Python の

Python の

原作者	グイド・ヴァン・ロッサム
開発者	Pythonコア開発者とPythonコミュニティ（Pythonソフトウェア財団がサポート）
初回リリース	1994年1月26日; 30年前 (1994-01-26)
安定リリース	3.12.6 [1]  / 2024年9月6日; 23日前 (6 September 2024)
リポジトリ	https://github.com/python/cpython
書かれた	C、Python
プラットフォーム	42のプラットフォーム。§配布を参照
利用可能	英語
タイプ	Python プログラミング言語インタープリター
ライセンス	Python ソフトウェア財団ライセンス
Webサイト	詳しくはこちら

CPython は、 Python プログラミング言語のリファレンス実装です。C と Python で記述されたCPythonは、Python 言語のデフォルトかつ最も広く使用されている実装です。

CPython は、Python コードをバイトコードにコンパイルしてから解釈するため、インタープリターとコンパイラーの両方として定義できます。C を含むいくつかの言語との外部関数インターフェイスがあり、 Python 以外の言語で バインディングを明示的に記述する必要があります。

CPythonの特徴は、各CPythonインタープリタプロセスでグローバルインタープリタロック（GIL）を使用することです。つまり、1つのプロセス内では、一度に1つのスレッドだけがPythonバイトコードを処理できます。 ^{[2]これは、}マルチスレッド化に意味がないという意味ではありません。最も一般的なマルチスレッドのシナリオは、スレッドが主に外部プロセスの完了を待機している場合です。

これは、複数のスレッドが別々のクライアントにサービスを提供している場合に発生する可能性があります。1 つのスレッドがクライアントの応答を待機し、別のスレッドがデータベースクエリの実行を待機している一方で、3 番目のスレッドが実際に Python コードを処理している可能性があります。

ただし、GIL は、複数のコアに分散される可能性のある Python コードで CPU を集中的に使用するアルゴリズムを実装するプロセスには CPython が適していないことを意味します。

実際のアプリケーションでは、GIL が重大なボトルネックとなる状況は非常にまれです。これは、Python が本質的に低速な言語であり、CPU を集中的に使用する操作や時間に敏感な操作には一般的に使用されないからです。Python は通常、トップ レベルで使用され、ライブラリ内の関数を呼び出して特殊なタスクを実行します。これらのライブラリは一般に Python で記述されておらず、これらの基礎となるプロセスの 1 つへの呼び出しが行われている間に、別のスレッド内の Python コードが実行されることがあります。CPU を集中的に使用するタスクを実行するために呼び出される非 Python ライブラリは GIL の対象ではなく、複数のプロセッサ上で多数のスレッドを制限なく同時に実行できます。

Python コードの並行性は、マルチタスク オペレーティング システムによって管理される個別の CPython インタープリタ プロセスによってのみ実現できます。これにより、同時実行 Python プロセス間の通信が複雑になりますが、マルチプロセッシングモジュールによって多少は緩和されます。つまり、同時実行 Python コード実行のメリットを実際に享受できるアプリケーションを、限られたオーバーヘッドで実装できるということです。

GIL の存在により、CPython の実装が簡素化され、同時 Python コード実行のメリットを享受できないマルチスレッド アプリケーションの実装が容易になります。ただし、GIL がない場合、マルチプロセス アプリケーションでは、すべての共通コードがスレッド セーフであることを確認する必要があります。

GIL を廃止する提案は数多くなされてきたが、ほとんどの場合、GIL の利点が欠点を上回るというのが一般的な見解である。GIL がボトルネックとなる少数のケースでは、アプリケーションはマルチプロセス構造を中心に構築されるべきである。より多くの並列処理を可能にするために、2023 年 10 月に、単一の Python プロセスでサブインタプリタごとに個別の GIL を許可する改良がリリースされ、「オプトイン共有のスレッド」と説明されている。^{[3] [4]}

数回の議論を経て、2023年にPythonのバージョン3.13からGILをオプションにすることを提案するプロジェクトが開始されました。^[5]これは2024年10月にリリースされる予定です。^[6]

Unladen Swallow はCPython の最適化ブランチであり、完全な互換性と大幅な高速化を目的としていました。CPython のカスタム仮想マシンをLLVM を使用して構築されたジャストインタイム コンパイラで補完することで、 その目標を達成することを目指していました。

