python / python/cpython

Types with `mro()` unconditionally disables type attribute cache, causing performance regression for compatible MRO implementations, such as Zope

Đang mở
#156,096 1 bình luận 0 reaction 0 người được giao Xem trên GitHub

Chưa có ai nhận issue này.

type-bug
Ngôn ngữ chính
Python
Star
77.2k
Fork
35.9k
Chỉ số merge pull request
Chỉ số pull request đang chờ

Mô tả

Bug report

Bug description:

Since https://github.com/python/cpython/issues/127773 / https://github.com/python/cpython/pull/127924, any type whose metaclass defines a custom mro() method has its type attribute cache permanently disabled. This was made initially to fix a problem with metaclasses defining mro() to inject new bases that are not in the class bases.

This affects Zope's ExtensionClass, used as base class for most classes the Zope ecosystem. This package has 5000 daily downloads on pypi ( https://pypistats.org/packages/extensionclass ). ExtensionClass defines a custom mro(), but only to reorganizes bases that are already bases of the class, which is different from the scenario from the issue and it looks like a case where the cache could still be used.

Compared to python3.11, this seems to causes a ~3x performance regression for attribute lookups on all zope classes:

$ uv run --python=3.11 --with Zope python -m timeit -s 'import OFS.Folder; f = OFS.Folder.Folder("f")' 'f.getId'
2000000 loops, best of 5: 116 nsec per loop
$ uv run --python=3.14 --with Zope python -m timeit -s 'import OFS.Folder; f = OFS.Folder.Folder("f")' 'f.getId'
500000 loops, best of 5: 399 nsec per loop

it's hard to tell how much this affect applications, this is just a micro benchmark, but we are also observing that running ERP5 test suites (a complex application based on zope) is slower on python3.13 than it was on python3.11.

Analysis

In type_mro_modified(), the check has_custom_mro(type) unconditionally jumps to clear:

https://github.com/python/cpython/blob/af49df919dafc3767ae956767dce0482f9cd6d4e/Objects/typeobject.c#L1261-L1262

which sets tp_versions_used = _Py_ATTR_CACHE_UNUSED, whenever the metaclass overrides mro():

https://github.com/python/cpython/blob/af49df919dafc3767ae956767dce0482f9cd6d4e/Objects/typeobject.c#L1279-L1283

This was introduced to fix https://github.com/python/cpython/issues/127773, where a custom mro() that injects a class not in tp_bases (e.g. Base) causes stale cache entries because PyType_Modified() only propagates through tp_subclasses, not through MRO-only relationships.

Although these are not much relevant here, ExtensionClass's mro is implemented in C as _ExtensionClass.c:569-626 and also has an equivalent pure-python implementation in ExtensionClass.__init__.py:181-200.

Suggested fix

Check whether the custom MRO actually contains non-base entries before disabling the cache. This requires an is_superclass() helper that walks tp_bases (not tp_mro) to determine reachability:

// Return true if `super` is reachable from `sub` through `tp_bases`,
// as opposed to a type merely injected into the MRO by a custom `mro()`
// implementation.  Only entries reachable through `tp_bases` are covered
// by the version-tag invalidation that _PyType_Modified_Unlocked()
// propagates through `tp_subclasses`.
static int
is_superclass(PyTypeObject *super, PyTypeObject *sub)
{
    PyObject *bases = lookup_tp_bases(sub);
    if (bases == NULL) {
        return 0;
    }
    Py_ssize_t n = PyTuple_GET_SIZE(bases);
    for (Py_ssize_t i = 0; i < n; i++) {
        PyTypeObject *base = _PyType_CAST(PyTuple_GET_ITEM(bases, i));
        if (base == super || is_superclass(super, base)) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

Then in type_mro_modified, replace the unconditional goto clear for custom MROs:

if (!Py_IS_TYPE(type, &PyType_Type) && has_custom_mro(type)) {
    // Only disable cache if the custom mro() injected an entry that
    // is not reachable through tp_bases;
    PyObject *mro = lookup_tp_mro(type);
    if (mro == NULL) {
        goto clear;
    }
    Py_ssize_t mro_size = PyTuple_GET_SIZE(mro);
    for (Py_ssize_t m = 0; m < mro_size; m++) {
        PyTypeObject *entry = _PyType_CAST(PyTuple_GET_ITEM(mro, m));
        if (entry != type && !is_superclass(entry, type)) {
            goto clear;
        }
    }
}

I'm not at all familiar with this, but it seems to me that this would preserve the correctness of https://github.com/python/cpython/pull/127924 for types that do inject non-base entries into their MRO (because cache would still be disabled for those), while restoring cache performance for compatible custom MRO implementations like Zope's ExtensionClass.

If this approach makes sense, I already have a draft commit implementing this: https://github.com/perrinjerome/cpython/commit/89af3385eb7e930466dcaef97b2d7b9286eb755e and I would be happy to clean it up and make a pull request.

CPython versions tested on:

3.13

Operating systems tested on:

Linux

Hướng dẫn đóng góp

Mở hướng dẫn đóng góp

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Hướng nghiên cứu

Bắt đầu trong Objects/typeobject.c tại type_mro_modified() và đọc logic vô hiệu hóa bộ nhớ đệm xung quanh đó, sau đó so sánh hành vi MRO tùy chỉnh được liên kết với commit nháp được đề xuất. Hoàn thành có nghĩa là duy trì việc vô hiệu hóa bộ nhớ đệm cho các mục MRO được chèn bên ngoài tp_bases, đồng thời giữ lại bộ nhớ đệm cho các MRO tùy chỉnh tương thích, với phạm vi kiểm thử hồi quy cho cả hai trường hợp.

Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.

Đánh giá

Công nghệ
c, python
Lĩnh vực
backend, performance
Loại issue
Lỗi
Độ khó
4/5
Thời gian dự kiến
3-5 ngày
Mức độ hoạt động
Sôi nổi
Độ rõ ràng
Khá rõ ràng
Mức phù hợp với người mới
48/100

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.