你的 Python 技术栈已经被悄悄替换了,只是没人告诉你
JetBrains 2025 调查揭示了真相:三分之一的新原生 PyPI 包由 Rust 编写
上周二,我为一个小型的推荐系统项目创建了一个虚拟环境。这个项目并不复杂。
我使用了 Pydantic 来定义模型,用 Polars 处理数据,用 orjson 处理网络通信,用 ruff 在提交代码前做检查,并用 uv 来管理整个环境。
安装过程只花了三秒钟。然后,我在那里愣了足足一分钟,因为我突然意识到一件事。
我意识到,我刚刚安装的这些工具,几乎没有一个是真正用 Python 写的。
- Pydantic 第 2 版的核心由 Rust 编写,仅提供 Python 接口。
- Polars 完全由 Rust 编写。
- orjson 完全由 Rust 编写。
- ruff 完全由 Rust 编写。
- uv 完全由 Rust 编写。
真正会以 Python 运行的,只有我接下来要写的业务代码。而所有干重活的底层,都是用另一种语言编译好的程序,只是打包成了包文件交给我使用。
这并不是什么新鲜事。早在我在学校读书时,NumPy 就已经在使用 Fortran 和 C 了。
Scikit-learn 是 Python 和 Cython 的混合体。TensorFlow 拥有 C++ 引擎和 Python 控制系统。
一直以来,Python 都是一门“借力”的语言——只要速度足够快、足够好用,它就会让其他语言去干苦力活。真正发生改变的,是 Python 究竟在“借用”哪种语言。
JetBrains 2025 年 Python 开发者调查问卷覆盖了超过 3 万名受访者。在调查结果深处,藏着这样一行字:Rust 在 Python 二进制扩展中的使用率,在短短一年内从 27% 飙升至 33%。
十二个月内增长了 6 个百分点。对于一个稳定的生态系统而言,这是一个巨大的飞跃,而 Python 二进制扩展绝对是科技界最稳定的生态之一。
Python 语言峰会对此有着更直白的表述:在所有上传到 PyPI 且包含原生代码的新项目中,有四分之一到三分之一从零开始就使用了 Rust。
这意味着它们完全基于 Rust 构建,而不仅仅是使用部分 Rust 功能或与其他语言混合开发。
Talk Python 的负责人 Michael Kennedy 可能比任何人都更了解库开发者。他告诉受访者,Python 开发者应该学习如何看懂基本的 Rust 代码。
他并不是要求大家学会用 Rust 写代码,而是要会“读”。原因在于,Python 开发者依赖的底层库越来越多地由 Rust 编写。
因此,当 Rust 与 Python 交界处出现问题时,如果能看懂 Rust 代码在做什么,将会非常有帮助。Python 语言峰会和 Michael Kennedy 都认为,Rust 正在成为 Python 世界的一部分。他们希望 Python 开发者即使不会写 Rust,也能看懂它的逻辑。
有趣的问题不是 Rust 为什么能赢,而是 Rust 为什么能够赢。
答案只有两个词:PyO3 和 maturin。
PyO3 提供了一种方式,让你可以用 Rust 编写 Python 扩展,而无需手动触碰哪怕一行 CPython C API。maturin 则负责将其打包为 wheel 文件并发布。
这两者联手,将过去需要耗费两周时间、伴随着引用计数 bug 和凌晨两点内存崩溃的 C 语言开发噩梦,简化成了两条命令:cargo new 加上 maturin publish。
没有人为此发表过宣言。Python 软件基金会(PSF)也没有发布任何宣布全面转向 Rust 的公告。
只是工具链在不断变好,而库作者们逐渐发现:他们可以在周末用 Rust 构建新项目,并且运行速度比它所替代的 C 扩展快十倍。
这就是生态系统发生翻转的方式。不是通过公告,而是通过“启动新的原生库时,默认选择什么工具”这一共识的缓慢转移。
接下来我要说的话,可能会让那些渴望引发编程语言圣战的人感到失望。
三十年来,Python 始终扮演着“胶水语言”的角色。当人们说 Python 很慢时,这并不是真相。
真正的理由是:根本没有人用 Python 去写程序中需要高速运行的部分。他们使用 C、Fortran 或 Cython 来处理这些核心逻辑,而 Python 只负责处理那些更容易上手的外围工作。
Rust 的出现并不是在替代 Python。它仅仅是把程序中原本需要编译的部分,换了一种语言来写而已。
假设你回到 2015 年,用 Rust 重写了 NumPy 的底层部分,而不是用 C。你确实会让 NumPy 的维护者们轻松一些。但对于使用者来说,这没有任何区别。你使用 NumPy 的方式依然如故。
当你写下 import numpy as np 时,NumPy 底层是用什么语言写的根本无关紧要。你的代码不在乎,你的模型也不在乎。
那么,使用 Rust 到底带来了什么?你并没有让最终用户的程序运行得更快,因为需要编译的部分早就编译好了。
