O que há de novo no Python 3.11

Editor:

Pablo Galindo Salgado

Este artigo explica os novos recursos no Python 3.11, em comparação com 3.10. Python 3.11 foi lançado em 24 de outubro de 2022. Veja changelog para uma lista completa de mudanças.

Resumo – Destaques da versão

  • O Python 3.11 é entre 10-60% mais rápido que o Python 3.10. Em média, medimos uma aceleração de 1,25x no conjunto de benchmarks padrão. Veja CPython mais rápido para detalhes.

Novos recursos de sintaxe:

Novos recursos embutidos:

Novos módulos da biblioteca padrão:

Melhorias no interpretador:

Novos recursos de tipagem:

Descontinuações, remoções e restrições importantes:

Novas funcionalidades

PEP 657: Localizações de erros refinadas em tracebacks

Ao imprimir tracebacks (situação da pilha de execução), o interpretador agora apontará para a expressão exata que causou o erro, em vez de apenas a linha. Por exemplo:

Traceback (most recent call last):
  File "distância.py", line 11, in <module>
    print(distância_de_manhattan(p1, p2))
          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  File "distância.py", line 6, in distância_de_manhattan
    return abs(ponto_1.x - ponto_2.x) + abs(ponto_1.y - ponto_2.y)
                           ^^^^^^^^^
AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'x'

Versões anteriores do interpretador apontavam apenas para a linha, tornando ambíguo qual objeto era None. Esses erros aprimorados também podem ser úteis ao lidar com objetos dict profundamente aninhados e várias chamadas de função:

Traceback (most recent call last):
  File "consultar.py", line 37, in <module>
    mágica_aritmética('foo')
  File "consultar.py", line 18, in mágica_aritmética
    return adicionar_contagens(x) / 25
           ^^^^^^^^^^^^^
  File "consultar.py", line 24, in adicionar_contagens
    return 25 + consultar_usuário(usuário1) + consultar_usuário(usuário2)
                ^^^^^^^^^^^^^^^^^
  File "consultar.consultar", line 32, in consultar_usuário
    return 1 + consultar_contagem(db, resposta['a']['b']['c']['user'], tentar_novamente=True)
                                      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~^^^^^
TypeError: 'NoneType' object is not subscriptable

Bem como expressões aritméticas complexas:

Traceback (most recent call last):
  File "cálculo.py", line 54, in <module>
    resultado = (x / y / z) * (a / b / c)
                 ~~~~~~^~~
ZeroDivisionError: division by zero

Além disso, as informações usadas pela funcionalidade de traceback aprimorado são disponibilizadas por meio de uma API geral, que pode ser usada para correlacionar instruções bytecode com a localização do código-fonte. Essas informações podem ser recuperadas usando:

Veja PEP 657 para mais detalhes. (Contribuição de Pablo Galindo, Batuhan Taskaya e Ammar Askar em bpo-43950.)

Nota

Esse recurso requer o armazenamento de posições de coluna em Objetos código, o que pode resultar em um pequeno aumento no uso de memória do interpretador e no uso de disco para arquivos Python compilados. Para evitar armazenar as informações extras e desativar a exibição das informações extras de rastreamento, use a opção de linha de comando -X no_debug_ranges ou a variável de ambiente PYTHONNODEBUGRANGES.

PEP 654: Grupos de exceção e except*

PEP 654 introduz recursos de linguagem que permitem que um programa levante e manipule várias exceções não relacionadas simultaneamente. Os tipos internos ExceptionGroup e BaseExceptionGroup tornam possível agrupar exceções e criá-las juntas, e a nova sintaxe except* generaliza except para corresponder a subgrupos de grupos de exceção.

Veja PEP 654 para mais detalhes.

(Contribuição de Irit Katriel em bpo-45292. PEP escrita por Irit Katriel, Yury Selivanov e Guido van Rossum.)

PEP 678: Exceções podem ser enriquecidas com notas

O método add_note() é adicionado a BaseException. Ele pode ser usado para enriquecer exceções com informações de contexto que não estão disponíveis no momento em que a exceção é gerada. As notas adicionadas aparecem no traceback padrão.

Veja PEP 678 para mais detalhes.

(Contribuição de Irit Katriel em bpo-45607. PEP escrita por Zac Hatfield-Dodds.)

Melhorias no inicializador py.exe do Windows

A cópia do Inicializador Python para Windows incluída no Python 3.11 foi significativamente atualizada. Ele agora oferece suporte à sintaxe de company/tag conforme definido em PEP 514 usando o argumento -V:<company>/<tag> em vez do limitado -<major>.<minor>. Isso permite iniciar outras distribuições além de PythonCore, aquela hospedada em python.org.

Ao usar seletores -V:, tanto company quanto tag podem ser omitidos, mas todas as instalações serão pesquisadas. Por exemplo, -V:OtherPython/ selecionará a “melhor” tag registrada para OtherPython, enquanto -V:3.11 ou -V:/3.11 selecionará o “best” com a tag 3.11.

Ao usar os argumentos legados -<major>, -<major>.<minor>, -<major>-<bitness> ou -<major>.<minor>-<bitness>, todo o comportamento existente deve ser preservado de versões anteriores e somente lançamentos de PythonCore será selecionado. No entanto, o sufixo -64 agora implica “não 32 bits” (não necessariamente x86-64), pois existem várias plataformas de 64 bits suportadas. Tempos de execução de 32 bits são detectados verificando a tag do tempo de execução para um sufixo -32. Todas as versões do Python desde 3.5 incluíram isso em suas compilações de 32 bits.

Outras mudanças na linguagem

  • Adicionada uma opção de linha de comando -P e uma variável de ambiente PYTHONSAFEPATH, que desativa o prefixo automático para sys.path do diretório do script ao executar um script ou o diretório atual ao usar -c e -m. Isso garante que apenas os módulos stdlib e instalados sejam escolhidos por import, e evita sombreamento involuntário ou mal-intencionado de módulos com aqueles em um diretório local (e normalmente gravável pelo usuário). (Contribuição de Victor Stinner em gh-57684.)

  • Uma opção "z" foi adicionada ao Minilinguagem de especificação de formato que força zero negativo para positivo após o arredondamento para a precisão do formato. Veja PEP 682 para mais detalhes. (Contribuição de John Belmonte em gh-90153.)

  • Bytes não são mais aceitos em sys.path. O suporte quebrou em algum momento entre o Python 3.2 e o 3.6, sem que ninguém percebesse até o lançamento do Python 3.10.0. Além disso, trazer de volta o suporte seria problemático devido às interações entre -b e sys.path_importer_cache quando há uma mistura de chaves str e bytes. (Contribuição de Thomas Grainger em gh-91181.)

Outras mudanças na implementação do CPython

  • Os métodos especiais __complex__() para complex e __bytes__() para bytes são implementados para oferecer suporte aos protocolos typing.SupportsComplex e typing.SupportsBytes. (Contribuição de Mark Dickinson e Donghee Na em bpo-24234.)

  • siphash13 foi adicionado como um novo algoritmo de hash interno. Ele tem propriedades de segurança semelhantes ao siphash24, mas é um pouco mais rápido para entradas longas. str, bytes e alguns outros tipos agora o usam como o algoritmo padrão para hash(). Arquivos .pyc baseados em hash da PEP 552 agora usam siphash13 também. (Contribuição de Inada Naoki em bpo-29410.)

  • Quando uma exceção ativa é reativada por uma instrução raise sem parâmetros, o traceback anexado a essa exceção agora é sempre sys.exc_info()[1].__traceback__. Isso significa que as alterações feitas no traceback na cláusula except atual são refletidas na exceção levantada novamente. (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • A representação do estado do interpretador de exceções tratadas (também conhecidas como exc_info ou _PyErr_StackItem) agora tem apenas o campo exc_value; exc_type e exc_traceback foram removidos, pois podem ser derivados de exc_value. (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • Uma nova opção de linha de comando, AppendPath, foi adicionada para o instalador do Windows. Ela se comporta de maneira semelhante ao PrependPath, mas anexa os diretórios de instalação e scripts em vez de antecedê-los. (Contribuição de Bastian Neuburger em bpo-44934.)

  • O campo PyConfig.module_search_paths_set agora deve ser definido como 1 para a inicialização usar PyConfig.module_search_paths para inicializar sys.path. Caso contrário, a inicialização irá recalcular o caminho e substituir quaisquer valores adicionados a module_search_paths.

