[Draft] PEP 799 - A dedicatedprofilingpackage for organizing Python profiling tools

원문 링크: PEP 799 - A dedicatedprofilingpackage for organizing Python profiling tools

상태: Draft 유형: Standards Track 작성일: 21-Jul-2025

PEP 799 – Python 프로파일링 도구 정리를 위한 전용 프로파일링 패키지

초록 (Abstract)

이 PEP는 Python의 내장 프로파일링 도구들을 단일하고 일관된 네임스페이스 아래에S profiling이라는 새로운 표준 라이브러리 모듈을 생성할 것을 제안합니다. 또한, 레거시 순수 Python 트레이싱 프로파일러인 profile 모듈의 사용 중단을 제안합니다.

동기 (Motivation)

Python은 현재 두 가지 트레이싱 프로파일러인 profile과 cProfile을 제공합니다.

  • profile 모듈: 순수 Python으로 구현되었으며, 주로 교육용이거나 서브클래싱(subclassing)에 유용하지만 실제 사용에는 너무 느립니다.
  • cProfile 모듈: C로 구현되었으며, 실질적인 프로파일링 시나리오에 더 적합하지만, 동작상의 차이로 인해 profile의 완벽한 대체품은 아닙니다.

이 두 가지는 모두 모든 함수 호출과 반환을 계측(instrument)하는 트레이싱 프로파일러입니다. 이 방법론은 상당한 런타임 오버헤드를 유발하며, PEP 659에 의해 도입된 것과 같은 특정 인터프리터 최적화를 비활성화할 수 있습니다. 게다가, cProfile은 메인 스레드만 관찰하므로, 현대의 동시성(concurrent) Python 프로그램에서는 유용성이 떨어집니다. 혼란스럽게도, 이 모듈들의 명명 방식은 profile이 정식인 것처럼 보이지만 실제로는 대부분 구식입니다.

Python 3.15부터는 profile.sample 아래에 tachyon이라는 새로운 샘플링 프로파일러가 도입되었습니다. 이 도구는 통계적 샘플링을 사용하여 성능 특성을 추론하며, 오버헤드가 거의 없으며 현대 Python 인터프리터와 더 잘 작동합니다. 또한, 다중 스레드, 비동기 함수, 자유 스레딩 빌드(free threading builds)를 지원하며, 실행 중인 프로세스에 연결(attach)할 수 있습니다. 이러한 장점에도 불구하고, tachyon이 profile.sample 아래에 위치하는 것은 오해의 소지가 있으며 그 중요성을 가리고 있습니다.

현재 프로파일링 도구의 구성은 일관되고 찾기 쉬운(discoverable) 구조가 부족합니다. 제안된 재조직은 사용자들이 적절한 도구를 더 효과적으로 찾고, 프로파일러 간의 방법론적 차이를 명확히 하며, 미래 확장의 기반을 마련하는 것을 목표로 합니다.

근거 (Rationale)

이번 재조직은 Python의 프로파일링 도구와 관련된 여러 오랜 문제들을 해결합니다.

  1. 향상된 발견 가능성 (Discoverability): 모든 내장 프로파일러를 단일하고 명확하게 명명된 네임스페이스 아래에 모음으로써 발견 가능성을 향상시킵니다. 현재 프로파일링 도구는 일관성 없는 명명과 불분명한 관계를 가진 모듈들에 흩어져 있습니다. profiling 모듈을 도입함으로써, 사용자들은 프로파일링 기능을 탐색하고 접근할 수 있는 잘 정의되고 직관적인 위치를 갖게 될 것입니다.

  2. 명확성 향상 (Enhanced Clarity): 서브모듈의 이름을 기본 방법론에 따라 명명함으로써 명확성을 높입니다. 즉, 결정론적 트레이싱 프로파일러를 위한 profiling.tracing과 통계적 샘플링 프로파일러를 위한 profiling.sampling입니다. 이 명시적인 분류는 각 도구의 동작과 한계를 이해하기 쉽게 만들고, 사용자들이 채택하도록 권장되는 정신적 모델(mental model)과 API를 일치시킵니다.

  3. 개발자 안내 (Guidance to Developers): 권장되는 도구를 더 쉽게 찾고 사용할 수 있도록 함으로써 개발자에게 안내를 제공합니다. 현재 구조는 단순히 이름 우선순위 때문에 사용자들로 하여금 profile과 같이 구식이거나 성능이 낮은 모듈에 의존하도록 오도할 수 있습니다. profiling 네임스페이스와 그 명확한 의미론을 통해 사용자들은 특정 사용 사례에 적합한 프로파일러를 선택할 가능성이 높아집니다.

