Python 3.14 新特性盘点，更新了些什么？

2025-5-8 Python
Python 3.14.0 稳定版将于 2025 年 10 月正式发布，目前已进入 beta 测试阶段。这意味着在往后的几个月里，3.14 的新功能已冻结，不再合入新功能（除了修复问题和完善文档）。
3.14 正好是圈周率 π 的前几位，所以我们将要迎来的其实是一个“圆满”的版本😂
本文想梳理这个版本中一些值得关注的新特性，让我们先睹为快吧～

重点更新

1. 类型提示惰性求值 (PEP 649)

Python 3.14 对类型提示机制做了根本性改进。从这个版本开始，函数、类和模块上的类型提示不再立即计算，而是先存储起来，等真正需要时才进行求值。
这个特性解决了大型项目中一个老大难问题：大量类型提示导致的启动缓慢。对企业级应用和大型项目来说，这简直就是一个福音！
这个改进带来了几个实实在在的好处：
  • 项目启动速度大幅提升，尤其是大型代码仓
  • 引用未定义类型时不再需要加引号，代码更加简洁
  • 新增的 annotationlib 模块提供了灵活的类型提示检查方式
下面的示例直观展示了这个特性带来的好处：
# Python 3.14 - 不再需要引号，即使类型未定义
>>> from annotationlib import get_annotations, Format
>>> def new_way(arg: Undefined):  # 直接使用未定义类型
...     pass

# Python 3.13 及之前版本需要这样写
>>> def old_way(arg: "Undefined"):  # 必须加引号，否则报错
...     pass

# 可以用不同格式查看类型提示
>>> get_annotations(new_way, format=Format.STRING)  # 字符串形式
{'arg': 'Undefined'}
>>> get_annotations(new_way, format=Format.FORWARDREF)  # 前向引用对象形式
{'arg': ForwardRef('Undefined', owner=<function new_way at 0x...>)}
这项改进让 Python 的类型系统变得更加好用，尤其是在使用类型检查工具时确实很有帮助。

2. 基于尾调用的新解释器

Python 3.14 的 CPython 引入了新的解释器实现。不同于之前用大块 switch-case 的传统做法，新解释器用小型 C 函数之间的尾调用来处理字节码。
这种新的架构设计体现了 Python 团队对性能持续优化的决心，虽然效果可能没一开始宣传的那么震撼。
关于性能数据，这里有个有趣的小插曲：
  • 这个特性最早被官宣时，声称有 9-15% 的性能提升
  • 但后来发现数据受到了 LLVM/Clang 19 编译器一个回归问题的影响
  • 经过更严格的测试，实际数据显示：在标准 pyperformance 测试中，平均提升仅有 3-5%
  • 不过在特定的字节码密集型计算中，性能提升仍然可以达到 30%
这项改进的真正价值可能不在当下。从长远来看，这很可能是 Python 解释器架构的一次重要转型，为未来更大幅度的性能提升打下基础。
目前这个解释器只支持 Clang 19 及以上版本编译器，而且只能在 x86-64 和 AArch64 架构上跑。不过官方表示未来 GCC 也会支持。要使用这个功能，需要在编译 Python 时手动指定 --with-tail-call-interp 参数。1

3. 无侵入调试接口 (PEP 768)

Python 3.14 新增的安全外部调试接口是个很给力的新功能，大大改善了 Python 程序的调试体验。以后不用预先在代码中插入任何调试语句，也能连上已经运行中的 Python 进程。
使用起来很简单：
python -m pdb -p 1234  # 直接连接到PID为1234的Python进程
实现这个功能的技术原理很巧妙：
  1. CPython 把关键内部结构的偏移量保存在 _Py_DebugOffsets 中，调试工具可以直接访问
  2. 在 PyThreadState 中新加了外部调试支持结构，可以注入调试脚本
  3. 通过 sys.remote_exec() 功能可以检查和控制运行中的进程
这个特性不仅改善了开发者的调试体验，还为专业调试工具（如 pyspy、py-spy 等）提供了标准接口。这些工具以前必须为每个 Python 版本单独维护内存结构偏移量，现在不用这么麻烦了。生产环境下排查问题的难度也大大降低！