  • A saída da opção --help agora cabe em 50 linhas/80 colunas. Informações sobre as variáveis de ambiente do Python e a opção -X agora estão disponíveis usando os respectivos sinalizadores --help-env e --help-xoptions, e com o novo --help-all. (Contribuição de Éric Araujo em bpo-46142.)

  • Converter entre int e str em bases diferentes de 2 (binário), 4, 8 (octal), 16 (hexadecimal) ou 32 como base 10 (decimal) agora levanta uma exceção ValueError se o número de dígitos em forma de string estiver acima de um limite para evitar possíveis ataques de negação de serviço devido à complexidade algorítmica. Esta é uma mitigação para CVE 2020-10735. Este limite pode ser configurado ou desabilitado por variável de ambiente, sinalizador de linha de comando ou APIs de sys. Veja a documentação de limitação de comprimento de conversão de string inteira. O limite padrão é de 4300 dígitos em forma de string.

Novos módulos

Módulos melhorados

asyncio

contextlib

  • Adicionado gerenciador de contexto não paralelo seguro chdir() para alterar o diretório de trabalho atual e depois restaurá-lo na saída. Wrapper simples em torno de chdir(). (Contribuição de Filipe Laíns em bpo-25625)

dataclasses

  • Alterar a verificação de mutabilidade padrão do campo, permitindo apenas padrões que são hasheáveis em vez de qualquer objeto que não seja uma instância de dict, list ou set. (Contribuição de Eric V. Smith em bpo-44674.)

datetime

enum

  • Renomeado EnumMeta para EnumType (EnumMeta mantido como um apelido).

  • Adicionada StrEnum, com membros que podem ser usados como (e devem ser) strings.

  • Adicionada ReprEnum, que apenas modifica o __repr__() dos membros enquanto retorna seus valores literais (ao invés de nomes) para __str__() e __format__() (usado por str(), format() e f-strings).

  • Alterado Enum.__format__() (o padrão para format(), str.format() e f-strings) para sempre produz o mesmo resultado que Enum.__str__(): para enums herdados de ReprEnum será o valor do membro; para todos os outros enums, será o enum e o nome do membro (por exemplo, Color.RED).

  • Adicionado um novo parâmetro de classe boundary para enums Flag e FlagBoundary com suas opções, para controlar como lidar com valores de sinalizadores fora do intervalo.

  • Adicionado o decorador de enum verify() e o enum EnumCheck com suas opções, para verificar classes de enum em relação a várias restrições específicas.

  • Adicionados os decoradores member() e nonmember(), para garantir que o objeto decorado seja/não seja convertido em um membro enum.

  • Adicionado o decorador property(), que funciona como property() exceto para enums. Use isso em vez de types.DynamicClassAttribute().

  • Adicionado o decorador enum global_enum(), que ajusta __repr__() e __str__() para mostrar valores como membros de seu módulo em vez da classe enum. Por exemplo, 're.ASCII' para o membro ASCII de re.RegexFlag em vez de 'RegexFlag.ASCII'.

  • Aprimorada Flag para ter suporte a len(), iteração e in/not in em seus membros. Por exemplo, o seguinte agora funciona: len(AFlag(3)) == 2 and list(AFlag(3)) == (AFlag.ONE, AFlag.TWO)

  • Alterada Enum e Flag para que os membros sejam agora definidos antes de __init_subclass__() ser chamado; dir() agora inclui métodos, etc., de tipos de dados mistos.

  • Alterada Flag para considerar apenas valores primários (potência de dois) canônicos enquanto valores compostos (3, 6, 10, etc.) são considerados apelidos; bandeiras invertidas são coagidas ao seu equivalente positivo.

fcntl

  • No FreeBSD, os sinalizadores F_DUP2FD e F_DUP2FD_CLOEXEC respectivamente são suportados, o primeiro é igual ao uso de dup2 enquanto o último define o sinalizador FD_CLOEXEC adicionalmente.

fractions

  • Suporte à inicialização no estilo PEP 515 de Fraction da string. (Contribuição de Sergey B Kirpichev em bpo-44258.)

  • Fraction agora implementa um método __int__, para que uma verificação de isinstance(some_fraction, typing.SupportsInt) seja aprovada. (Contribuição de Mark Dickinson em bpo-44547.)

functools

  • functools.singledispatch() agora suporta types.UnionType e typing.Union como anotações para o argumento de dispatch.:

    >>> from functools import singledispatch
>>> @singledispatch
... def fun(arg, verboso=False):
...     if verboso:
...         print("Deixe-me apenas dizer,", end=" ")
...     print(arg)
...
>>> @fun.register
... def _(arg: int | float, verboso=False):
...     if verboso:
...         print("Força nos números, não é?", end=" ")
...     print(arg)
...
>>> from typing import Union
>>> @fun.register
... def _(arg: Union[list, set], verbose=False):
...     if verboso:
...         print("Enumere isso:")
...     for i, elem in enumerate(arg):
...         print(i, elem)
...

    (Contribuição de Yurii Karabas na bpo-46014.)

gzip

  • A função gzip.compress() agora é mais rápida quando usada com o argumento mtime=0, pois delega a compactação inteiramente para uma única operação zlib.compress(). Há um efeito colateral dessa mudança: o cabeçalho do arquivo gzip contém um byte de “OS” em seu cabeçalho. Tradicionalmente, isso sempre foi definido com um valor de 255 representando “desconhecido” pelo módulo gzip. Agora, ao usar compress() com mtime=0, ele pode ser definido com um valor diferente pela biblioteca zlib C subjacente à qual o Python estava vinculado. (Veja gh-112346 para detalhes sobre o efeito colateral.)

hashlib

  • hashlib.blake2b() e hashlib.blake2s() agora preferem libb2 em vez da cópia do Python. (Contribuição de Christian Heimes em bpo-47095.)

  • O módulo interno _sha3 com algoritmos SHA3 e SHAKE agora usa tiny_sha3 em vez do Keccak Code Package para reduzir o código e o tamanho binário. O módulo hashlib prefere implementações otimizadas de SHA3 e SHAKE do OpenSSL. A alteração afeta apenas instalações sem suporte a OpenSSL. (Contribuição de Christian Heimes em bpo-47098.)

  • Adiciona hashlib.file_digest(), uma função auxiliar para hash eficiente de arquivos ou objetos semelhantes a arquivos. (Contribuição de Christian Heimes em gh-89313.)

IDLE e idlelib

  • Aplica realce de sintaxe em arquivos .pyi. (Contribuição de Alex Waygood e Terry Jan Reedy em bpo-45447.)

  • Inclui prompts ao salvar o console com entradas e saídas. (Contribuição de Terry Jan Reedy em gh-95191.)

inspect

locale

logging

math

  • Adiciona math.exp2(): retorna 2 elevado à potência de x. (Contribuição de Gideon Mitchell em bpo-45917.)

  • Adiciona math.cbrt(): retorna a raiz cúbica de x. (Contribuição de Ajith Ramachandran em bpo-44357.)

  • O comportamento de dois casos excepcionais math.pow() foi alterado, para consistência com a especificação IEEE 754. As operações math.pow(0.0, -math.inf) e math.pow(-0.0, -math.inf) agora retornam inf. Anteriormente eles levantavam ValueError. (Contribuição de Mark Dickinson em bpo-44339.)

  • O valor math.nan agora está sempre disponível. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-46917.)

operador

  • Uma nova função operator.call foi adicionada, tal que operator.call(obj, *args, **kwargs) == obj(*args, **kwargs) (Contribuição de Antony Lee em bpo-44019.)

os

  • No Windows, os.urandom() agora usa BCryptGenRandom(), em vez de CryptGenRandom() que foi descontinuado. (Contribuição de Dong-hee Na em bpo-44611.)

pathlib

re

  • Agrupamento atômico ((?>...)) e quantificadores possessivos (*+, ++, ?+, {m,n}+ ) agora são suportados em expressões regulares. (Contribuição de Jeffrey C. Jacobs e Serhiy Storchaka em bpo-433030.)

shutil

socket

  • Adiciona suporte ao soquete CAN para NetBSD. (Contribuição de Thomas Klausner em bpo-30512.)

  • create_connection() tem a opção de levantar, em caso de falha na conexão, um ExceptionGroup contendo todos os erros ao invés de somente levantar o último erro. (Contribuição de Irit Katriel em bpo-29980.)

sqlite3

string

sys

  • sys.exc_info() agora deriva os campos type e traceback do value (a instância de exceção) de forma que quanto uma exceção é modificada enquanto está sendo tratada, são refletidos nos resultados de chamadas subsequentes para exc_info(). (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • Adiciona sys.exception() que retorna a instância de exceção ativa (equivalente a sys.exc_info()[1]). (Contribuição de Irit Katriel em bpo-46328.)