このプロジェクトではCPythonの5倍の速度向上を目標としていたが^[7]、この目標は達成されなかった^{[8] 。}

このプロジェクトはGoogleがスポンサーとなり、プロジェクトオーナーのThomas Wouters、Jeffrey Yasskin、Collin WinterはGoogleの正社員であるが、プロジェクトの貢献者のほとんどはGoogleの社員ではない。^{[9] Unladen Swallowは}Google Codeでホストされていた。^[10]

Python 言語に関する多くのことと同様に、Unladen Swallow という名前はMonty Pythonに由来しており、具体的には、 Monty Python and the Holy Grailに登場する無荷ツバメの飛行速度に関するジョークに由来しています。

公表された目標のすべてには達しなかったものの、Unladen SwallowはcPickleモジュールの改善など、メインのPython実装に追加されたコードをいくつか生成しました。^[11]

2010年7月、2009年第4四半期のマイルストーンがまだ発表されていないことから、一部の観測者はプロジェクトが死んでいるか死につつあるのではないかと推測した。^{[12] Unladenのメーリングリストのトラフィックは、2010年1月の500件から2010年9月には10件未満に減少した。 [13]} UnladenがGoogleの資金を失ったとも報じられている。^[14] 2010年11月、主要な開発者の1人が「ジェフリーと私は、Googleにとってより重要な他のプロジェクトに引き抜かれた」と発表した。^[15]

2009 Q4 開発ブランチは 2010 年 1 月 26 日に作成されましたが^[16] 、ウェブサイトでは宣伝されていませんでした。さらに、長期計画に関して、プロジェクトが Python 2.7 のリリースを逃したため、Python 拡張提案(PEP) ^[8]が承認され、Unladen Swallow を Python の公式リポジトリの特別な py3k-jit ブランチにマージすることが提案されました。2010年 7 月の時点で、この作業は進行中でした。^{[17] Unladen Swallow は元々 Python 2.6 [18]}に基づいており、 Python 3 では Python 2.6 との互換性がなくなったため (詳細についてはPython 3000 を参照)、このマージにはしばらく時間がかかりました。しかし、その後 PEP は撤回されました。

2011年初頭、プロジェクトが中止されたことが明らかになりました。^[19]

• 2009年第1四半期^[20]
• 2009年第2四半期^[21]
• 2009年第3四半期: メモリ使用量の削減、速度の向上^[22]

公式にサポートされている Tier 1 プラットフォームは、GCC ツールチェーンを使用する 64 ビット Intel 用Linux 、 64 ビット Intel および ARM 用macOS 、32 ビットおよび 64 ビット Intel 用Microsoft Windowsです。公式の Tier 2 サポートは、64 ビット ARM 用 Linux、WASI ランタイム サポート付きの wasm32 ( Web Assembly )、および clang ツールチェーンを使用する 64 ビット Intel 用 Linux に対して存在します。公式にサポートされている Tier 3 システムには、64 ビット ARM Windows、64 ビット iOS、Raspberry Pi OS (ハード フロート付き armv7 用 Linux)、リトルエンディアン モードの 64 ビット PowerPC 用 Linux、およびs390x用 Linux があります。

他にも以下のようなプラットフォームで実装が行われている: ^[23]

Unixライク

特殊および埋め込み

他の

PEP 11 ^[24]には、Python Software Foundationによって CPython でサポートされていないプラットフォームがリストされています。これらのプラットフォームは、外部ポートによって引き続きサポートされます。これらのポートには次のものが含まれます。

Python Software Foundation の公式バージョンの CPython に統合されていない外部ポート (メインの開発サイトへのリンク付き) には、PSP 用のグラフィックスおよびサウンド API、SMS 用のグラフィックスおよびサウンド API、S60 用のカメラ API など、プラットフォーム固有の機能用の追加モジュールが含まれることがよくあります。これらのポートには次のものが含まれます。

これらのPythonバージョンは、現在サポートされているエンタープライズLinuxディストリビューションとともに配布されています。^[33]表のPythonのサポートステータスは、ディストリビューションのメンテナーからのサポートではなく、Pythonコアチームからのサポートを示しています。

CPythonは、Java仮想マシン（JVM）用にJavaで書かれたJython 、 RPythonで書かれCに翻訳されたPyPy 、共通言語基盤用にC#で書かれたIronPythonなど、いくつかの「製品品質」のPython実装の1つです。また、いくつかの実験的な実装もあります。^[55]

• Shaw, Anthony (2021)。CPython内部: Python 3 インタープリターのガイド。Real Python。ISBN 9781775093343。

• GitHub上の CPython