附：Python 3.14 调试特性的深度解读

4. 模板字符串 (PEP 750)

Python 3.14 新增了一种特别的字符串写法——模板字符串（t-string）。就像常用的 f-string 前面加 f 一样，这种新字符串前面加 t。
它主要解决了 Web 开发中的安全需求。在用 Django、Flask 这类框架开发网站时，如何安全地处理 HTML 内容和 SQL 语句一直是个老大难问题。这个新的 t-string 语法就是为了解决这个问题，它兼顾了代码的简洁性和内容的安全性。
简单的例子：
from string.templatelib import Template

name = "World"
template = t"Hello {name}"  # 返回一个 Template 对象，而不是字符串
t-string 与 f-string 最大的区别在于：f-string 会直接计算并返回字符串，而 t-string 生成的是 Template 类型的对象。有了这个对象，我们就能对模板内容做各种安全处理，比如 HTML 转义和 SQL 注入防护：
from string.templatelib import Template, html

# 有恶意代码
evil = "<script>alert('evil')</script>"

# 用模板处理，防止 XSS 攻击
template = t"<p>{evil}</p>"

# 使用 html() 函数转义危险字符
html_safe = html(template) 
assert html_safe == "<p>&lt;script&gt;alert('evil')&lt;/script&gt;</p>"
这个新功能会让 Web 开发、日志记录、数据库操作等场景更加安全和方便。

附：Python 3.14 t-string 的全面解析与使用教程

其它重要更新

1. 支持 Zstandard 压缩格式 (PEP 784)

Python 3.14 标准库新增了 compression.zstd 模块，正式把 Zstandard 压缩格式纳入标准支持。这种由 Meta 公司开发的格式既压得小又压得快，甚至超过很多老牌压缩算法，非常适合处理大数据和网络通信场景。
随之一起更新的还有 tarfile、zipfile 和 shutil 模块，现在都能直接处理 Zstandard 压缩包了。而原有的 lzma、bz2 等压缩模块也被整合到新的 compression 包下，统一了访问方式。

2. 用于 C 扩展的 Python 配置 API (PEP 741)

Python 3.14 新加了 C 语言的配置 API，写 C 扩展时操作 Python 配置变得简单多了。用这个 API 提供的函数，我们可以很方便地查询或改变 Python 的运行时配置。
比如，以前写 C 扩展必须深入了解 CPython 内部构造，现在只需用几行简单代码就能操作内存分配器、日志设置等：
// 看看调试模式是否开启
int debug_enabled = _PyConfig_GetBool(config, "debug");

// 指定模块搜索路径
_PyConfig_SetString(config, "pythonpath", "/custom/path");
博客原文

3. 实验性 JIT 编译器 (PEP 744)

Python 3.14 正式在官方 macOS 和 Windows 二进制版本中加入了实验性的即时编译器（JIT）。不推荐用于生产环境，仅供测试和尝鲜。
启用方式简单，只需设置环境变量：
# 设置环境变量开启 JIT
PYTHON_JIT=1 python3.14 your_script.py
可以通过 sys._jit 模块检查 JIT 状态：
import sys

if hasattr(sys, "_jit"):
    print(f"JIT状态: {"启用" if sys._jit.is_enabled() else "未启用"}")
else:
    print("JIT不支持")

4. REPL 语法高亮

Python 3.14 的交互式环境（REPL）正式支持语法高亮，大大提升了开发体验。这个功能默认开启，除非你设置了 PYTHON_BASIC_REPL 环境变量。
默认主题使用标准的 ANSI 颜色代码，确保兼容性的同时提供了清晰的视觉区分度，另外也支持自定义颜色主题。
这一改进让原生 Python 接近了 IPython 和 Jupyter 等现代工具的用户体验，也表明官方在重视开发者日常使用的小细节。