  • Adiciona o sinalizador sys.flags.safe_path. (Contribuição de Victor Stinner em gh-57684.)

sysconfig

  • Três novos esquemas de instalação (posix_venv, nt_venv e venv) foram adicionados e são usados quando o Python cria novos ambientes virtuais ou quando está sendo executado a partir de um ambiente virtual. Os dois primeiros esquemas (posix_venv e nt_venv) são específicos do SO para não Windows e Windows, o venv é essencialmente um apelido para um deles de acordo com o SO em que o Python é executado. Isso é útil para distribuidores downstream que modificam sysconfig.get_preferred_scheme(). O código de terceiros que cria novos ambientes virtuais deve usar o novo esquema de instalação venv para determinar os caminhos, assim como venv. (Contribuição de Miro Hrončok em bpo-45413.)

tempfile

  • Objetos SpooledTemporaryFile agora implementam totalmente os métodos de io.BufferedIOBase ou io.TextIOBase (dependendo do modo de arquivo). Isso permite que eles funcionem corretamente com APIs que esperam objetos semelhantes a arquivos, como módulos de compactação. (Contribuição de Carey Metcalfe em gh-70363.)

threading

  • No Unix, se a função sem_clockwait() estiver disponível na biblioteca C (glibc 2.30 e mais recente), o método threading.Lock.acquire() agora usa o relógio monotônico (time.CLOCK_MONOTONIC) para o tempo limite, em vez de usar o relógio do sistema (time.CLOCK_REALTIME), para não ser afetado pelas alterações do relógio do sistema. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-41710.)

time

  • No Unix, time.sleep() agora usa a função clock_nanosleep() ou nanosleep(), se disponível, que tem uma resolução de 1 nanossegundo (10-9 segundos), em vez de usar select() que tem uma resolução de 1 microssegundo (10-6 segundos). (Contribuição de Benjamin Szőke e Victor Stinner em bpo-21302.)

  • No Windows 8.1 e mais recente, time.sleep() agora usa um temporizador aguardável baseado em temporizadores de alta resolução que tem uma resolução de 100 nanossegundos (10-7 segundos). Anteriormente, tinha uma resolução de 1 milissegundo (10-3 segundos). (Contribuição de Benjamin Szőke, Donghee Na, Eryk Sun e Victor Stinner em bpo-21302 e bpo-45429.)

tkinter

  • Adicionado o método info_patchlevel() que retorna a versão exata da biblioteca Tcl como uma tupla nomeada semelhante a sys.version_info. (Contribuição de Serhiy Storchaka em gh-91827.)

traceback

typing

Para alterações principais, veja Novos recursos relacionados a dicas de tipo.

  • Adiciona typing.assert_never() e typing.Never. typing.assert_never() é útil para pedir a um verificador de tipo para confirmar que uma linha de código não está acessível. Em tempo de execução, ele levanta uma exceção AssertionError. (Contribuição de Jelle Zijlstra em gh-90633.)

  • Adiciona typing.reveal_type(). Isso é útil para perguntar a um verificador de tipo qual tipo ele inferiu para uma determinada expressão. Em tempo de execução imprime o tipo do valor recebido. (Contribuição de Jelle Zijlstra em gh-90572.)

  • Adicione typing.assert_type(). Isso é útil para solicitar a um verificador de tipos que confirme se o tipo que ele inferiu para uma determinada expressão corresponde ao tipo fornecido. Em tempo de execução ele simplesmente retorna o valor recebido. (Contribuição de Jelle Zijlstra em gh-90638.)

  • Os tipos typing.TypedDict agora podem ser genéricos. (Contribuição de Samodya Abeysiriwardane em gh-89026.)

  • Os tipos NamedTuple agora podem ser genéricos. (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-43923.)

  • Permite criar subclasse de typing.Any. Isso é útil para evitar erros de verificador de tipo relacionados a classes altamente dinâmicas, como mocks. (Contribuição de Shantanu Jain em gh-91154.)

  • O decorador typing.final() agora define o __final__ atribuído no objeto decorado. (Contribuição de Jelle Zijlstra em gh-90500.)

  • A função typing.get_overloads() pode ser usada para introspecção das sobrecargas de uma função. typing.clear_overloads() pode ser usado para limpar todas as sobrecargas registradas de uma função. (Contribuição de Jelle Zijlstra em gh-89263.)

  • O método __init__() das subclasses Protocol agora é preservado. (Contribuição de Adrian Garcia Badarasco em gh-88970.)

  • A representação de tipos de tupla vazias (Tuple[()]) está simplificada. Isso afeta a introspecção, por exemplo. get_args(Tuple[()]) agora é avaliado como () em vez de ((),). (Contribuição de Serhiy Storchaka em gh-91137.)

  • Afrouxa os requisitos de tempo de execução para anotações de tipo removendo a verificação chamável na função privada typing._type_check. (Contribuição de Gregory Beauregard em gh-90802.)

  • typing.get_type_hints() agora tem suporte à avaliação de strings como referências diretas em apelidos genéricos da PEP 585. (Contribuição de Niklas Rosenstein em gh-85542.)

  • typing.get_type_hints() não adiciona mais Optional aos parâmetros com None como padrão. (Contribuição de Nikita Sobolev em gh-90353.)

  • typing.get_type_hints() agora tem suporte à avaliação de anotações ClassVar de strings simples. (Contribuição de Gregory Beauregard em gh-90711.)

  • typing.no_type_check() não modifica mais classes e funções externas. Agora também marca corretamente os métodos de classe para não serem verificados quanto ao tipo. (Contribuição de Nikita Sobolev em gh-90729.)

unicodedata

  • O banco de dados Unicode foi atualizado para a versão 14.0.0. (Contribuição de Benjamin Peterson em bpo-45190).

unittest

venv

  • Quando novos ambientes virtuais Python são criados, o esquema de instalação do sysconfig do venv é usado para determinar os caminhos dentro do ambiente. Quando o Python é executado em um ambiente virtual, o mesmo esquema de instalação é o padrão. Isso significa que os distribuidores downstream podem alterar o esquema de instalação padrão do sysconfig sem alterar o comportamento dos ambientes virtuais. O código de terceiros que também cria novos ambientes virtuais deve fazer o mesmo. (Contribuição de Miro Hrončok em bpo-45413.)

avisos

zipfile

  • Adicionado suporte para especificar a codificação de nome de membro para leitura de metadados em um diretório ZipFile e cabeçalhos de arquivo. (Contribuição de Stephen J. Turnbull e Serhiy Storchaka em bpo-28080.)

  • Adicionado ZipFile.mkdir() para criar novos diretórios dentro de arquivos ZIP. (Contribuição de Sam Ezeh em gh-49083.)

  • Adicionado stem, suffix e suffixes a zipfile.Path. (Contribuição de Miguel Brito em gh-88261.)

Otimizações

Esta seção cobre otimizações específicas independentes do projeto CPython mais rápido, que é abordado em sua própria seção.

  • O compilador agora otimiza a formatação simples de % no estilo printf em literais de string contendo apenas os códigos de formato %s, %r e %a e a torna tão rápida quanto uma expressão f-string correspondente. (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-28307.)

  • A divisão inteira (//) é melhor ajustada para otimização por compiladores. Agora é cerca de 20% mais rápido em x86-64 ao dividir um int por um valor menor que 2**30. (Contribuição de Gregory P. Smith e Tim Peters em gh-90564.)

  • sum() agora é quase 30% mais rápida para inteiros menores que 2**30. (Contribuição de Stefan Behnel em gh-68264.)

  • O redimensionamento de listas é simplificado para o caso comum, acelerando list.append() em ≈15% e compreensão de listas em até 20-30% (Contribuição de Dennis Sweeney em :gh: 91165.)

  • Dicionários não armazenam valores de hash quando todas as chaves são objetos Unicode, diminuindo o tamanho de dict. Por exemplo, sys.getsizeof(dict.fromkeys("abcdefg")) foi reduzido de 352 bytes para 272 bytes (23% menor) em plataformas de 64 bits. (Contribuição de Inada Naoki em bpo-46845.)

  • Usar asyncio.DatagramProtocol agora é muito mais rápido ao transferir arquivos grandes por UDP, com velocidades mais de 100 vezes maiores para um arquivo de ≈60 MiB. (Contribuição de msoxzw em gh-91487.)

