眾所周知，Python 是一門簡(jiǎn)單易學(xué)、具有強(qiáng)大功能的編程語(yǔ)言，在各種用戶使用統(tǒng)計(jì)榜單中總是名列前茅。相應(yīng)地，圍繞 Python，研究者開(kāi)發(fā)了各種便捷工具，以更好的服務(wù)于這門語(yǔ)言。

　　編譯器充當(dāng)著高級(jí)語(yǔ)言與機(jī)器之間的翻譯官，不同版本的 Python 編譯器已被開(kāi)發(fā)出來(lái)，下面我們將為大家介紹一款新的高性能 Python 編譯器：Codon。該項(xiàng)目上線短短幾天，已收獲 2.2k 星。

　　作為高性能 Python 編譯器，Codon 可將 Python 代碼編譯為本機(jī)機(jī)器代碼，而無(wú)需任何運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷。在單線程上，Python 的典型加速大約為 10-100 倍或更多。Codon 的性能通常與 C/C++ 的性能相當(dāng)。與 Python 不同，Codon 支持本機(jī)多線程，這可以使速度提高很多倍。Codon 可通過(guò)插件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，它允許用戶合并新的庫(kù)、編譯器優(yōu)化甚至關(guān)鍵字。

　　Codon 框架是完全模塊化和可擴(kuò)展的，允許無(wú)縫集成新模塊、編譯器優(yōu)化、領(lǐng)域特定語(yǔ)言等，并積極為生物信息學(xué)和量化金融等多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)新的 Codon 擴(kuò)展。

　　這個(gè)一經(jīng)發(fā)布就瘋狂攬星的編譯器效果如何呢?下面我們來(lái)看看一些基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果。

　　基準(zhǔn)測(cè)試

　　以下是來(lái)自 Codon 基準(zhǔn)測(cè)試套件的結(jié)果，比較了 Python、PyPy、C++ 和 Codon 在一系列任務(wù)和應(yīng)用程序上的表現(xiàn)。

　　基準(zhǔn)測(cè)試在以下設(shè)置上運(yùn)行：

　　Python、PyPy、Codon 的對(duì)比

　　Python、PyPy、C++ 、Codon 的對(duì)比

　　幾種語(yǔ)言的具體對(duì)比如下：

　　幾種語(yǔ)言的具體對(duì)比如下：

　　Codon 盡可能地遵循 CPython 語(yǔ)法、語(yǔ)義和 API，但在一些特殊情況下，考慮性能原因，Codon 與 CPython 會(huì)有些不同，例如 Codon 為 64 位 int，CPython 是任意寬度 int。在性能方面，CPython 的加速通常是 10-100 倍的加速。

　　雖然 Codon 確實(shí)提供了一個(gè)類似于 Numba 的 JIT 裝飾器，但 Codon 通常是一個(gè)提前(ahead-of-time)編譯器，可以將端到端程序編譯為本機(jī)代碼。它還支持編譯更廣泛的 Python 構(gòu)造和庫(kù)集。

　　PyPy 的目標(biāo)是成為 CPython 的簡(jiǎn)易替代品，而 Codon 在一些地方有所不同，這些不同主要體現(xiàn)在消除動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)或虛擬機(jī)上，從而獲得更好的性能。

　　Codon 通常生成與等效的 C 或 C++ 程序相同的代碼，有時(shí)可以生成比 C/C++ 編譯器更好的代碼。原因有很多，例如更好的容器實(shí)現(xiàn)，Codon 不使用目標(biāo)文件和內(nèi)聯(lián)所有庫(kù)代碼，或者不使用 C 執(zhí)行的特定于 Codon 的編譯器優(yōu)化或 C++。

　　Codon 的編譯過(guò)程實(shí)際上更接近 C++ 而不是 Julia。Julia 是一種動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，它執(zhí)行類型推斷作為優(yōu)化，而 Codon 類型是提前檢查整個(gè)程序。Codon 還試圖通過(guò)采用 Python 的語(yǔ)法和語(yǔ)義來(lái)規(guī)避新語(yǔ)言的學(xué)習(xí)曲線。

