JIT 将在 Python 3.13 中出现

据可靠消息，CPython 的下一个版本将会包含 JIT（Just In Time，即时编译器）。

根据一些用户进行的早期测试，它将带来一些直接的运行速度改进，以及未来仍有重大优化的良好前景。新的 JIT 编译器将包含在Python 3.13 中，是可选的，开发者需要使用 -enable-experimental-jit 配置 CPython 构建。

内核 Python 开发人员 Brandt Bucher 于上个月底提交了带有初始代码的拉取请求。3.13版本计划于2024年10月发布。

JIT 编译器已被其他高级语言（例如 Java、PHP 和 C#）使用，通过在运行时将解释代码编译为本机机器代码，以便提升巨大速度改进，不再需要开发人员执行任何额外的步骤。

JIT 编译器的目标包括广泛的操作系统支持、实现的低复杂性与简单部署，不会为安装 Python 的最终用户添加依赖项。

Bucher 在 CPython 核心开发者冲刺 (CPython Core Developer Sprint) 的演讲中所述，这是通过一种称为“复制和补丁编译”的技术来实现的，该技术由斯坦福大学的研究人员 2021 年提出，研究人员Haoran Xu 和 Fredrik Kjolstad 表示，这个想法是将“来自大型二进制实现变体库的代码拼接在一起”。我们将这些二进制实现称为模板，因为它们存在漏洞，必须在代码生成过程中插入缺失值。”

与其他 JIT 编译器技术相比，复制和修补方法对于 CPython 来说更容易实现，但仍然生成高质量的代码。

JIT技术基于LLVM生态，编译器用 clang，编译参数开 -o3 获取最大的性能。但仅在构建 CPython 运行时时存在，而不是在部署时存在。支持的操作系统包括 Windows、适用于 x86 和 ARM64 的 macOS，以及适用于 x86 和 ARM64 的 Linux。

使用新的 JIT 编译器的 CPython 快了多少？

Bucher 在GitHub 评论中说：

“就目前情况而言，它比二级解释器快 2% 到 9%，具体取决于平台（各个基准差异很大，从慢 13% 到快 47%），”

简单的总结是，我们不应该期望特别显著的速度提升，尽管其与其它加速 Python 的产品一起努力，这是一个值得赞赏的增量提升。

下一步迁移到 JIT 编译器会在以后的版本中实现更好的性能。Bucher 在描述了一些未来可能的优化，这些优化将改进生成的代码，例如“使用 ghccc 调用约定来实现更高效的尾部调用（在指令的开头和结尾减少推送、弹出和寄存器混洗）。每一点都增加了一点点复杂性，并且可能应该成为单独审查的项目。不过，我已经粗略地制作了其中许多原型，证明它们是可行的。”

根据 Bucher 的说法，该工作是在 CPython 3.11（添加了专门的自适应解释器）和3.12（使用领域特定语言来生成解释器，允许在构建时进行修改和分析）的基础上推进的。

此项工作被视为加速 Python 长期努力的一部分。