你得到的是:NumPy 的开发者们更开心了,程序的内存管理更安全了,构建速度更快了,添加新功能也更容易了。
这些好处全都是针对库开发者的,而不是针对终端用户的。
Python 并没有被替代。Python 底下的编译层正在从 C 切换到 Rust,而真正有趣的问题是:这个外层包装(Wrapper)是否还有足够的价值来证明其存在的意义。
如果你从未为 CPython 编写过 C 扩展,建议你试一次。然后,你就再也不会想写第二次了。这基本上就是接触过这套东西的人的真实心态。
以前编写 C 扩展的方式真的非常痛苦。你必须为你使用的每一个 Python 对象考虑引用计数。
一旦弄错,要么造成内存泄漏,要么导致程序崩溃。在很长一段时间里,这简直是一场灾难。而且,还要为每个 Python 版本和每个平台制作 wheel 文件,这本身就是一项繁重的工作。
如果你负责维护一个 C 扩展,你会把所有时间都花在维护上,根本无暇顾及库本身的功能开发。
后来 PyO3 出现了。它将所有复杂的细节都隐藏在 Rust 的所有权模型背后。Cargo 接管了构建部分,maturin 接管了 wheel 打包部分。过去需要六周才能搭建好的流程,现在只需一个周六下午就能搞定。
这也是 TypeScript 在浏览器开发中大受欢迎,Kotlin 在 Android 开发中流行起来的原因。
并不是因为旧语言不好,而是新语言把那些枯燥繁琐的部分变得简单了。写库的人也是普通人,他们更喜欢按部就班地开发,而不是去处理令人头疼的麻烦。
如果你是一名使用 Python 编写应用代码的开发者,并且不涉及 C 扩展的开发,那么这一切对你来说没有任何改变。
你 import 的东西看起来还是一样的,你调用 API 的方式也完全一样。当你执行 pip install polars 和 pip install pandas 时,这两个命令在底层安装了不同语言编写的组件,但你的代码对此一无所知,也毫不关心。
如果你负责维护系统底层的扩展,那么你在新项目中的技术选型其实已经发生了改变。没有人逼你重写现有的代码,但现实是,新项目默认会使用一种新的工具,那就是 Rust。
如果你正打算重写扩展以支持多线程,那么你必须决定使用哪种语言来进行重写。
如果你去那些做系统软件的公司面试 Python 岗位,那么了解 Rust 现在已经是一项必备技能了。
你不需要会用它写代码,但你必须能看懂它。面试官考察的不是你能否从零开始用 Rust 搭建项目,而是你能否理解程序在跨越 Rust 和 Python 边界时到底发生了什么。
如果你在 Medium 上写关于 Python 的文章,你可能会花更多时间去科普基础概念,而减少对高阶特性的讨论。抱歉,现实就是如此。
接下来要谈的是自由线程,这才是那个打破客套话术的焦点。
Python 3.14 正式发布了对自由线程构建的支持。PEP 703 落地了。全局解释器锁(GIL)现在是可选的,而不再是实验性的。听起来很棒,对吧?
但问题是,如果你依赖的 C 扩展不具备线程安全性,那么你的 CPython 即使摆脱了 GIL 也毫无用处。因为在一个自由线程的解释器中导入一个非线程安全的扩展,会悄无声息地重新启用 GIL,让你陷入两头不讨好的最差局面。
将过去十年积累的 C 扩展改造为线程安全,是一项极其庞大的无偿维护工作。相比之下,用 Rust 重写它们往往比改造更快,因为 Rust 的所有权模型在编译阶段就帮你完成了一半的线程安全分析。
因此,用 Rust 重写绝不仅仅是一种审美偏好。它们才是真正为自由线程 Python 在实际工作负载中扫清障碍的关键。
每一个发布且具备完善线程安全性的 Rust 库,都是在为 CPython 3.14 铺路,让自由线程在生产环境中真正可用。
这不是什么适合放在 PPT 里的漂亮话,但这正是正在发生的客观事实。
Python 没问题。使用 Python 的人数依然在持续增长。Python 非常易用,这就是它如此受欢迎的原因。一项 3 万人的调查显示,86% 的人将 Python 作为他们的主要语言。
当你审视 Python 中那些需要追求极致性能的部分时,它其实已经不再是 Python 了。它更像是披着 Python 外衣的 Rust。而且,这种情况每年都在愈演愈烈。
如果你愿意,你可以把这视为一个危机。但我并不这么认为。我觉得这正是 Python 一直以来的运作方式。
当你想不纠结底层细节、快速编写代码时,你使用 Python;当你需要代码跑得飞快时,你使用其他语言。唯一改变的,只是那个“其他语言”到底是什么。
以前,人们需要速度时会选择 C。现在,他们选择 Rust。
五年后,他们依然会使用 Rust。而你现在写的 Python 代码,看起来会和多年前写的 Python 代码没什么两样。这就是真相,也是为什么实际上没有人真正对此感到恐慌的原因。
你真正应该关注的人,不是那些就此事发表长篇大论的人,而是那些默默用 Rust 构建库的开发者。
他们选择 Rust 仅仅是因为这样更简单,甚至做完之后他们都不屑于去炫耀。
这也是你判断这场变革确确实实正在发生的方式。