5. 放弃 PGP 签名 (PEP 761)

Python 3.14 版本将告别 PGP 签名，改用更现代的签名和验证方式来发布官方软件包。这一改变其实是 Python 跟上了开源软件分发领域的潮流，和当下大多数主流项目的做法一致。

6. finally 块中不能再用跳转语句 (PEP 765)

Python 3.14 增加了一项新限制：不能在 finally 块里用 return、break 和 continue 跳出去。这种写法以后会被视为语法错误。
这个限制有很实在的目的，因为 finally 中的跳转语句通常会导致代码难懂、难维护，容易把异常情况给吞掉，造成莫名其妙的问题。
# Python 3.13 允许这种危险写法，但异常会被吞
try:
    raise ValueError("重要错误")
except Exception as e:
    print(f"捕获到错误: {e}")
    raise
finally:
    # 这里写 return 会打断异常传递，调用方看不到原始错误
    return "似乎一切正常"

# Python 3.14 中，上述代码将在语法层面被禁止

7. 捕获多个异常时不用加括号了 (PEP 758)

Python 3.14 简化了异常处理的写法。以前想同时捕获多种异常类型必须加括号，而在 3.14 版本中可以直接用逗号分隔：
try:
    operation()
except ValueError, TypeError:  # 可以用逗号分隔多个异常类型
    print("处理值错误或类型错误")

# 对异常组也适用同样的语法
try:
    operation()
except* ValueError, TypeError:  # 异常组也可以用逗号分隔
    print("处理值错误或类型错误")
这种写法不仅更简洁，也将更符合直觉。

不兼容变更

Python 3.14 带来了一些重要的不兼容变更，升级时需要特别注意：

  1. 除了 macOS 和 Windows 外，其它平台上 multiprocessing 和 ProcessPoolExecutor 的默认启动方式从 fork 改成了 forkserver。这能避免一些多线程的问题，但可能要修改依赖于旧行为的代码。

  2. CPython 解释器优化了引用计数机制，去掉了一些不必要的计数更新，所以 sys.getrefcount() 和 Py_REFCNT() 返回的数字可能和以前不一样了。

  3. PEP 738 修改了 async/await 关键字的解析规则，一些极端情况下可能造成不兼容。

  4. distutils 模块在 3.12 中已经被强烈警告，3.14 版本会完全移除。如果还在使用，应该迁移到 setuptools 或 sysconfig。

  5. imp 模块所有标记为弃用的函数已经删除，应改用 importlib。

  6. asyncio 模块中的一些废弃函数如 @coroutine 装饰器已被移除，应该用 async/await 语法替代。

  7. XML 模块默认开启了更严格的安全限制，可能会导致原有较宽松的解析器设置失效。

  8. SSL/TLS 模块默认禁用了某些过时的加密算法和协议版本，对于需要与旧系统通信的应用可能要额外配置。

总结

这个带着圆周率数字的 Python 3.14 版本，给我们带来了全方位的升级。
在性能上，类型提示的惰性求值和全新的尾调用解释器大幅减轻了启动负担，而实验性的 JIT 编译器则在特定场景下展现了可观的速度提升。
在开发体验上，无侵入调试接口的加入和 REPL 的语法高亮功能使日常编程变得更加舒心逸意。
模板字符串和 Zstandard 压缩的加入则扩展了 Python 在 Web 开发和数据处理领域的应用空间。
除了功能增强，3.14 也带来了一系列语法优化，如异常捕获时不再需要括号以及 finally 块中禁用跳转语句等。这些简化和限制看似微小，却能减少代码中的隐藏 bug。同时，这个版本还作出了一些前瞻性的决定，如放弃 PGP 签名和改用 forkserver 作为默认启动方式。
总的来说，这个圆周率版本在性能、开发体验和语言功能上都有实质性的改进。不管是类型提示、解释器改进还是模板字符串，都展示了 Python 在各个领域的持续发力和进步。

参考资料

What’s new in Python 3.14
Python 3.14 新特性解析
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