  • As funções comb() e perm() de math são agora ≈10 vezes mais rápidas para argumentos grandes (com uma aceleração maior para k maiores). (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-37295.)

  • As funções mean(), variance() e stdev() do statistics agora consomem iteradores em uma passagem em vez de convertê-los em uma list primeiro. Isso é duas vezes mais rápido e pode economizar memória de forma substancial. (Contribuição de Raymond Hettinger em gh-90415.)

  • unicodedata.normalize() agora normaliza strings de puro ASCII em tempo constante. (Contribuição de Dong-hee Na em bpo-44987.)

CPython mais rápido

O CPython 3.11 é em média 25% mais rápido que o CPython 3.10 medido com o conjunto de ferramentas de benchmarks pyperformance, quando compilado com GCC no Ubuntu Linux. Dependendo da sua carga de trabalho, a aceleração geral pode ser de 10 a 60%.

Este projeto se concentra em duas áreas principais em Python: Inicialização mais rápida e Tempo de execução mais rápido. Otimizações que não são abordadas neste projeto estão listadas em Otimizações.

Inicialização mais rápida

Importações congeladas/objetos de código estático

O Python armazena o bytecode no diretório __pycache__ para acelerar o carregamento do módulo.

Anteriormente na versão 3.10, a execução do módulo Python era assim:

Read __pycache__ -> Unmarshal -> Heap allocated code object -> Evaluate

No Python 3.11, os principais módulos essenciais para a inicialização do Python são “congelados”. Isso significa que seus Objetos código (e bytecode) são alocados estaticamente pelo interpretador. Isso reduz as etapas no processo de execução do módulo para isso:

Statically allocated code object -> Evaluate

A inicialização do interpretador agora é 10-15% mais rápida no Python 3.11. Isso tem um grande impacto para programas de execução curta usando Python.

(Contribuição de Eric Snow, Guido van Rossum e Kumar Aditya em vários issues.)

Tempo de execução mais rápido

Quadros Python menos custosos e mais preguiçosos

Os quadros do Python, contendo informações de execução, são criados sempre que o Python chama uma função do Python. A seguir estão as novas otimizações de quadro:

  • Simplificado o processo de criação do quadro.

  • Alocação de memória evitada reutilizando generosamente o espaço do quadro na pilha C.

  • Simplificada a estrutura interna do quadro para conter apenas as informações essenciais. Os quadros anteriormente continham informações extras de depuração e gerenciamento de memória.

Os antigos objetos quadros agora são criados apenas quando solicitados por depuradores ou por funções de introspecção do Python, como sys._getframe() e inspect.currentframe(). Para a maioria dos códigos de usuário, nenhum objeto quadro é criado. Como resultado, quase todas as chamadas de funções do Python aceleraram significativamente. Medimos uma aceleração de 3 a 7% no desempenho do py.

(Contribuição de Mark Shannon em bpo-44590.)

Chamadas de função Python em linha

Durante a chamada de uma função Python, o Python chamará uma função C de avaliação para interpretar o código dessa função. Isso efetivamente limita a recursão Python pura ao que é seguro para a pilha C.

No 3.11, quando o CPython detecta o código Python chamando outra função Python, ele configura um novo quadro e “pula” para o novo código dentro do novo quadro. Isso evita chamar a função de interpretação C completamente.

A maioria das chamadas de função do Python agora não consome espaço de pilha C, acelerando-as. Em funções recursivas simples como fibonacci ou fatorial, observamos um aumento de velocidade de 1,7x. Isso também significa que as funções recursivas podem recursar significativamente mais profundamente (se o usuário aumentar o limite de recursão com sys.setrecursionlimit()). Medimos uma melhoria de 1 a 3% no desempenho do py.

(Contribuição de Pablo Galindo e Mark Shannon em bpo-45256.)

PEP 659: Interpretador adaptativo especializado

PEP 659 é uma das partes principais do projeto Faster CPython. A ideia geral é que, embora o Python seja uma linguagem dinâmica, a maior parte do código possui regiões onde objetos e tipos raramente mudam. Este conceito é conhecido como estabilidade de tipo.

Em tempo de execução, o Python tentará procurar padrões comuns e estabilidade de tipo no código em execução. O Python substituirá a operação atual por uma mais especializada. Essa operação especializada usa caminhos rápidos disponíveis apenas para esses casos/tipos de uso, que geralmente superam suas contrapartes genéricas. Isso também traz outro conceito chamado cache inline, onde o Python armazena em cache os resultados de operações caras diretamente no bytecode.

O especializador também combinará certos pares de instruções comuns em uma superinstrução, reduzindo a sobrecarga durante a execução.

O Python só se especializará quando vir um código “quente” (executado várias vezes). Isso evita que o Python perca tempo com código de execução única. O Python também pode se especializar quando o código é muito dinâmico ou quando o uso muda. A especialização é tentada periodicamente e as tentativas de especialização não são muito caras, permitindo que a especialização se adapte às novas circunstâncias.

(PEP escrita por Mark Shannon, com ideias inspiradas por Stefan Brunthaler. Veja PEP 659 para mais informações. Implementação por Mark Shannon e Brandt Bucher, com ajuda adicional de Irit Katriel e Dennis Sweeney.)

Operação

Forma

Especialização

Aceleração da operação

Contribuidor(es)

Operações binárias

x + x

x - x

x * x

Adicionar, multiplicar e subtrair binários para tipos comuns como int, float e str usam caminhos rápidos personalizados para seus tipos subjacentes.

10%

Mark Shannon, Donghee Na, Brandt Bucher, Dennis Sweeney

Subscrição

a[i]

Subscrever tipos contêineres como list, tuple e dict indexam diretamente as estruturas de dados subjacentes.

Subscrever __getitem__() personalizado também é inserido em linha de forma similar a Chamadas de função Python em linha.

10-25%

Irit Katriel, Mark Shannon

Armazenar com subscrição

a[i] = z

Similar à especialização de subscrição acima.

10-25%

Dennis Sweeney

Chamadas

f(arg)

C(arg)

Chamadas para funções e tipos (C) embutidos comuns como len() e str chamam diretamente sua versão C subjacente. Isso evita passar pela convenção de chamada interna.

20%

Mark Shannon, Ken Jin

Carregar variável global

print

len

O índice do objeto no espaço de nomes globais/embutidas é armazenado em cache. Carregar globais e embutidas requer zero pesquisas de espaço de nomes.

[1]

Mark Shannon

Carregar atributo

o.attr

Semelhante ao carregamento de variáveis globais. O índice do atributo dentro do espaço de nomes da classe/objeto é armazenado em cache. Na maioria dos casos, o carregamento de atributos exigirá zero pesquisas de espaço de nomes.

[2]

Mark Shannon

Carregar métodos para chamada

o.meth()

O endereço real do método é armazenado em cache. O carregamento de método agora não tem pesquisas de espaço de nomes – mesmo para classes com longas cadeias de herança.

10-20%

Ken Jin, Mark Shannon

Armazenar atributo

o.attr = z

Semelhante à otimização de carregamento de atributos.

2% no pyperformance

Mark Shannon

Desempacotar sequência

*seq

Especializado para contêineres comuns como list e tuple. Evita convenção de chamada interna.

8%

Brandt Bucher

Diversos

  • Os objetos agora requerem menos memória devido aos espaços de nomes de objetos criados lentamente. Seus dicionários de espaços de nomes agora também compartilham chaves mais livremente. (Contribuição de Mark Shannon em bpo-45340 e bpo-40116.)

  • Exceções de “custo zero” estão implementadas, eliminando o custo das instruções try quando nenhuma exceção é gerada. (Contribuição de Mark Shannon em bpo-40222.)

  • Uma representação mais concisa de exceções no interpretador reduziu o tempo necessário para capturar uma exceção em cerca de 10%. (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • O mecanismo de correspondência de expressão regular do re foi parcialmente refatorado e agora usa gotos computados (ou “código encadeado”) em plataformas suportadas. Como resultado, o Python 3.11 executa os benchmarks de expressão regular do pyperformance até 10% mais rápido que o Python 3.10. (Contribuição de Brandt Bucher em gh-91404.)

FAQ

Como devo escrever meu código para utilizar esses aceleradores?

Escrever código pythônico que segue as melhores práticas comuns; você não precisa alterar seu código. O projeto Faster CPython otimiza para padrões de código comuns que observamos.

O CPython 3.11 usará mais memória?

Talvez não; não esperamos que o uso de memória exceda 20% a mais que 3.10. Isso é compensado por otimizações de memória para objetos quadro e dicionários de objetos, conforme mencionado acima.

