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Python 编程语言的核心是什么?

来源:奇酷学院 发表于:

  我想要用Python实现WebAssembly,这并不是什么秘密。这不仅可以让Python进入浏览器,而且由于iOS和Android都支持将JavaScript作为应用...

  我想要用Python实现WebAssembly,这并不是什么秘密。这不仅可以让Python进入浏览器,而且由于iOS和Android都支持将JavaScript作为应用的一部分运行,因此Python也可以进入移动开发。想到这些我就觉得兴奋。
 
  但是每当想到创建一个新Python实现的艰巨任务时,我就会不断地问自己:
 
  “Python究竟是什么?”
 
  我们使用CPython已经很长时间了,以至于我怀疑我们大多数人都认为“ Python == CPython”。PyPy试图将兼容做到极致,所以他们打算实现CPython的实现细节。基本上,我所知道的大多数Python实现都会为通过CPython的测试套件而努力,并尽可能与CPython兼容。
 
  这就有点可怕了。
 
  CPython实现的Python非常动态,它公开了许多东西,只有当你以某种方式使用解释器实现Python才有意义。例如,PyPy有一个基本的解释器使用JIT,但是你可以通过Python中的很多东西来迫使PyPy关闭JIT并坚持使用字节码。仅凭REPL就让Python变得十分动态,因为输入到REPL的所有内容都会由解释器动态地解析、编译和执行。
 
  因此我开始思考:Python到底是什么的问题?这门语言的核心究竟是什么?究竟Python实现需要覆盖到哪些基本功能,才能成为人们心目中认可的Python实现?还有以我来看,将Python直接编译成WebAssembly的实现需要付出多少代价?
 
  Python是否需要REPL?
 
  我真正开始思考这个问题是当我开始思考将Python编译成WebAssembly都需要什么的时候。这并不是要实现另一个解释器,而是从Python源代码产生静态的WebAssembly,并且它依然可以称为“Python”。
 
  我知道的,通过eva()或compile()进行动态编译可能不容易实现,因为WebAssembly的安全模型会在加载时验证模块。这意味着没有办法在其他代码的内存空间内运行任意代码,这可能会加剧实现REPL的难度。
 
  但这让我思考:Python真的需要REPL吗?别误会我的意思,它非常方便,但是我的意思是,如果某个实现不包含REPL,那么它还是Python吗?我认为无REPL的Python仍然是Python,只是缺少(可能是关键的)功能。
 
  这不禁让我思考必须将Python的哪些部分视为“ Python”的想法。
 
  没有locals()行不行?能够将定义的所有局部变量及其值都收集到一个字典中,这是非常动态的东西。如果你使用像CPython这种解释器,那么只需要从当前的执行帧里取一些东西就能获得locals。但在编译语言中,实现这一点需要大量工作,因为你必须知道应当何时收集这些信息,因为调用locals()的时候并不一定所有信息都存在。
 
  如果有人重载了locals()怎么办?同样,在CPython中这也不是什么问题,因为builtins模块有一个__dict__属性,只需要重载它,就会向下传递到以后的调用中。但在编译语言中,做类似的检测需要大量的工作,最终会影响性能。
 
  那么sys.settrace()呢?它会触发每个字节的回调,而如果代码已经编译,这一点是无法实现的。尽管你可以通过检查每行末尾是否设置了跟踪函数来模仿这一行为,但这似乎有点过了,因为绝大多数情况下这种钩子并不存在(尽管可以实现为编译器开关)。
 
  那么sys._getframe()呢?编译语言并不一定能够直接访问每个执行帧,那么你还要不要模拟这一行为?由于任何函数都可以请求执行帧,你必须时刻准备着提供执行帧。
 
  可见,Python中有很多东西加剧了编译的难度(因此Nuitka拥有更大的能力来应对这一挑战)。但是我敢打赌,上面提到的内容在99.9%的情况下都不会使用,因此,如果这些功能没有实现,那么是否仍可以将其视为“Python”?
 
  具备多少兼容性才有意义?
 
  这个问题我没有很好的答案。但是这个问题的答案标志着实现Python的难度以及与现有软件的兼容性。我会说,我认为WebAssembly不需要支持大量的Python软件。WebAssembly可以访问Rust和JavaScript等其他语言生态系统,因此你需要的某个东西完全有可能在其他语言中已经实现了。
 
  我没有答案
 
  也许我们可以开发一个将Python代码直接转换为WebAssembly并牺牲性能兼容性的编译器。也许我们可以开发针对WebAssembly设计的解释器,同时与先前已有的代码保持兼容性。也许可以仅在其WebAssembly工作中支持RustPython。也许Pyodide可以实现这一点。我认为这些都有可能,这些都有可能激发人们的兴趣,进而产生更好的结果。