сделан на выпуск production-ready версии с большей совместимостью с CPython.

Версия 1.1 была выпущена 28 апреля 2009 года.

В марте 2010 года вышла версия 1.2, в которой особое внимание было уделено скорости. Эта версия включает в себя JIT-компилятор, который работает, но не рекомендуется для использования в production.

26 ноября 2010 года была выпущена версия 1.4. Эта версия впервые в режиме JIT-компилятора по скорости превосходит CPython[5]. Также разработчики считают, что эта версия готова для использования в production[6].

В рамках PyPy разрабатывается специальная версия интерпретатора pypy-stm, в которой реализована программная транзакционная память[7][8]. Использование транзакционной памяти позволит избавиться от GIL и упростит распараллеливание Python-приложений на многоядерных системах.

9 мая 2013 года вышла вторая версия PyPy, в число новшеств которой входит бесстековый режим и новый интерфейс работы с внешними функциями на языке Си — cffi[9].

10 марта 2016 года вышла пятая версия PyPy, в которой была улучшена производительность, и API CPython получило множество улучшений[10].

9 августа 2016 года PyPy получил финансирование в размере 200 000 $ от Mozilla для поддержки Python 3.5[11].

12 ноября 2016 года вышла версия PyPy2 v5.6, самое главное изменение — стандартная библиотека Python 2.7.12

Поддерживаемые бэкенды

  • C — трансляция кода RPython в C и запуск как нативной программы; это стандартный режим работы;
  • Python — транслятор PyPy также может быть запущен в интерпретаторе Python или в самом интерпретаторе PyPy, хотя скорость работы будет крайне низкой; эта возможность полезна для отладки.

По состоянию на 2017 год PyPy отказался от JVM, CIL, JavaScript[12] в качестве бэкендов.

Совместимость с CPython

Версия 5.6.0 совместима с версией Python 2.7.12 и может работать на 32- и 64-битных платформах (кроме Windows, где поддерживается только 32-битная версия[13]). PyPy полностью поддерживает модули, написанные на чистом Python. Для использования двоичных расширений (.so и .pyd) PyPy имеет хорошую поддержку API CPython в виде отдельного модуля cpyext. Для нормальной работы этих расширений требуется их перекомпиляция[14].

Версия PyPy3 5.5 совместима с CPython 3.3.5[15].

Также ведётся активная разработка PyPy3.5, реализующей Python 3.5.

Известно, что следующие библиотеки и фреймворки могут работать в PyPy[14]:

См. также

Примечания

  1. ↑ PyPy v7.3.17 release
  2. ↑ Samuele Pedroni. PyPy - Goals and Architecture Overview (March 2007). Архивировано из оригинала 30 июня 2012 года.
  3. ↑ «It is a proper subset of Python, restricted in a way that enables easy analysis and efficient code generation», Ancona et al., 2007.
  4. ↑ Andrew Brown, Tutorial: Writing an Interpreter with PyPy, Part 1 Архивная копия от 3 марта 2012 на Wayback Machine, Part 2: Adding a JIT Архивная копия от 3 марта 2012 на Wayback Machine,
    Руководство: пишем интерпретатор с JIT на PyPy (перевод) Архивная копия от 20 августа 2016 на Wayback Machine,
    Репозиторий исх. кода Архивная копия от 26 января 2012 на Wayback Machine
    В статье, описывается реализация Brainfuck на RPython
  5. ↑ PyPy Speed Center: Comparison. Дата обращения: 28 ноября 2010. Архивировано 2 апреля 2012 года.
  6. ↑ PyPy Status Blog: PyPy 1.4: Ouroboros in practice. Дата обращения: 28 ноября 2010. Архивировано 9 марта 2012 года.
  7. ↑ PyPy Status Blog «Global Interpreter Lock, or how to kill it». Дата обращения: 19 мая 2012. Архивировано 22 мая 2012 года.
  8. ↑ Представлен pypy-stm. Дата обращения: 19 мая 2012. Архивировано 13 мая 2012 года.
  9. ↑ Выпуск PyPy 2.0, реализации Python, написанной на языке Python. opennet.ru (10 мая 2013). Дата обращения: 21 мая 2013. Архивировано из оригинала 7 июня 2013 года.
  10. ↑ PyPy Status Blog: PyPy 5.0 released. morepypy.blogspot.ru. Дата обращения: 18 августа 2016. Архивировано 13 марта 2016 года.
  11. ↑ PyPy Status Blog: PyPy gets funding from Mozilla for Python 3.5 support. morepypy.blogspot.ru. Дата обращения: 18 августа 2016. Архивировано 18 марта 2017 года.
  12. ↑ [https://web.archive.org/web/20121009143354/http://www.mail-archive.com/[email protected]/msg03946.html Архивная копия от 9 октября 2012 на Wayback Machine Re: [pypy-dev] pypy appears to have entirely removed all mention of javascript]
  13. ↑ Translating on Windows — PyPy documentation. doc.pypy.org. Дата обращения: 12 ноября 2016. Архивировано 13 ноября 2016 года.
  14. ↑ 1 2 PyPy :: Python compatibility. Дата обращения: 30 ноября 2010. Архивировано 7 июня 2021 года.
  15. ↑ PyPy3 v5.5 released. doc.pypy.org. Дата обращения: 25 августа 2016. Архивировано 18 октября 2016 года.
  16. ↑ NumPyPy Status. buildbot.pypy.org. Дата обращения: 25 августа 2016. Архивировано 16 октября 2013 года.

Литература

  • Davide Ancona, Massimo Ancona, Antonio Cuni, Nicholas D. Matsakis, 2007. RPython: a Step Towards Reconciling Dynamically and Statically Typed OO Languages (недоступная ссылка). In Proc. Dynamic Language Symposium (DLS), 2007. ACM Press.
  • Carl Friedrich Bolz, Antonio Cuni, Maciej Fijalkowski, 2009. Tracing the meta-level: PyPy’s Tracing JIT Compiler. In Proc. ICOOOLPS, 2009. ACM Press.
  • Corbet, Jonathan PyPy: the other new compiler project. LWN.net (19 мая 2010). Архивировано из оригинала 26 мая 2012 года.
  • Corbet, Jonathan A brief experiment with PyPy. LWN.net (11 мая 2011). Архивировано из оригинала 26 мая 2012 года.
  • von Eitzen, Chris (2011-11-21). "PyPy 1.7 widens the performance "sweet spot"". The H. Heinz Heise[англ.].
  • Rose, John A Day with PyPy. Oracle Corporation (2 декабря 2011). Архивировано из оригинала 26 мая 2012 года.
  • Gaynor, Alex Quora is now running on PyPy. Quora (12 августа 2011). Архивировано из оригинала 26 мая 2012 года.

Ссылки