EuroPython3日目の様子をお伝えします。

この日のキーノートであったPythonの高速化についての深い話や，Python 3.8以降の新機能についてのトークなどについてレポートします。

キーノート：Python Performance: Past, Present and Future ―Victor Stinner

Victor Stinner氏はRed Hatで働いており，2010年からCPythonのメンテナンスを行っているそうです。このトークでは，Pythonのパフォーマンスについて過去，現在，未来について語られました。

過去

CPython（C言語で書かれたPython実装）は1989年から開発されています。他に以下のような実装系が紹介されました。

• 1997：Jython
• 1998：Stackless Python
• 2006：IronPython
• 2014：MicroPython

そしてPythonを高速化するプロジェクトとして，以下が紹介されました。これらの多くはJITコンパイラを使用して高速化を目指しています。

• 2002-2012：psyco（Armin Rigo）
• 2007：PyPy
• 2009-2010：Unladen Swallow（Google）
• 2014-2017：Pyston（Dropbox）
• 2016-2017：Pyjion（Microsoft）

Pythonを高速化するには，CPythonをフォークする場合と，一から実装するという2つの方法があります。CPythonからフォークする場合，古いCPythonの実装によるパフォーマンスの限界や，GIL（グローバルインタプリタロック）の制限があります。一から実装する場合はGILの制限などがありませんが，C拡張はサポートされなかったり遅いという問題があります。CPythonには30名のアクティブなコア開発者がおり，最新の機能は最初にCPythonに実装されます。

ここからは，2つの終了したプロジェクトについての説明がありました。

Unladen Swallow（2011）

Googleのプロジェクト。多くのGoogleのPythonコードではパフォーマンスは重要な問題ではないため終了。

Pyston（2017）

Dropboxのプロジェクト。パフォーマンスに関するコードはGoのような他の言語に切り替えた。互換性の維持に多くの時間を割いた。

現在

PyPyはCPythonと置き換え可能で，4.4倍速くなるそうです。しかしPyPyにも課題はあります。C拡張はCPythonよりは遅い，JITのためにより多くのメモリと起動時間が必要であることです。そのためPyPyはサーバーサイドでずっと起動しているサービスなどに向いています。

次に，図を使用してGILについての説明がありました。CPUバウンドの処理の場合，マルチスレッドでもGILの制限によって1つのスレッドしか実行されません。そこでマルチプロセッシングでGILの制限を受けない方法があります。Python 3.8から，共有メモリがここで使用できるようになるそうです。

別の解決策としてCythonも紹介されていました。CythonはC拡張をPythonと似た言語で簡単に記述する方法です。複数のPythonバージョンで動作します。

NumbaはPythonとNumPyの一部処理をJITで高速化するツールです。GPUなどを使用して高速化が可能です。

また，Python Speed CenterというサイトでCPythonの実行速度を計測しているそうです。ある変更によってCPythonが速くなったか，遅くなったかを確認できるようになっています。このサイトはよくできているなと感じました。

未来

今後のPythonのパフォーマンス向上についていくつか紹介されていました。

現在のC APIにはいくつか課題があるため，Python 3.8でC APIを3つのレベルに分類するそうです。また安定版のABI（Application Binary Interface）がPython 3.8以降でサポートされるそうです。

CPythonのGCをTracing GCに変更するそうです。Tracing GCは多くのモダンなプログラミング言語やPyPyで採用されています。ただし，既存のC APIは参照カウントを継続して使用するそうです。

サブインタープリタはPEP 554 -- Multiple Interpreters in the Stdlibで提案されたものです。1つのCPythonプロセスの中で複数のインタープリターを動作させることにより，GILの制限を回避するというアイデアです。

Pythonは遅いとよく言われますが，過去にいくつかのプロジェクトが失敗したこと，現在いくつかの対策があること，そして今後も継続的にPythonのパフォーマンスについて改善されていくことがわかるトークでした。

• 発表スライド：Python Performance: Past, Present and Future -GitHub

The Story of Features Coming in Python 3.8 and Beyond ―Andrey Vlasovskikh

Andrey Vlasovskikh氏（@vlasovskikh）によるPython 3.8や今後のPythonについてのトークを聞いてきました。Andrey氏は2016年のPyCon JPのキーノートスピーカーでもあり，そのときはPython 3.6について語ってくれました。Andrey氏はPyCharmのテクニカルリードでもあり，PEP484，561などのPythonのtypeシステムに対して貢献しています。

• 参考：2日目 Andrey Vlasovskikh氏基調講演「Pythonのこれから」

話のメインとなるPytnon 3.8ですが，2019年10月21日にリリース予定で，すでに機能は確定したベータバージョンがリリースされています。新機能を知るためにはWhat's Newがよいドキュメントです。このトークではいくつかの新しい機能や言語仕様について，その歴史やメリットデメリットについて紹介していきました。

まずはPEP 572 -- Assignment Expressionsです。PEP 572は以下のように:=という演算子で代入式を実現します。

 >>> if m := re.search('[abc]', 'spam'):
 >>>    print(m.group())
 a

このPEP，最初はx := exprではなく(expr as x)という書き方で提案されていたそうです。全体を()で囲んで変数がサブローカルスコープになるという複雑なものだったが，現在のようにシンプルな形になったそうです。知りませんでした。

また，このPEP572の採択後Guido氏がBDFLを辞任し，その後PEP 13 -- Python Language GovernanceでPython言語をどのように運営していくかが議論され，5名のPython Steering Councilが選ばれたという話がありました。Python Steering Councilについては筆者もUS PyConのレポートで紹介しています。

• 参考：第3回　3日目朝のLT紹介，キーノートはPython仕様策定のキーパーソンによるパネル

次に紹介したのはPEP 570 -- Python Positional-Only Parametersです。これは関数をdef pow(x, y, z=None, /):のように定義すると/の前の引数は位置指定しかできなくなります(``pow(x=10, y=20)と呼ぶとエラーになります⁠）⁠。なぜ区切り記号が/なのかというと，すでにPEP 436 -- The Argument Clinic DSLによってC APIの関数の引数用に用いられていたためです。

また，新しいTypeとしてProtocol，Literal，Final，TypedDictが紹介されました。新しいTypeはGitHubの/python/typingで定義されており，Typing summits，開発Sprintなどで進められているそうです。

Python 3.8の先の話としていくつか紹介されていましたが，興味深かったのはMypycです。Cythonに似ているけどPythonの型を使い，シングルコアでのパフォーマンスが速くなるそうです。またPEP 554 -- Multiple Interpreters in the Stdlibも興味深いです。こちらはマルチコア上でのパフォーマンスを上げる取り組みだそうです。

Python 3.8の新機能の詳しい紹介や，Python 3.9以降の取り組みについて興味深い発表でした。

• 発表スライド：The Story of Features Coming in Python 3.8 and Beyond

  この日の帰りにAndreyに声をかけたことろ，私のことを覚えてくれていました。PyCon JP 2016のトートバッグがノートPC入れにちょうどいいらしく，愛用しているそうです（この日も肩から下げていました⁠）⁠。「⁠またどこかのPyConで会いましょう」と話して別れました。

  A selfie with a @PyConJ organizer @takanory at #EuroPython. I enjoyed speaking at PyCon Japan 2016 and felt welcome there. Thank you my friends at Japan! Hope to see you one day at @PyConRU or @PyConBY :) pic.twitter.com/tug7O3m8Rp

  — Andrey Vlasovskikh (@vlasovskikh) July 12, 2019