Não vejo nenhuma aceleração em minha carga de trabalho. Por que?

Certos códigos não terão benefícios perceptíveis. Se seu código passa a maior parte do tempo em operações de E/S ou já faz a maior parte de sua computação em uma biblioteca de extensão C como NumPy, não haverá acelerações significativas. Atualmente, esse projeto é o que mais beneficia as cargas de trabalho Python puro.

Além disso, os valores de desempenho py são uma média geométrica. Mesmo dentro dos benchmarks de pyperformance, alguns benchmarks desaceleraram um pouco, enquanto outros aceleraram quase 2x!

Existe um compilador JIT?

Não. Ainda estamos explorando outras otimizações.

Sobre

O Faster CPython explora otimizações para o CPython. A equipe principal é financiada pela Microsoft para trabalhar nisso em tempo integral. Pablo Galindo Salgado também é financiado pela Bloomberg LP para trabalhar no projeto em tempo parcial. Finalmente, muitos colaboradores são voluntários da comunidade.

Alterações de bytecode do CPython

O bytecode agora contém entradas de cache inline, que assumem a forma das instruções recém-adicionadas CACHE. Muitos códigos de operações, ou opcodes, esperam ser seguidos por um número exato de caches e instruem o interpretador a ignorá-los em tempo de execução. Os caches preenchidos podem parecer instruções arbitrárias, portanto, muito cuidado deve ser tomado ao ler ou modificar o bytecode adaptativo bruto que contém dados acelerados.

Novos opcodes

Opcodes substituídos

Opcode(s) substituído(s)

Novo(s) opcode(s)

Notas
BINARY_*
INPLACE_*

BINARY_OP

Substituiu todos os opcodes numéricos binários/no local por um único opcode
CALL_FUNCTION
CALL_FUNCTION_KW
CALL_METHOD
CALL
KW_NAMES
PRECALL
PUSH_NULL

Separa a mudança de argumento para métodos da manipulação de argumentos nomeados; permite uma melhor especialização dos atendimentos
DUP_TOP
DUP_TOP_TWO
ROT_TWO
ROT_THREE
ROT_FOUR
ROT_N
COPY
SWAP

Instruções de manipulação de pilha
JUMP_IF_NOT_EXC_MATCH
CHECK_EXC_MATCH

Agora efetua verificações, mas não pula
JUMP_ABSOLUTE
POP_JUMP_IF_FALSE
POP_JUMP_IF_TRUE
JUMP_BACKWARD
POP_JUMP_BACKWARD_IF_*
POP_JUMP_FORWARD_IF_*

Veja [3]. Variantes TRUE, FALSE, NONE e NOT_NONE para cada direção
SETUP_WITH
SETUP_ASYNC_WITH

BEFORE_WITH

Configuração de bloco with

Opcodes alterados/removidos

  • Alterados MATCH_CLASS e MATCH_KEYS para não enviar mais um valor booleano adicional para indicar sucesso/falha. Em vez disso, None é enviado em caso de falha no lugar da tupla de valores extraídos.

  • Alterados opcodes que funcionam com exceções para refleti-los agora sendo representados como um item na pilha em vez de três (consulte gh-89874).

  • Removidos COPY_DICT_WITHOUT_KEYS, GEN_START, POP_BLOCK, SETUP_FINALLY e YIELD_FROM.

Descontinuados

Esta seção lista as APIs do Python que foram descontinuadas no Python 3.11.

As APIs C descontinuadas são listadas separadamente.

Linguagem/Embutidos

  • O encadeamento de descritores classmethod (introduzido em bpo-19072) agora foi descontinuado. Ele não pode mais ser usado para agrupar outros descritores como property. O design principal desse recurso era falho e causava vários problemas posteriores. Para “passar” um classmethod, considere usar o atributo __wrapped__ que foi adicionado no Python 3.10. (Contribuição de Raymond Hettinger em gh-89519.)

  • Escapes octais em strings e bytes literais com valores maiores que 0o377 (255 em decimal) agora produzem um DeprecationWarning. Em uma versão futura do Python, eles levantarão um SyntaxWarning e eventualmente um SyntaxError. (Contribuição de Serhiy Storchaka em gh-81548.)

  • A delegação de int() para __trunc__() agora foi descontinuada. Chamar int(a) quando type(a) implementa __trunc__(), mas não __int__() ou __index__(), agora levanta uma exceção DeprecationWarning. (Contribuição de Zackery Spytz em bpo-44977.)

Módulos

  • PEP 594 levou à descontinuação dos seguintes módulos programados para remoção no Python 3.13:

    aifc

    chunk

    msilib

    pipes

    telnetlib

    audioop

    crypt

    nis

    sndhdr

    uu

    cgi

    imghdr

    nntplib

    spwd

    xdrlib

    cgitb

    mailcap

    ossaudiodev

    sunau

    (Contribuição de Brett Cannon em bpo-47061 e Victor Stinner em gh-68966.)

  • Os módulos asynchat, asyncore e smtpd foram descontinuados desde pelo menos o Python 3.6. A documentação e os avisos de descontinuação foram atualizados para observar que serão removidos no Python 3.12. (Contribuição de Hugo van Kemenade em bpo-47022.)

  • O pacote lib2to3 e a ferramenta 2to3 agora foram descontinuados e podem não ser capazes de analisar o Python 3.10 ou mais recente. Veja PEP 617, apresentando o novo analisador GASE, para detalhes. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-40360.)

  • Módulos não documentados sre_compile, sre_constants e sre_parse agora fora descontinuados. (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-47152.)

Biblioteca Padrão

Pendente remoção no Python 3.12

As seguintes APIs do Python foram descontinuadas em versões anteriores do Python e serão removidas no Python 3.12.

As APIs C com remoção pendente são listadas separadamente.

  • O módulo asynchat

  • O módulo asyncore

  • Todo o pacote distutils

  • O módulo imp

  • O espaço de nomes typing.io

  • O espaço de nomes typing.re

  • cgi.log()

  • importlib.find_loader()

  • importlib.abc.Loader.module_repr()

  • importlib.abc.MetaPathFinder.find_module()

  • importlib.abc.PathEntryFinder.find_loader()

  • importlib.abc.PathEntryFinder.find_module()

  • importlib.machinery.BuiltinImporter.find_module()

  • importlib.machinery.BuiltinLoader.module_repr()

  • importlib.machinery.FileFinder.find_loader()

  • importlib.machinery.FileFinder.find_module()

  • importlib.machinery.FrozenImporter.find_module()

  • importlib.machinery.FrozenLoader.module_repr()

  • importlib.machinery.PathFinder.find_module()

  • importlib.machinery.WindowsRegistryFinder.find_module()

  • importlib.util.module_for_loader()

  • importlib.util.set_loader_wrapper()

  • importlib.util.set_package_wrapper()

  • pkgutil.ImpImporter

  • pkgutil.ImpLoader

  • pathlib.Path.link_to()

  • sqlite3.enable_shared_cache()

  • sqlite3.OptimizedUnicode()

  • Variável de ambiente PYTHONTHREADDEBUG

  • Os seguintes aliases foram descontinuados no unittest:

    Apelido descontinuado

    Método

    Descontinuado em

    failUnless

    assertTrue()

    3.1

    failIf

    assertFalse()

    3.1

    failUnlessEqual

    assertEqual()

    3.1

    failIfEqual

    assertNotEqual()

    3.1

    failUnlessAlmostEqual

    assertAlmostEqual()

    3.1

    failIfAlmostEqual

    assertNotAlmostEqual()

    3.1

    failUnlessRaises

    assertRaises()

    3.1

    assert_

    assertTrue()

    3.2

    assertEquals

    assertEqual()

    3.2

    assertNotEquals

    assertNotEqual()

    3.2

    assertAlmostEquals

    assertAlmostEqual()

    3.2

    assertNotAlmostEquals

    assertNotAlmostEqual()

    3.2

    assertRegexpMatches

    assertRegex()

    3.2

    assertRaisesRegexp

    assertRaisesRegex()

    3.2

    assertNotRegexpMatches

    assertNotRegex()

    3.5

Removidos

Esta seção lista as APIs do Python que foram removidas no Python 3.11.

As APIs C removidas são listadas separadamente.

  • Removido o decorador @asyncio.coroutine() permitindo que corrotinas baseadas em gerador legado sejam compatíveis com o código async / await. A função foi descontinuada desde o Python 3.8 e a remoção foi inicialmente agendada para o Python 3.10. Use async def em vez disso. (Contribuição de Illia Volochii em bpo-43216.)