  4. 확장성 촉진 (Promotes Extensibility): 통합된 네임스페이스 아래에 프로파일링 도구를 통합함으로써, 메모리 프로파일러, I/O 프로파일러 또는 하이브리드 도구와 같은 미래의 프로파일링 기능을 관련 없는 모듈을 과부하시키거나 중복되는 최상위(top-level) 이름을 추가하지 않고도 쉽게 도입할 수 있습니다. profiling 모듈은 이를 위한 자연스러운 보금자리를 제공합니다.

상세 (Specification)

새로운 모듈 구조 (New Module Structure)

이 PEP는 다음을 포함하는 새로운 profiling 모듈을 도입합니다.

  • profiling.tracing: 결정론적 함수-호출 트레이싱 (기존 cProfile에서 재배치됨).
  • profiling.sampling: 통계적 샘플링 프로파일러 (tachyon).

cProfile 구현은 profiling.tracing으로 재배치될 것이며, 하위 호환성(backwards compatibility)을 위해 cProfile은 별칭(alias)으로 유지됩니다. tachyon 샘플링 프로파일러는 profiling.sampling에서 사용 가능합니다.

profile 모듈의 사용 중단 (Deprecation of profile)

profile 모듈은 Python 3.15부터 사용 중단(deprecated)될 예정입니다.

  • Python 3.15: profile을 임포트(import)하면 DeprecationWarning이 발생합니다.
  • Python 3.16: profile의 모든 사용에서 DeprecationWarning이 발생합니다.
  • Python 3.17: 모듈이 표준 라이브러리에서 제거됩니다.

Python 3.15부터 cProfile 및 profile 대신 profiling.tracing이 선호될 것입니다. 현재 profile.sample 모듈에 있는 코드는 profiling 패키지로 이동될 것입니다.

문서화 (Documentation)

Python 문서는 새로운 profiling 모듈을 프로파일링 기능의 정식 진입점(canonical entry point)으로 사용할 것입니다. 또한, 트레이싱 프로파일러와 샘플링 프로파일러 간의 차이점을 설명하고, 각 유형이 언제 가장 적절한지에 대한 지침을 포함할 것입니다. cProfile에 대한 문서는 계속 사용 가능하지만, 새로운 profiling 등가물(equivalents)로 연결될 것입니다.

하위 호환성 (Backwards Compatibility)

이 PEP의 유일한 하위 호환성(backwards incompatible) 측면은 profile 모듈의 미래 제거이지만, 이는 PEP 387 절차에 따라 이루어질 것입니다.

보안 영향 (Security Implications)

없음.

채택되지 않은 대안 (Rejected Alternatives)

cProfile 이름 변경 (Renaming cProfile)

cProfile을 profile.tracing으로 이름을 변경하는 것이 고려되었지만, 이 변경은 많은 기존 코드에 영향을 미칠 것입니다. 호환성과 명확성 사이의 균형을 맞추기 위해, 원래 이름을 유지하면서 profiling.tracing 아래에 별칭으로 두는 방식을 택했습니다.

profilers를 모듈 이름으로 사용 (Using profilers as the Module Name)

모듈은 처음에 profilers (복수형)로 제안되었으나, 커뮤니티 피드백을 바탕으로 profiling (동명사 형태)으로 변경되었습니다. 동명사 형태는 기능 카테고리를 나타내는 다른 Python 표준 라이브러리 모듈과 더 일관적입니다.

샘플링 프로파일러의 다중 이름 (Multiple Names for the Sampling Profiler)

이 PEP의 이전 버전에서는 샘플링 프로파일러를 profiling.sampling과 profiling.tachyon의 두 가지 이름으로 제공할 것을 제안했습니다. 이는 혼란을 피하기 위해 거부되었습니다. 새로운 기능을 도입할 때는 여러 별칭보다는 단일하고 명확한 접근 경로를 갖는 것이 좋습니다. profiling.sampling이라는 이름은 프로파일링 방법론을 명확하게 설명하므로 선택되었고, “tachyon”은 문서에서 언급될 수 있는 내부 코드명으로 남아있습니다.

최상위 tachyon 모듈 (Top-Level tachyon Module)

import tachyon을 새로운 최상위 모듈로 도입하는 것은 거부되었습니다. tachyon을 profiling 아래에 그룹화하는 것은 논리적 구조를 확립하고 최상위 모듈의 확산을 방지하며, Python Steering Council의 요청에 따라 전역 네임스페이스 사용을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

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