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CPython

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
CPython
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GenereInterprete linguaggio programmazione Python (non in lista)
SviluppatoreGuido van Rossum, sviluppatore Python core e comunità Python community supportati dalla Python Software Foundation
Data prima versione26 gennaio 1994
Ultima versione3.13.0 (7 ottobre 2024)
Sistema operativo42 piattaforme. Vedi capitolo Piattaforme_supportate (non in lista)
LinguaggioC
c (linguaggio) e python (non in lista)
LicenzaPython Software Foundation License
(licenza libera)
LinguaInglese
Sito web python.org, https://www.python.org/.
Modifica dati su Wikidata · Manuale

CPython è l' implementazione di riferimento del linguaggio Python. Scritto in C e Python, CPython è l'implementazione predefinita e più utilizzata del linguaggio Python.

CPython può essere definito sia come interprete che come compilatore. Quando viene eseguito uno script Python, CPython effettua una prima fase di compilazione del codice sorgente in un formato intermedio chiamato bytecode. Questo bytecode è una rappresentazione del codice Python ottimizzata per l'esecuzione dalla Python Virtual Machine. Successivamente, CPython interpreta questo bytecode riga per riga e le esegue una alla volta.

Progetto

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Una caratteristica particolare di CPython è che utilizza Global Interpreter Lock (GIL), [1] un meccanismo che permette l'esecuzione di un solo thread Python alla volta su un singolo processore.[2] Questo non significa che il multithreading non abbia senso: ad esempio se il tuo codice è spesso in attesa di input/output, rilascia il GIL, permettendo ad altri thread di essere eseguiti.

Questa potrebbe essere la situazione tipica quando più thread servono client separati. Un thread potrebbe essere in attesa della risposta da un client, un altro potrebbe essere in attesa dell'esecuzione di una query al database, mentre il terzo thread sta elaborando il codice Python.

L'utilizzo di GIL rende CPython inadatto ai processi che implementano algoritmi ad alta intensità di CPU e che potrebbero essere distribuiti su più core.

Nelle applicazioni reali sono piuttosto rare le situazioni in cui il GIL rappresenta un collo di bottiglia significativo. Questo perché Python è un linguaggio intrinsecamente lento e generalmente non utilizzato per operazioni che richiedono un uso intensivo della CPU o che richiedono bassi tempi di risposta. Python è solitamente utilizzato ad alto livello e richiama funzioni e librerie per eseguire attività specializzate. Tali librerie non sono scritte in Python e, il codice Python in un altro thread, può essere eseguito mentre viene eseguita una chiamata a uno di questi processi sottostanti. Le librerie non Python non sono soggette a GIL e possono eseguire contemporaneamente molti thread su più processori senza restrizioni.

Per ottenere vera concorrenza in Python, è necessario ricorrere a processi dell'interprete Cpython separati e gestiti dal sistema operativo. La comunicazione tra processi separati può essere più complessa rispetto alla comunicazione tra thread. Il modulo multiprocessing offre alcune soluzioni, ma può ancora introdurre overhead.

La presenza del GIL semplifica l'implementazione di CPython e facilita l'implementazione di applicazioni multi-thread che non traggono vantaggio dall'esecuzione simultanea di codice Python. Senza GIL, la concorrenza diventerebbe responsabilità dello sviluppatore che dovrebbe gestire esplicitamente la sincronizzazione tra i diversi thread per evitare race conditions e altri problemi legati alla concorrenza.