  • Removida asyncio.coroutines.CoroWrapper, que era usada para encapsular objetos de corrotina baseados em gerador legado no modo de depuração. (Contribuição de Illia Volochii em bpo-43216.)

  • Devido a preocupações significativas de segurança, o parâmetro reuse_address de asyncio.loop.create_datagram_endpoint(), desabilitado no Python 3.9, agora foi totalmente removido. Isto é devido ao comportamento da opção de socket SO_REUSEDDR no UDP. (Contribuição de Hugo van Kemenade em bpo-45129.)

  • Removido o módulo binhex, descontinuado no Python 3.9. Também foram removidas as funções binascii relacionadas e igualmente descontinuadas:

    • binascii.a2b_hqx()

    • binascii.b2a_hqx()

    • binascii.rlecode_hqx()

    • binascii.rldecode_hqx()

    A função binascii.crc_hqx() continua disponível.

    (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45085.)

  • Removido o comando bdist_msi do distutils que foi descontinuado no Python 3.9. Em vez disso, use bdist_wheel (pacotes wheel). (Contribuição de Hugo van Kemenade em bpo-45124.)

  • Removidos os métodos __getitem__() das classes xml.dom.pulldom.DOMEventStream, wsgiref.util.FileWrapper e fileinput.FileInput, descontinuados desde o Python 3.9 . (Contribuição de Hugo van Kemenade em bpo-45132.)

  • Removidas as funções descontinuadas lgettext(), ldgettext(), lngettext() e ldngettext() de gettext. Também removidas a função bind_textdomain_codeset(), os métodos NullTranslations.output_charset() e NullTranslations.set_output_charset(), e o parâmetro codeset de translation() e install(), já que eles são usados apenas para as funções l*gettext(). (Contribuição de Dong-hee Na e Serhiy Storchaka em bpo-44235.)

  • Removido do módulo inspect:

    (Contribuição de Hugo van Kemenade em bpo-45320.)

  • Removido o método __class_getitem__() de pathlib.PurePath, pois não era usado e foi adicionado por engano em versões anteriores. (Contribuição de Nikita Sobolev em bpo-46483.)

  • Removida a classe MailmanProxy do módulo smtpd, pois ela não pode ser usada sem o pacote mailman externo. (Contribuição de Dong-hee Na em bpo-35800.)

  • Removido o método descontinuado split() de _tkinter.TkappType. (Contribuição de Erlend E. Aasland em bpo-38371.)

  • Removido o suporte a pacote de espaço de nomes da descoberta de unittest. Foi introduzido no Python 3.4, mas está quebrado desde o Python 3.7. (Contribuição de Inada Naoki em bpo-23882.)

  • Removido o método privado não documentado float.__set_format__(), anteriormente conhecido como float.__setformat__() no Python 3.7. Sua docstring dizia: “Você provavelmente não quer usar esta função. Ela existe principalmente para ser usada na conjunto de testes do Python.” (Contribuição de Victor Stinner em bpo-46852.)

  • O sinalizador de configuração --experimental-isolated-subinterpreters e a macro EXPERIMENTAL_ISOLATED_SUBINTERPRETERS correspondente foram removidos.

  • Pynche – O Pythonically Natural Color and Hue Editor – foi removido de Tools/scripts e está sendo desenvolvido independentemente da árvore fonte do Python.

Portando para Python 3.11

Esta seção lista as alterações descritas anteriormente e outras correções de bugs na API do Python que podem exigir alterações em seu código Python.

As notas de portabilidade para a API C são listadas separadamente.

  • open(), io.open(), codecs.open() e fileinput.FileInput não aceitam mais 'U' (“nova linha universal”) em o modo de arquivo. No Python 3, o modo “nova linha universal” é usado por padrão sempre que um arquivo é aberto no modo de texto, e o sinalizador 'U' foi descontinuado desde o Python 3.3. O parâmetro de nova linha para essas funções controla como as novas linhas universais funcionam. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-37330.)

  • As posições do nó da ast.AST agora são validadas quando fornecidas para compile() e outras funções relacionadas. Se posições inválidas forem detectadas, uma exceção ValueError será levantado. (Contribuição de Pablo Galindo em gh-93351)

  • Proibido passar executores que não sejam concurrent.futures.ThreadPoolExecutor para asyncio.loop.set_default_executor() após uma descontinuação no Python 3.8. (Contribuição de Illia Volochii em bpo-43234.)

  • calendar: As classes calendar.LocaleTextCalendar e calendar.LocaleHTMLCalendar agora usam locale.getlocale(), em vez de usar locale.getdefaultlocale(), se nenhuma localidade é especificada. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-46659.)

  • O módulo pdb agora lê o arquivo de configuração .pdbrc com a codificação 'UTF-8'. (Contribuição de Srinivas Reddy Thatiparty (శ్రీనివాస్ రెడ్డి తాటిపర్తి) em bpo-41137.)

  • O parâmetro population de random.sample() deve ser uma sequência, e a conversão automática de sets para lists não é mais suportada. Além disso, se o tamanho da amostra for maior que o tamanho da população, uma exceção ValueError é levantada. (Contribuição de Raymond Hettinger em bpo-40465.)

  • O parâmetro opcional random de random.shuffle() foi removido. Anteriormente, era uma função aleatória arbitrária a ser usada para o shuffle; agora, random.random() (seu padrão anterior) sempre será usado.

  • Em Sintaxe de expressão regular do re, sinalizadores globais inline (por exemplo, (?i)) agora só podem ser usados no início de expressões regulares. Se uso em outro lugar foi descontinuado no Python 3.6. (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-47066.)

  • No módulo re, vários bugs de longa data foram corrigidos que, em casos raros, poderiam fazer com que os grupos de captura obtivessem o resultado errado. Portanto, isso pode alterar a saída capturada nesses casos. (Contribuição de Ma Lin em bpo-35859.)

Mudanças na construção

  • CPython agora tem suporte a Tier 3 da PEP 11 para compilação cruzada para as plataformas WebAssembly Emscripten (wasm32-unknown-emscripten, ou seja, Python no navegador) e WebAssembly System Interface (WASI) (wasm32-unknown-wasi). O esforço é inspirado em trabalhos anteriores como Pyodide. Essas plataformas fornecem um subconjunto limitado de APIs POSIX; Os recursos e módulos das bibliotecas padrão do Python relacionados a redes, processos, encadeamento, sinais, mmap e usuários/grupos não estão disponíveis ou não funcionam. (Emscripten contribuído por Christian Heimes e Ethan Smith em gh-84461 e WASI contribuído por Christian Heimes em gh-90473; plataformas promovidas em gh-95085)

  • A construção do CPython agora requer:

  • A macro Py_NO_NAN foi removida. Como o CPython agora requer pontos flutuantes de IEEE 754, os valores NaN estão sempre disponíveis. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-46656.)

  • O pacote tkinter agora requer Tcl/Tk versão 8.5.12 ou mais recente. (Contribuição de Serhiy Storchaka em bpo-46996.)

  • Dependências de construção, sinalizadores de compilador e sinalizadores de vinculador para a maioria dos módulos de extensão stdlib agora são detectados pelo configure. Os sinalizadores, ou flags, de libffi, libnsl, libsqlite3, zlib, bzip2, liblzma, libcrypt, Tcl/Tk e uuid são detectados por pkg-config (Quando disponível). tkinter agora requer um comando pkg-config para detectar configurações de desenvolvimento para cabeçalhos e bibliotecas Tcl/Tk. (Contribuição de Christian Heimes e Erlend Egeberg Aasland em bpo-45847, bpo-45747 e bpo-45763.)

  • libpython não está mais vinculado a libcrypt. (Contribuição de Mike Gilbert em bpo-45433.)

  • O CPython agora pode ser construído com a opção ThinLTO passando thin para --with-lto, ou seja, --with-lto=thin. (Contribuição de Donghee Na e Brett Holman em bpo-44340.)

  • Freelists para structs de objeto agora podem ser desabilitadas. Uma nova opção --without-freelists do configure pode ser usada para desabilitar todas as freelists, exceto a tupla singleton vazia. (Contribuição de Christian Heimes em bpo-45522.)

  • Modules/Setup e Modules/makesetup foram melhorados e amarrados. Módulos de extensão agora podem ser construídos através do makesetup. Todos, exceto alguns módulos de teste, podem ser vinculados estaticamente em um binário principal ou biblioteca. (Contribuição de Brett Cannon e Christian Heimes em bpo-45548, bpo-45570, bpo-45571 e bpo-43974.)

