Счет в Python на Ubuntu 24 в 6 раз медленнее, чем на Ubuntu 18

Я столкнулся с регрессией производительности при выполнении интерпретатора Python при обновлении с Ubuntu 18 до Ubuntu 24. Как вы думаете, что может быть причиной этого? Есть ли исправление или обходное решение?

У меня есть некоторые доказательства, которые указывают на то, что изменения в ядре Linux — и не что-то в пространстве пользователя — вероятно, являются причиной проблемы.

Я могу воспроизвести расхождение в производительности с помощью очень простого теста:

python3 -c "import timeit; print(timeit.Timer('for _ in range(0,1000): pass').timeit())"

Я выполняю этот тест, загружаясь с ISO-образов Ubuntu 18 и Ubuntu 24 на одной и той же системе Cisco UCS C220 M5SX. Вы можете найти ISO-образы на сайте Canonical и воспроизвести эксперимент.

У меня есть набор бинарников Python 3.11, собранных из исходников на системе Debian Squeeze, которые будут работать на огромном количестве дистрибутивов Linux. Это дает мне возможность протестировать те же самые бинарники Python на 18 и 24. Мы будем называть эти бинарники Python python_pegged. Мы будем называть полученный с помощью ‘apt-get’ python3 python_sys.

Я также пытался запустить контейнер Docker ubuntu:18.04 из Ubuntu 24 — он имеет плохие характеристики производительности Ubuntu 24 и не ведет себя как Ubuntu 18, что заставляет меня думать, что пространство пользователя не отвечает за проблему.

Экспериментальные результаты:

Ubuntu 18.04.6 на железе                            python_sys        13 секунд
Ubuntu 18.04.6 на железе                            python_pegged     13 секунд
Ubuntu 18.04.6 на железе                  sysbench --test=cpu run   1288 событий/с
Ubuntu 24.04   на железе                            python_sys        83 секунды
Ubuntu 24.04   на железе                            python_pegged    112 секунд
Ubuntu 24.04   на железе                  sysbench --test=cpu run    925 событий/с
Контейнер docker ubuntu:18.04, размещенный на Ubuntu 24.04 python_sys        82 секунды
Контейнер docker ubuntu:18.04, размещенный на Ubuntu 24.04 python_pegged    112 секунд

В Ubuntu 24 следующие действия не оказали никакого эффекта:

• установить governor масштабирования на производительность
• tuned-adm профиль throughput-performance
• tuned-adm профиль virtual-host
• tuned-adm профиль balanced

Система имеет 40 физических ядер и 80 потоков. Я пытался запустить различные числа параллельных экземпляров.

параллельные экземпляры      секунды
                  40       82..83
                  80       53..53
                 120      87..115

Меня удивляет, что 80 экземпляров работают быстрее, чем 40. Я проводил эксперимент несколько раз, и результаты никогда не менялись. Я пробовал различные профили tuned без эффекта. 53 секунды — все еще далеко от 13, полученных на ubuntu18.

Python сталкивается с чем-то затратным в ubuntu24, что sysbench не делает — или, по крайней мере, не в такой степени. Возможно, я начну использовать профайлер в ближайшем будущем, чтобы углубиться в проблему.

Тестирование различных промежуточных версий указывает на то, что регрессия произошла при обновлении с 21 до 22.

Результаты perf stat -a по команде python3:

Заметные различия. Я не уверен, что 6 переключений контекста в секунду действительно влияют на результат. Количество инструкций в секунду, вероятно, является наиболее актуальной статистикой здесь.