Sebbene siano state avanzate numerose proposte per eliminare GIL ma considerando una serie di fattori complessi è stato deciso di mantenerlo. Sebbene GIL possa limitare le prestazioni in alcune applicazioni, offre un buon compromesso tra semplicità, stabilità e prestazioni per la maggior parte degli sviluppatori Python. Per consentire un maggiore parallelismo, nell'ottobre 2023 è stato rilasciato un miglioramento che permette l'utilizzo di un GIL separato per sotto-interprete in un singolo processo Python e sono stati descritti come "thread con condivisione opt-in".[3][4]

Dopo diversi dibattiti, nel 2023 è stato lanciato un progetto per proporre di rendere GIL opzionale dalla versione 3.13 di Python,[5] la cui uscita è prevista per ottobre 2024.[6]

Piattaforme supportate

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Le piattaforme ufficialmente supportate a livello-1 sono Linux per Intel a 64 bit che utilizza una toolchain GCC, macOS per Intel a 64 bit e ARM e Microsoft Windows per Intel a 32 e 64 bit. Esiste un supporto ufficiale di livello 2 per Linux per ARM a 64 bit, wasm32 (Web Assembly) con supporto runtime WASI e Linux per Intel a 64 bit tramite una toolchain clang. I sistemi con supporto di livello 3 includono ARM Windows a 64 bit, iOS a 64 bit, Raspberry Pi OS (Linux per armv7 con hard float), Linux per PowerPC a 64 bit in modalità little-endian e Linux per s390x .

Altre piattaforme hanno implementazioni funzionanti, tra cui:[7]

Sistemi Unix-like:

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Sistemi dedicati ed embedded:

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Altri:

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Enterprise Linux

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Queste versioni di Python sono distribuite con le distribuzioni Linux enterprise attualmente supportate.[8] Lo stato del supporto di Python nella tabella si riferisce al supporto da parte del team principale di Python e non da parte del responsabile della distribuzione.

Enterprise Linux
Distribution version Distribution end-of-life Python version
Ubuntu 22.04 LTS (Jammy Jellyfish) 3.10 [1]
Ubuntu 20.04 LTS (Focal Fossa) 2030-04[9] [10] Versione precedente ancora supportata: 3.8[11]
Ubuntu 18.04 LTS (Bionic Beaver) 2028-04[12] Vecchia versione non più supportata: 2.7[13] Vecchia versione non più supportata: 3.6[14]
Ubuntu 16.04 LTS (Xenial Xerus) 2021-04-30[15] Vecchia versione non più supportata: 2.7[13] Vecchia versione non più supportata: 3.5[14]
Debian 12 2028-06[16] Versione precedente ancora supportata: 3.11[16]
Debian 11 2026-06[17] Versione precedente ancora supportata: 3.9[17]
Debian 10 2024-06[18] Vecchia versione non più supportata: 2.7[19] Versione precedente ancora supportata: 3.7[20]
Debian 9 2022-06-30[21] Vecchia versione non più supportata: 2.7[22] Vecchia versione non più supportata: 3.5[23]
Red Hat Enterprise Linux 8 2029 Vecchia versione non più supportata: 2.7[24] Vecchia versione non più supportata: 3.6
Red Hat Enterprise Linux 7 2024-11-30[25] Vecchia versione non più supportata: 2.7[26]
CentOS 8 2029-05-31 Vecchia versione non più supportata: 2.7 Vecchia versione non più supportata: 3.6
CentOS 7 2024-06-30 Vecchia versione non più supportata: 2.7[27]
SUSE Linux Enterprise Server 15 2031-07-31 Vecchia versione non più supportata: 2.7[28] Vecchia versione non più supportata: 3.6
SUSE Linux Enterprise Server 12 2027-10-31 Vecchia versione non più supportata: 2.7[29]
SUSE Linux Enterprise Server 11 2022-03-31 Vecchia versione non più supportata: 2.7[29]
Legenda:
Vecchia versione
Versione precedente ancora supportata
Versione corrente
Ultima versione di anteprima
Versione futura

Alternative

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CPython è una delle numerose implementazioni Python. Esistono però alternative tra cui: Jython, scritto in Java per la Java virtual machine (JVM); PyPy, scritto in RPython e tradotto in C; e IronPython, scritto in C# per la Common Language Infrastructure.

