PyCon US 2022 技术主题总结

经过两年封锁、虚拟会议和隔离后，Python社区于2022年齐聚盐湖城参加PyCon。我们的两名工程师参会后确认：Python社区不仅活跃，还在蓬勃发展，多位演讲者展示了疫情期间开发的项目。

以下是值得关注的技术主题与亮点！

供应链安全

PyPI如何应对僵尸末日

供应链攻击和恶意行为者是全球性威胁。安装恶意包可能对组织和个人造成毁灭性影响。Python包索引（PyPI）维护者正积极提升Python供应链的安全性，包括通过增强认证保护包维护者，以及通过平台内置验证技术保护用户。

Dustin Ingram详细介绍了PyPI如何采用新安全措施大幅提升整体安全性与可信度。其中多项改进得益于高级工程师Will Woodruff和Alex Cameron的贡献（他们在演讲中获得特别致谢）。

• pip-audit：可识别Python应用漏洞依赖项的新工具
• Python版sigstore客户端：允许普通用户对Python包进行签名验证
• 强制双因素认证：重要包将要求2FA，其他包作者近期可自愿启用
• 无凭证发布：通过OpenID Connect集成，未来可直接从GitHub Actions发布包
• 签名包元数据（PEP 458） 和 PyPI灾难恢复计划（PEP 480） 为用户提供安全信任和灾难恢复保障

此外，Ashish Bijlani展示了新工具Packj，可检测PyPI包的风险行为并检查元数据与代码的恶意性。

Python近期成果

自3.9版本起，Python采用年度发布周期（PEP 602），确保语言持续现代化。

注解：用代码记录代码

首日主题演讲中，Łukasz Langa鼓励在新代码中使用注解、为现有代码添加注解，并利用现代注解语法糖。因为丑陋的类型注解往往暗示代码质量问题。

注解提升代码可读性，并赋能IDE和静态代码分析器在运行时前发现问题。现代语法糖使注解编写更便捷：

• 注解中直接使用内置容器类型（PEP 585），无需typing.List[]，改用list[]
• 用|运算符替代Union类型（PEP 604），不再需要typing.Union[]
• 通过零运行时开销的NewType创建具义类型，提升代码可读性与静态检查效果

模式匹配

Python 3.9引入了强大的模式匹配机制。原始PEP作者详细介绍了其历史、实现与未来：

• PEP 622：初始讨论（因范围过大拆分为三个PEP）
• PEP 634：面向实现者的规范
• PEP 635：面向指导委员会的动机与原理
• PEP 636：面向最终用户的教程

模式匹配不是switch语句！它在字节码和解释器层面优化了传统的if/elif/else模式，设计灵感来自Rust、Scala和Haskell，未来将进一步增强。

Python进入太空！

第二日主题演讲中，Sara Issaoun描述了Python在重构首张黑洞图像中的关键作用：使用整个地球作为卫星天线捕获PB级数据，然后用Python开发优化数据分析管道，将数据转换为仅几千字节的图像。这可能是历史上处理的最大数据集，且主要依靠Python完成。

2022年5月12日，银河系中心黑洞首张图像公布，Python再次成为呈现人马座A*图像的核心工具。

工具生态系统

Python生态中存在大量简化开发、测试、构建、协作与发布流程的工具。

简易二进制扩展

构建和打包二进制扩展传统上需要开发者使用CPython API编写C扩展。社区改进提供了更多选择：

• pybind11：头文件式API，支持用C++编写Python扩展
• scikit-build：支持用CMake替代setuptools构建二进制扩展
• cibuildwheel：简化CI或本地环境下带二进制扩展的wheel构建测试

自动驾驶式开源维护

John Reese分享了自动化开源项目维护中繁琐任务的技巧：

• 使用pyproject.toml定义项目元数据
• 提供明确的依赖列表（版本既不过于特定导致冲突，也不过于泛化引发静默不兼容）
• 创建从初始化到构建、测试、发布的可复现自动化流程
• 引入自动化代码质量检查与格式化
• 编写包含贡献者期望的易访问文档

未来展望

Python现已支持浏览器OS

周六主题演讲中，Peter Wang推出了PyScript alpha版本——完全在浏览器中运行的Python，支持与DOM和JavaScript库交互。浏览器已悄然赢得OS战争，将Python植入浏览器将降低新用户门槛。

演示包括REPL会话、DOM操作、Todo应用，以及与d3数据可视化库结合、用WebGL创建交互式3D动画。所有功能均可在浏览器内通过Python实现（多数情况下仅需单个HTML文件）。Peter甚至通过手势识别与计算机视觉在浏览器中用Python操控超级马里奥，引发轰动。

Python与速度需求

每个Python开发者都被问过“Python是不是很慢？”通过NumPy和Pandas等性能优化包，Python已证明能解决复杂问题（参见《Python在科学计算中的反直觉崛起》）。但作为解释型语言，降低解释开销和提升性能仍是重点。

即将发布的Python 3.11将包含CPython维护者的首轮性能改进（参考Anaconda的Pyston和Instagram的Cinder）。Kevin Modzelewski指出，开发者现在可采用以下模式以利用未来优化：

• 避免重赋值全局变量（利用新查找缓存）
• 保持对象属性结构一致（使用标志属性而非条件设置属性）
• 直接调用对象方法而非局部缓存方法（因属性查找已优化）
• 注意：当前优化仅适用于Python代码，C代码暂无法享受同等优化

结语

PyCon 2022不仅展示了惊人技术进展，还营造了包容友好的氛围：演讲者使用包容性语言，活动欢迎非技术人士、初学者和专家。盐湖城会议中心场地宽敞，周边餐饮便利。

PyCon 2022既是社区回归正常的标志，也是Python的突破时刻——它不仅保持跨行业流行编程平台地位，还持续扩大社区与用例范围。如闭幕演讲者Naomi Ceder所言：Python社区和整个开源模式建立在“赠礼文化”之上。Python“内置电池”的特性，正是社区成员贡献时间、工作和专业知识的结果。

感谢所有参与者造就了精彩的PyCon 2022！