进程全局状态

C 级静态变量。由于这是非常低级的内存存储，因此必须仔细管理。

模块级状态

模块对象本地的状态，作为模块对象初始化的一部分动态分配。这使状态与模块的其他实例（包括其他子解释器中的实例）隔离。

通过 PyModule_GetState() 访问。

静态类型

定义为 C 级静态变量的类型对象，即编译入的类型对象。

静态类型需要在模块实例之间共享，并且不包含其所属模块的信息。静态类型没有 __dict__（尽管其实例可能有）。

堆类型

在运行时创建的类型对象。

定义类

方法的定义类（无论是绑定还是非绑定）是定义该方法的类。仅仅从其基类继承方法的类不是定义类。

例如，int 是 True.to_bytes、True.__floor__ 和 int.__repr__ 的定义类。

在 C 中，定义类是使用相应的 tp_methods 或“tp 槽”[1] 条目定义的类。对于在 Python 中定义的方法，定义类保存在 __class__ 闭包单元中。

C-API

Python 文档中描述的“Python/C API”。CPython 实现了 C-API，但存在其他实现。

槽方法

上述更改不涵盖槽方法，例如 tp_iter 或 nb_add。

槽方法的问题在于它们的 C API 是固定的，因此我们不能简单地添加一个新参数来传入定义类。对此问题提出了两种可能的解决方案

• 通过遍历 MRO 查找类。这可能开销很大，但如果性能不是问题（例如在引发模块级异常时）则可以使用。
• 将每个槽的定义类指针存储在单独的表 __typeslots__ [2] 中。这在技术上是可行的且快速，但侵入性很大。

受此问题影响的模块还可以选择使用线程局部状态或PEP 567 上下文变量作为缓存机制，或者定义自己的重新加载友好查找缓存方案。

普遍解决此问题将推迟到未来的 PEP。

向堆类型添加模块引用

C-API 将新增一个用于创建模块的工厂方法

PyObject* PyType_FromModuleAndSpec(PyObject *module,
                                   PyType_Spec *spec,
                                   PyObject *bases)

这与 PyType_FromSpecWithBases 的行为相同，此外还将提供的模块对象与新类型关联起来。（在 CPython 中，这将设置下文描述的 ht_module。）

此外，还将提供一个访问器 PyObject * PyType_GetModule(PyTypeObject *)。如果类型设置了关联模块，它将返回该模块；否则，它将设置 TypeError 并返回 NULL。当给定静态类型时，它将始终设置 TypeError 并返回 NULL。

为了在 CPython 中实现这一点，PyHeapTypeObject 结构将获得一个新成员 PyObject *ht_module，它将存储指向关联模块的指针。它默认为 NULL，并且在创建类型对象后不应修改。

ht_module 成员不会被子类继承；对于每个需要它的类型，都需要使用 PyType_FromModuleAndSpec 来设置它。

通常，创建设置了 ht_module 的类会创建涉及类和模块的引用循环。这不是问题，因为模块的拆解不是性能敏感的操作，并且模块级函数通常也会创建引用循环。通过 f_globals 打破函数循环的现有“将所有模块全局变量设置为 None”代码也将打破通过 ht_module 形成的新循环。

将定义类传递给扩展方法

将添加一个新的签名标志 METH_METHOD，用于 PyMethodDef.ml_flags。从概念上讲，它将 defining_class 添加到函数签名中。为了简化初始实现，该标志只能用作 (METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS | METH_METHOD)。（它不能与其他标志（如 METH_O 或裸 METH_FASTCALL）一起使用，但可以与 METH_CLASS 或 METH_STATIC 组合使用）。

使用此标志组合定义的方法的 C 函数将使用名为 PyCMethod 的新 C 签名进行调用

PyObject *PyCMethod(PyObject *self,
                    PyTypeObject *defining_class,
                    PyObject *const *args,
                    size_t nargsf,
                    PyObject *kwnames)

未来（甚至在此 PEP 的初始实现中）可能会添加其他组合，如 (METH_VARARGS | METH_METHOD)。然而，METH_METHOD 应该始终是附加标志，即只有在需要时才应传入定义类。

在 CPython 中，将添加一个扩展 PyCFunctionObject 的新结构来存储额外信息

typedef struct {
    PyCFunctionObject func;
    PyTypeObject *mm_class; /* Passed as 'defining_class' arg to the C func */
} PyCMethodObject;

当 PyCFunction 实现发现设置了 METH_METHOD 标志时，它会将 mm_class 传递给 PyCMethod C 函数。将添加一个新宏 PyCFunction_GET_CLASS(cls) 以更方便地访问 mm_class。

C 方法如果不需要访问其定义类/模块，则可以继续使用其他 METH_* 签名。如果未设置 METH_METHOD，则转换为 PyCMethodObject 是无效的。

参数诊所

为了支持将定义类传递给使用 Argument Clinic 的方法，CPython 的 Argument Clinic 工具中将添加一个名为 defining_class 的新转换器。

每个方法只能有一个参数使用此转换器，并且它必须出现在 self 之后，或者如果未使用 self，则作为第一个参数。该参数的类型将为 PyTypeObject *。

使用时，Argument Clinic 将选择 METH_FASTCALL | METH_KEYWORDS | METH_METHOD 作为调用约定。该参数不会出现在 __text_signature__ 中。

新的转换器最初将与 __init__ 和 __new__ 方法不兼容，后者不能使用 METH_METHOD 约定。

助手函数

从堆类型获取模块级状态是一项非常常见的任务。为了简化此操作，将添加一个助手函数

void *PyType_GetModuleState(PyObject *type)

此函数接受一个堆类型，成功时，它返回指向该堆类型所属模块状态的指针。

失败时，可能会出现两种情况。当传入非类型对象或没有模块的类型时，TypeError 被设置并返回 NULL。如果找到模块，则返回指向状态的指针（可能为 NULL），而不设置任何异常。

初始实现中转换的模块

为了验证该方法，在初始实现期间将修改 _elementtree 模块。

槽方法

未来可能会增加一种将定义类（或模块状态）传递给槽方法的方式。

此 PEP 的先前版本提出了一个辅助函数，该函数将通过在 MRO 中搜索定义了特定函数槽的类来确定定义类。但是，如果类被修改（对于堆类型，这在 Python 代码中是可能的），此方法将失败。解决此问题留待未来的讨论。

轻松创建带有模块引用的类型

可以添加一个 PEP 489 执行槽类型，以使创建堆类型比调用 PyType_FromModuleAndSpec 容易得多。这留待未来的 PEP。

最好能有一种好方法通过受限 API 创建静态异常类型。这样的异常类型可以在子解释器之间共享，但无需特定模块状态即可实例化。这也留待未来可能的讨论。

优化

如本文所述，使用 METH_METHOD 标志定义的方法仅支持一种特定签名。

如果出于性能原因需要其他签名，可以添加。