　　常見(jiàn)問(wèn)題解答

　　雖然 Codon 幾乎支持 Python 的所有語(yǔ)法，但它并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的替代品，大型代碼庫(kù)可能需要修改才能通過(guò) Codon 編譯器運(yùn)行。例如，一些 Python 的模塊還沒(méi)有在 Codon 中實(shí)現(xiàn)，一些 Python 的動(dòng)態(tài)特性是不允許的。Codon 編譯器會(huì)生成詳細(xì)的錯(cuò)誤消息，以幫助識(shí)別和解決任何不兼容問(wèn)題。Codon 支持無(wú)縫的 Python 互操作性，以處理需要特定 Python 庫(kù)或動(dòng)態(tài)性的情況。

　　我想使用 Codon，但我有一個(gè)大型 Python 代碼庫(kù)且不想移植，怎么辦？

　　你可以通過(guò) @codon.jit 裝飾器來(lái)使用 Codon，這將只編譯帶注釋的函數(shù)，并自動(dòng)處理與 Codon 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。它還允許使用任何特定于 Codon 的模塊或擴(kuò)展，例如多線程。

　　與其他語(yǔ)言和框架的互通性如何？

　　互通性是 Codon 的優(yōu)先事項(xiàng)。我們不希望使用 Codon 使用戶無(wú)法使用現(xiàn)有的其他優(yōu)秀框架和庫(kù)。Codon 支持與 Python 和 C/C++ 的完全互通。

　　Codon 是否使用垃圾收集？

　　是的，Codon 使用了 Boehm 垃圾收集器。

　　Codon 不支持 Python 模塊 X 或函數(shù) Y？

　　雖然 Codon 涵蓋了 Python 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一個(gè)相當(dāng)大的子集，但它還沒(méi)有涵蓋每個(gè)模塊的每個(gè)函數(shù)。請(qǐng)注意，仍然可以通過(guò) Python 調(diào)用缺少的函數(shù) from python import。許多缺少 Codon 本地實(shí)現(xiàn)的函數(shù)(例如 I/O 或 OS 相關(guān)功能)通常不會(huì)實(shí)現(xiàn) Codon 的實(shí)質(zhì)性加速。

　　對(duì)于我的應(yīng)用程序，Codon 并不比 Python 快？

　　大部分時(shí)間用在 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的庫(kù)代碼中的應(yīng)用程序通常不會(huì)在 Codon 中看到實(shí)質(zhì)性的性能提升。同樣地，受 I/O 或網(wǎng)絡(luò)限制的應(yīng)用程序在 Codon 中也會(huì)遇到相同的瓶頸。

　　對(duì)于我的應(yīng)用程序，Codon 比 Python 慢？

　　如果是這樣，請(qǐng)將 Codon 明顯比 Python 慢的情況報(bào)告給問(wèn)題跟蹤器。

　　Codon 是免費(fèi)的嗎？

　　對(duì)于非生產(chǎn)用途，Codon 始終是免費(fèi)的。用戶可以免費(fèi)將 Codon 用于個(gè)人、學(xué)術(shù)或其他非商業(yè)應(yīng)用。

　　Codon 是開(kāi)源的嗎？

　　Codon 是根據(jù)商業(yè)源代碼許可證 (BSL) 獲得許可的，它的源代碼是公開(kāi)可用的，并且可以免費(fèi)用于非生產(chǎn)用途。BSL 在技術(shù)上不是「開(kāi)源」許可證，盡管在許多情況下你仍然可以像對(duì)待任何其他開(kāi)源項(xiàng)目一樣對(duì)待 Codon。重要的是，根據(jù) BSL，每個(gè)版本的 Codon 都會(huì)在 3 年后轉(zhuǎn)換到實(shí)際的開(kāi)源許可證(特別是 Apache)。