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Python程序的执行原理

程序员文章站 2022-04-03 14:33:22
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1. 过程概述

  Python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后虚拟机一条一条执行字节码指令,从而完成程序的执行。

2. 字节码

  字节码在Python虚拟机程序里对应的是PyCodeObject对象。

  .pyc文件是字节码在磁盘上的表现形式。

3. pyc文件

  PyCodeObject对象的创建时机是模块加载的时候,即import。

  Python test.py会对test.py进行编译成字节码并解释执行,但是不会生成test.pyc。

  如果test.py加载了其他模块,如import util,Python会对util.py进行编译成字节码,生成util.pyc,然后对字节码解释执行。

  如果想生成test.pyc,我们可以使用Python内置模块py_compile/compileall来编译。

  加载模块时,如果同时存在.py和.pyc,Python会尝试使用.pyc,如果.pyc的编译时间早于.py的修改时间,则重新编译.py并更新.pyc。

4. PyCodeObject

  Python代码的编译结果就是PyCodeObject对象。

  typedef struct {

  PyObject_HEAD

  int co_argcount; /* 位置参数个数 */

  int co_nlocals; /* 局部变量个数 */

  int co_stacksize; /* 栈大小 */

  int co_flags;

  PyObject *co_code; /* 字节码指令序列 */

  PyObject *co_consts; /* 所有常量集合 */

  PyObject *co_names; /* 所有符号名称集合 */

  PyObject *co_varnames; /* 局部变量名称集合 */

  PyObject *co_freevars; /* 闭包用的的变量名集合 */

  PyObject *co_cellvars; /* 内部嵌套函数引用的变量名集合 */

  /* The rest doesn’t count for hash/cmp */

  PyObject *co_filename; /* 代码所在文件名 */

  PyObject *co_name; /* 模块名|函数名|类名 */

  int co_firstlineno; /* 代码块在文件中的起始行号 */

  PyObject *co_lnotab; /* 字节码指令和行号的对应关系 */

  void *co_zombieframe; /* for optimization only (see frameobject.c) */

  } PyCodeObject;