    Nota

    Use as variáveis de ambiente TCLTK_CFLAGS e TCLTK_LIBS para especificar manualmente a localização dos cabeçalhos e bibliotecas Tcl/Tk. As opções configure --with-tcltk-includes e --with-tcltk-libs foram removidas.

    No RHEL 7 e CentOS 7 os pacotes de desenvolvimento não fornecem tcl.pc e tk.pc; use TCLTK_LIBS="-ltk8.5 -ltkstub8.5 -ltcl8.5". O diretório Misc/rhel7 contém arquivos .pc e instruções sobre como construir Python com RHEL 7’s e CentOS 7’s Tcl/Tk e OpenSSL.

  • O CPython agora usará dígitos de 30 bits por padrão para a implementação de int do Python. Anteriormente, o padrão era usar dígitos de 30 bits em plataformas com SIZEOF_VOID_P >= 8 e, caso contrário, dígitos de 15 bits. Ainda é possível solicitar explicitamente o uso de dígitos de 15 bits através da opção --enable-big-digits para o script de configuração ou (para Windows) a variável PYLONG_BITS_IN_DIGIT em PC/pyconfig.h, mas esta opção pode ser removida em algum momento no futuro. (Contribuição de Mark Dickinson em bpo-45569.)

Alterações na API C

Novas funcionalidades

Portando para Python 3.11

  • Algumas macros foram convertidas em funções inline estáticas para evitar armadilhas de macro. A alteração deve ser transparente para os usuários, pois as funções de substituição converterão seus argumentos para os tipos esperados para evitar avisos do compilador devido a verificações de tipo estático. No entanto, quando a API C limitada é definida como >=3.11, essas conversões não são feitas e os chamadores precisarão converter argumentos para seus tipos esperados. Veja PEP 670 para mais detalhes. (Contribuição de Victor Stinner e Erlend E. Aasland em gh-89653.)

  • PyErr_SetExcInfo() não usa mais os argumentos type e traceback, o interpretador agora deriva esses valores da instância de exceção (o argumento value). A função ainda rouba referências de todos os três argumentos. (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • PyErr_GetExcInfo() agora deriva os campos type e traceback do resultado da instância de exceção (o campo value). (Contribuição de Irit Katriel em bpo-45711.)

  • _frozen tem um novo campo is_package para indicar se o módulo frozen é ou não um pacote. Anteriormente, um valor negativo no campo size era o indicador. Agora apenas valores não negativos serão usados para size. (Contribuição de Kumar Aditya em bpo-46608.)

  • _PyFrameEvalFunction() agora usa _PyInterpreterFrame* como seu segundo parâmetro, em vez de PyFrameObject*. Veja PEP 523 para mais detalhes de como usar este tipo de ponteiro de função.

  • PyCode_New() e PyCode_NewWithPosOnlyArgs() agora recebem um argumento adicional exception_table. O uso dessas funções deve ser evitado, se possível. Para obter um objeto código personalizado: crie um objeto código usando o compilador e obtenha uma versão modificada com o método replace.

  • PyCodeObject não possui mais os campos co_code, co_varnames, co_cellvars e co_freevars. Em vez disso, use PyCode_GetCode(), PyCode_GetVarnames(), PyCode_GetCellvars() e PyCode_GetFreevars() respectivamente para acessá-los por meio da API C. (Contribuição de Brandt Bucher em bpo-46841 e Ken Jin em gh-92154 e gh-94936.)

  • As antigas macros trashcan (Py_TRASHCAN_SAFE_BEGIN/Py_TRASHCAN_SAFE_END) foram descontinuadas. Elas devem ser substituídas pelas novas macros Py_TRASHCAN_BEGIN e Py_TRASHCAN_END.

    Uma função tp_dealloc que possui as macros antigas, como:

    static void
dealocador_de_meutipo(meutipo *p)
{
    PyObject_GC_UnTrack(p);
    Py_TRASHCAN_SAFE_BEGIN(p);
    ...
    Py_TRASHCAN_SAFE_END
}

    deve migrar para as novas macros da seguinte forma:

    static void
dealocador_de_meutipo(meutipo *p)
{
    PyObject_GC_UnTrack(p);
    Py_TRASHCAN_BEGIN(p, dealocador_de_meutipo);
    ...
    Py_TRASHCAN_END
}

    Observe que Py_TRASHCAN_BEGIN tem um segundo argumento que deve ser a função de desalocação em que está.

    Para oferecer suporte a versões mais antigas do Python na mesma base de código, você pode definir as seguintes macros e usá-las em todo o código (crédito: elas foram copiadas da base de código do mypy):

    #if PY_VERSION_HEX >= 0x03080000
#  define CPy_TRASHCAN_BEGIN(op, dealloc) Py_TRASHCAN_BEGIN(op, dealloc)
#  define CPy_TRASHCAN_END(op) Py_TRASHCAN_END
#else
#  define CPy_TRASHCAN_BEGIN(op, dealloc) Py_TRASHCAN_SAFE_BEGIN(op)
#  define CPy_TRASHCAN_END(op) Py_TRASHCAN_SAFE_END(op)
#endif

  • A função PyType_Ready() agora levanta um erro se um tipo é definido com o sinalizador Py_TPFLAGS_HAVE_GC definido, mas não tem função transversal (PyTypeObject.tp_traverse). (Contribuição de Victor Stinner em bpo-44263.)

  • Tipos de heap com o sinalizador Py_TPFLAGS_IMMUTABLETYPE agora podem herdar o protocolo vectorcall da PEP 590. Anteriormente, isso só era possível para tipos estáticos. (Contribuição de Erlend E. Aasland em bpo-43908)

  • Uma vez que Py_TYPE() é alterada para uma função estática inline, Py_TYPE(obj) = new_type deve ser substituído por Py_SET_TYPE(obj, new_type): consulte a função Py_SET_TYPE() (disponível desde Python 3.9). Para compatibilidade com versões anteriores, esta macro pode ser usada:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030900A4 && !defined(Py_SET_TYPE)
static inline void _Py_SET_TYPE(PyObject *ob, PyTypeObject *type)
{ ob->ob_type = type; }
#define Py_SET_TYPE(ob, type) _Py_SET_TYPE((PyObject*)(ob), type)
#endif

    (Contribuição de Victor Stinner em bpo-39573.)

  • Uma vez que Py_SIZE() é alterada para uma função estática inline, Py_SIZE(obj) = new_size deve ser substituído por Py_SET_SIZE(obj, new_size): veja a função Py_SET_SIZE() (disponível desde Python 3.9). Para compatibilidade com versões anteriores, esta macro pode ser usada:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030900A4 && !defined(Py_SET_SIZE)
static inline void _Py_SET_SIZE(PyVarObject *ob, Py_ssize_t size)
{ ob->ob_size = size; }
#define Py_SET_SIZE(ob, size) _Py_SET_SIZE((PyVarObject*)(ob), size)
#endif

    (Contribuição de Victor Stinner em bpo-39573.)

  • <Python.h> não inclui mais os arquivos de cabeçalho <stdlib.h>, <stdio.h>, <errno.h> e <string.h> quando a macro Py_LIMITED_API é definida como 0x030b0000 (Python 3.11) ou superior. As extensões C devem incluir explicitamente os arquivos de cabeçalho após #include <Python.h>. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45434.)

  • Os arquivos API não limitados cellobject.h, classobject.h, code.h, context.h, funcobject.h, genobject.h e longintrepr.h foram movidos para o diretório Include/cpython. Além disso, o arquivo de cabeçalho eval.h foi removido. Esses arquivos não devem ser incluídos diretamente, pois já estão incluídos aos arquivos de inclusão do Python.h. Se eles foram incluídos diretamente, considere incluir Python.h em seu lugar. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-35134.)

  • A macro PyUnicode_CHECK_INTERNED() foi excluída da API C limitada. Nunca foi utilizável lá, porque usava estruturas internas que não estão disponíveis na API C limitada. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-46007.)

  • As seguintes funções e tipo de quadro agora estão disponíveis diretamente com #include <Python.h>, não é mais necessário adicionar #include <frameobject.h>:

    (Contribuição de Victor Stinner em gh-93937.)

  • Os membros da estrutura PyFrameObject foram removidos da API C pública.

    Embora a documentação observe que os campos PyFrameObject estão sujeitos a alterações a qualquer momento, eles permaneceram estáveis por um longo tempo e foram usados em várias extensões populares.

