CPython

CPython fonctionne sur un très grand nombre de plates-formes :

CPython utilise un verrou global pour protéger les ressources de l'interpréteur. Un programme Python ne peut donc pas tirer pleinement profit des machines multiprocesseurs à moins d'utiliser des processus séparés plutôt que des processus légers. La présence du GIL simplifie la mise en œuvre de CPython et facilite la mise en œuvre d'applications multithread qui ne bénéficient pas de l'exécution simultanée de code Python. Cependant, sans GIL, les applications de multitraitement doivent s'assurer que tout le code commun est thread-safe[4].

Bien que de nombreuses propositions aient été faites pour éliminer le GIL, le consensus général a été que dans la plupart des cas, les avantages du GIL l'emportent sur les inconvénients ; dans les quelques cas où le GIL est un goulot d'étranglement, l'application doit être construite autour de la structure multitraitement[5].

Il existe plusieurs méthodes pour écrire des modules d'extensions. La méthode standard consiste à écrire une bibliothèque dynamique en C qui utilise des points d'entrée de l'interpréteur CPython pour manipuler les objets[6]. Il existe également des générateurs comme SWIG ou cython qui permettent d'utiliser des langages de plus haut niveau.

Il est aussi possible d'utiliser d'autres langages que le C, par exemple Boost pour le C++ ou Pyfort pour Fortran.

À partir de Python 2.5, la bibliothèque standard inclut le module ctypes, une FFI (Foreign function interface) qui permet d'appeler directement une bibliothèque dynamique depuis du code python[7].

Les objets CPython sont créés en étendant la structure PyObject, qui contient le compteur de références, les pointeurs utilisés pour le chaînage dans le ramasse-miettes et un pointeur vers la classe de l'objet.

La gestion de mémoire est faite par comptage de référence. Un ramasse-miettes est inclus depuis la version 2.0 pour résoudre les problèmes de cycles.