Python 3.15の新しいサンプリングプロファイラ Tachyon の紹介

Python 3.15に導入されたサンプリングプロファイラ Tachyon により、マルチスレッドのボトルネックを可視化し、OOP 抽象化の性能上の落とし穴を捉えた事例の紹介

Tachyonとは？

Python 3.15で標準ライブラリに追加されるサンプリングベースのプロファイラ。
従来のプロファイラが見過ごしてきた フリースレッディング（GIL-free）環境をネイティブにサポートしていることが核心。

主な特徴

• サンプリング方式による 低オーバーヘッド
• 全スレッド同時プロファイリング をサポート (-a オプション)
• 実行中のプロセスへ リモート接続（attach） が可能
• フレームグラフなど 多様な出力フォーマット をサポート
• async対応 — asyncio プログラムにも適用可能

実行方法

sudo -E uv run -p 3.15.0a6t python -m profiling.sampling run \  
  -a --flamegraph -o profile.html -r 20khz your_script.py  
# -a       : メインスレッド以外の全スレッドをプロファイリング  
# -r 20khz : 1秒あたり20,000回サンプリング（精度調整可能）  
# 出力結果 : フレームグラフ HTML — 赤いカラムがホットパス  

実際の適用事例 — フリースレッディングのボトルネック検出

最適化前 — __getitem__ を通じた Grid アクセスが全実行時間の 75% を占有

https://blog.changs.co.uk/images/unoptimised-bench.png

最適化後 — 内部 tuple への直接アクセスに変更後、5.32%まで減少

https://blog.changs.co.uk/images/optimised-bench.png

なぜ重要か

• これまでフリースレッディングの性能問題は「勘で探す」しかなかった
• Tachyon は どこでスレッドが詰まっているのかを視覚的に 示す初の公式ツール
• 一般的な Python 開発者でも、フリースレッディング性能を直接測定し改善できる道が開かれる