    No Python 3.11, a estrutura do quadro foi reorganizada para permitir otimizações de desempenho. Alguns campos foram totalmente removidos, pois eram detalhes da antiga implementação.

    Campos do PyFrameObject:

    O objeto quadro do Python agora é criado de forma “preguiçosa” (lazy). Um efeito colateral é que o membro f_back não deve ser acessado diretamente, já que seu valor agora também é calculado de forma “preguiçosa”. A função PyFrame_GetBack() deve ser chamada em seu lugar.

    Depuradores que acessam f_locals diretamente devem chamar PyFrame_GetLocals(). Eles não precisam mais chamar PyFrame_FastToLocalsWithError() ou PyFrame_LocalsToFast(). Na verdade, eles não devem chamar essas funções. A atualização necessária do quadro agora é gerenciada pela máquina virtual.

    Código definindo PyFrame_GetCode() no Python 3.8 e anteriores:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030900B1
static inline PyCodeObject* PyFrame_GetCode(PyFrameObject *frame)
{
    Py_INCREF(frame->f_code);
    return frame->f_code;
}
#endif

    Código definindo PyFrame_GetBack() no Python 3.8 e anteriores:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030900B1
static inline PyFrameObject* PyFrame_GetBack(PyFrameObject *frame)
{
    Py_XINCREF(frame->f_back);
    return frame->f_back;
}
#endif

    Ou use o projeto pythoncapi_compat para obter essas duas funções em versões mais antigas do Python.

  • Mudanças nos membros da estrutura PyThreadState:

    Código definindo PyThreadState_GetFrame() no Python 3.8 e anteriores:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030900B1
static inline PyFrameObject* PyThreadState_GetFrame(PyThreadState *tstate)
{
    Py_XINCREF(tstate->frame);
    return tstate->frame;
}
#endif

    Código definindo PyThreadState_EnterTracing() e PyThreadState_LeaveTracing() no Python 3.10 e anteriores:

    #if PY_VERSION_HEX < 0x030B00A2
static inline void PyThreadState_EnterTracing(PyThreadState *tstate)
{
    tstate->tracing++;
#if PY_VERSION_HEX >= 0x030A00A1
    tstate->cframe->use_tracing = 0;
#else
    tstate->use_tracing = 0;
#endif
}

static inline void PyThreadState_LeaveTracing(PyThreadState *tstate)
{
    int use_tracing = (tstate->c_tracefunc != NULL || tstate->c_profilefunc != NULL);
    tstate->tracing--;
#if PY_VERSION_HEX >= 0x030A00A1
    tstate->cframe->use_tracing = use_tracing;
#else
    tstate->use_tracing = use_tracing;
#endif
}
#endif

    Ou use o projeto pythoncapi-compat para obter essas funções em funções antigas do Python.

  • Os distribuidores são encorajados a compilar o Python com a biblioteca Blake2 otimizada libb2.

  • O campo PyConfig.module_search_paths_set agora deve ser definido como 1 para inicialização para usar PyConfig.module_search_paths para inicializar sys.path. Caso contrário, a inicialização recalculará o caminho e substituirá quaisquer valores adicionados a module_search_paths.

  • PyConfig_Read() não calcula mais o caminho de pesquisa inicial e não preencherá nenhum valor em PyConfig.module_search_paths. Para calcular caminhos padrão e modificá-los, termine a inicialização e use PySys_GetObject() para recuperar sys.path como um objeto lista do Python e modifique-o diretamente.

Descontinuados

  • Descontinua as seguintes funções para configurar a inicialização do Python:

    • PySys_AddWarnOptionUnicode()

    • PySys_AddWarnOption()

    • PySys_AddXOption()

    • PySys_HasWarnOptions()

    • PySys_SetArgvEx()

    • PySys_SetArgv()

    • PySys_SetPath()

    • Py_SetPath()

    • Py_SetProgramName()

    • Py_SetPythonHome()

    • Py_SetStandardStreamEncoding()

    • _Py_SetProgramFullPath()

    Em vez disso, use a nova API PyConfig da Configuração de Inicialização do Python (PEP 587). (Contribuição de Victor Stinner em gh-88279.)

  • Descontinua o membro ob_shash do PyBytesObject. Use PyObject_Hash() em vez disso. (Contribuição de Inada Naoki em bpo-46864.)

Pendente remoção no Python 3.12

As seguintes APIs C foram descontinuadas em versões anteriores do Python e serão removidas no Python 3.12.

  • PyUnicode_AS_DATA()

  • PyUnicode_AS_UNICODE()

  • PyUnicode_AsUnicodeAndSize()

  • PyUnicode_AsUnicode()

  • PyUnicode_FromUnicode()

  • PyUnicode_GET_DATA_SIZE()

  • PyUnicode_GET_SIZE()

  • PyUnicode_GetSize()

  • PyUnicode_IS_COMPACT()

  • PyUnicode_IS_READY()

  • PyUnicode_READY()

  • PyUnicode_WSTR_LENGTH()

  • _PyUnicode_AsUnicode()

  • PyUnicode_WCHAR_KIND

  • PyUnicodeObject

  • PyUnicode_InternImmortal()

Removidos

  • PyFrame_BlockSetup() e PyFrame_BlockPop() foram removidas. (Contribuição de Mark Shannon em bpo-40222.)

  • Remove as seguintes macros matemáticas usando a variável errno:

    • Py_ADJUST_ERANGE1()

    • Py_ADJUST_ERANGE2()

    • Py_OVERFLOWED()

    • Py_SET_ERANGE_IF_OVERFLOW()

    • Py_SET_ERRNO_ON_MATH_ERROR()

    (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45412.)

  • Remove as macros Py_UNICODE_COPY() e Py_UNICODE_FILL(), descontinuadas desde o Python 3.3. Use PyUnicode_CopyCharacters() ou memcpy() (string wchar_t*) e as funções PyUnicode_Fill(). (Contribuição de Victor Stinner em bpo-41123.)

  • Remove o arquivo de cabeçalho pystrhex.h. Ele contém apenas funções privadas. As extensões C devem incluir apenas o arquivo principal <Python.h>. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45434.)

  • Remove a macro Py_FORCE_DOUBLE(). Era usada pela macro Py_IS_INFINITY(). (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45440.)

  • Os seguintes itens não estão mais disponíveis quando Py_LIMITED_API é definida:

    Eles não fazem parte da API limitada.

    (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45474.)

  • Exclui PyWeakref_GET_OBJECT() da API C limitada. Nunca funcionou porque a estrutura PyWeakReference é opaca na API C limitada. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-35134.)

  • Remove a macro PyHeapType_GET_MEMBERS(). Estava exposta na API C pública por engano, deve ser usada apenas pelo Python internamente. Em vez disso, use o membro PyTypeObject.tp_members. (Contribuição de Victor Stinner em bpo-40170.)

  • Remove a macro HAVE_PY_SET_53BIT_PRECISION (movida para a API C interna). (Contribuição de Victor Stinner em bpo-45412.)

  • Remove as APIs de codificação Py_UNICODE, pois foram descontinuadas desde o Python 3.3, são pouco usadas e ineficientes em relação às alternativas recomendadas.

    As funções removidas são:

    • PyUnicode_Encode()

    • PyUnicode_EncodeASCII()

    • PyUnicode_EncodeLatin1()

    • PyUnicode_EncodeUTF7()

    • PyUnicode_EncodeUTF8()

    • PyUnicode_EncodeUTF16()

    • PyUnicode_EncodeUTF32()

    • PyUnicode_EncodeUnicodeEscape()

    • PyUnicode_EncodeRawUnicodeEscape()

    • PyUnicode_EncodeCharmap()

    • PyUnicode_TranslateCharmap()

    • PyUnicode_EncodeDecimal()

    • PyUnicode_TransformDecimalToASCII()

    Veja a PEP 624 para detalhes e orientação sobre migração. (Contribuição de Inada Naoki em bpo-44029.)

Alterações notáveis no 3.11.4

tarfile

  • Os métodos de extração em tarfile e shutil.unpack_archive(), têm um novo argumento filter que permite limitar recursos do tar que podem ser surpreendentes ou perigosos, como criar arquivos fora do diretório de destino. Veja Filtros de extração para detalhes. No Python 3.12, usar sem o argumento filter mostrará um DeprecationWarning. No Python 3.14, o padrão mudará para 'data'. (Contribuição de Petr Viktorin em PEP 706.)

Alterações notáveis no 3.11.5

OpenSSL

  • Construções do Windows e instaladores do macOS em python.org agora usam OpenSSL 3.0.