Sono numerose anche le implementazioni sperimentali.[30]

Note

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  1. ^ (EN) global interpreter lock in CPython, su docs.python.org.
  2. ^ docs.python.org, https://docs.python.org/3/c-api/init.html. URL consultato il 4 giugno 2020.
  3. ^ Jake Edge, lwn.net, https://lwn.net/Articles/941090/. URL consultato il 13 gennaio 2024.
  4. ^ peps.python.org, https://peps.python.org/pep-0684/. URL consultato il 13 gennaio 2024.
  5. ^ (EN) peps.python.org, https://peps.python.org/pep-0703/. URL consultato il 17 settembre 2023.
  6. ^ peps.python.org, https://peps.python.org/pep-0719/#schedule. URL consultato il 17 settembre 2023.
  7. ^ wiki.python.org, https://wiki.python.org/moin/PythonImplementations. URL consultato il 19 luglio 2012.
  8. ^ linuxlifecycle.com, https://linuxlifecycle.com/. URL consultato il 15 ottobre 2017.
  9. ^ Ubuntu, https://ubuntu.com/about/release-cycle. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  10. ^ phoronix.com, https://www.phoronix.com/news/Python-2-EOL-Ubuntu-20.04. URL consultato il 1º aprile 2020.
  11. ^ Binary package "python3" in ubuntu focal, su Launchpad.net.
  12. ^ serverwatch.com, https://www.serverwatch.com/server-news/canonical-extends-ubuntu-18.04-lts-linux-support-to-10-years.html. URL consultato il 9 settembre 2019.
  13. ^ a b python-defaults package: Ubuntu, su launchpad.net, Canonical Ltd., 8 giugno 2018. URL consultato l'8 giugno 2018.
  14. ^ a b python3-defaults package: Ubuntu, su launchpad.net, Canonical Ltd., 8 giugno 2018. URL consultato l'8 giugno 2018.
  15. ^ computing.cs.cmu.edu, https://computing.cs.cmu.edu/news/2020/eol-ubuntu-1604. URL consultato il 15 febbraio 2021.
  16. ^ a b debian.org, https://www.debian.org/News/2023/20230610.
  17. ^ a b debian.org, https://www.debian.org/News/2021/20210814.en.html. URL consultato il 4 gennaio 2022.
  18. ^ wiki.debian.org, https://wiki.debian.org/LTS. URL consultato il 15 febbraio 2021.
  19. ^ Debian -- Details of package python in buster, su packages.debian.org. URL consultato il 13 settembre 2019.
  20. ^ Debian -- News -- Debian 10 "buster" released, su debian.org. URL consultato il 9 agosto 2019.
  21. ^ debian.org, https://www.debian.org/News/2020/20200709.en.html. URL consultato il 15 febbraio 2021.
  22. ^ DistroWatch.com: Debian, su distrowatch.com, 15 ottobre 2017. URL consultato il 15 ottobre 2017.
  23. ^ Debian -- Details of package python3 in stretch, su packages.debian.org. URL consultato il 19 dicembre 2017.
  24. ^ (EN) Python in RHEL 8, su Red Hat Developer Blog, 14 novembre 2018. URL consultato il 10 maggio 2019 (archiviato dall'url originale il 10 maggio 2019).
  25. ^ Red Hat Customer Portal, https://access.redhat.com/support/policy/updates/errata. URL consultato il 1º aprile 2020.
  26. ^ DistroWatch.com: Red Hat Enterprise Linux, su distrowatch.com, 7 settembre 2017. URL consultato il 15 ottobre 2017.
  27. ^ DistroWatch.com: CentOS, su distrowatch.com, 14 settembre 2017. URL consultato il 15 ottobre 2017.
  28. ^ Release Notes | SUSE Linux Enterprise Desktop/SUSE Linux Enterprise Workstation Extension 15 GA, su suse.com. URL consultato l'8 agosto 2019.
  29. ^ a b DistroWatch.com: openSUSE, su distrowatch.com, 14 ottobre 2017. URL consultato il 15 ottobre 2017.
  30. ^ Alex Martelli, Python in a Nutshell, 2nd, O'Reilly, 2006, pp. 5–7, ISBN 978-0-596-10046-9.
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