Stackless Python

Stackless Python
Тип	интерпретатор языка программирования Python
Разработчик	Кристиан Тисмер и соавторы
Написана на	C
Операционная система	Linux, macOS, Windows, PSP OS
Последняя версия	3.8.1 (11 августа 2021)
Тестовая версия	3.9.0 alpha 0 (11 августа 2021)
Лицензия	Python Software Foundation License
Сайт	stackless.com

Stackless Python, или просто Stackless — версия интерпретатора языка программирования Python, названная так из-за отказа от использования стандартного стека вызовов языка Си в пользу собственного стека. Наиболее впечатляющей особенностью Stackless являются микропотоки (англ. microthreads), которые позволяют избежать чрезмерного расхода системных ресурсов, присущего стандартным потокам операционной системы. В дополнение к стандартным возможностям Python, Stackless добавляет поддержку сопрограмм, коммуникационных каналов и сериализации задач.

Микропотоками интерпретатор Stackless управляет самостоятельно. Это способствует уменьшению дополнительных расходов системных ресурсов на потоки и может значительно уменьшить нагрузку центрального процессора в некоторых ситуациях, когда количество потоков очень велико.

Из-за значительного числа изменений в исходных текстах оригинального CPython Stackless не может устанавливаться как библиотека или расширение интерпретатора, поэтому он распространяется как отдельный интерпретатор Python.

Особенности реализации

При помощи Stackless Python запущенная программа разбивается на микропотоки, которые управляются самим интерпретатором языка, а не ядром операционной системы — переключение контекста и планирование задач выполняются исключительно в интерпретаторе (таким образом, они также рассматриваются как форма зеленого потока). Микропотоки управляют выполнением различных подзадач в программе на одном и том же ядре процессора. Таким образом, они являются альтернативой асинхронному программированию на основе событий, а также позволяют избежать накладных расходов, связанных с использованием отдельных потоков для одноядерных программ (поскольку переключение режимов между пользовательским режимом и режимом ядра не требуется, поэтому загрузка процессора может быть уменьшена).

Несмотря на то, что микропотоки облегчают выполнение подзадач на одном ядре, Stackless Python всё равно использует глобальную блокировку интерпретатора (GIL) CPython и не использует несколько потоков и/или процессов. Таким образом, Stackless Python допускает только совместную многозадачность на общем процессоре, а не параллелизм (вытеснение изначально было недоступно, но теперь доступно в той или иной форме). Чтобы использовать несколько процессорных ядер, все равно потребуется создать систему межпроцессной связи поверх процессов Stackless Python.

Из-за значительного количества изменений в исходном коде, Stackless Python не может быть установлен в качестве расширения или библиотеки в качестве дополнения к существующему CPython-реализации Python. Stackless Python представляет собой полноценный самостоятельный дистрибутив Python. Большинство функций Stackless Python также были реализованы в PyPy, самостоятельном интерпретаторе Python и компиляторе JIT.

Ссылки

• stackless.com — официальный сайт Stackless Python
• Stephan Diehl. Programming with Stackless Python // Linux Magazine. — August 2007. — № 81. — С. 34—37.
• Cameron Laird. Introduction to Stackless Python (англ.) (недоступная ссылка). oreillynet.com (4 октября 2000). Архивировано 18 августа 2012 года.