Python程序的执行原理详解(图)

  次阅读 来源:互联网(转载协议) 2016-01-19 13:01 我要评论(0)

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;

5. pyc文件格式

加载模块时,模块对应的PyCodeObject对象被写入.pyc文件,格式如下:

6. 分析字节码

6.1 解析PyCodeObject

Python提供了内置函数compile可以编译Python代码和查看PyCodeObject对象,如下:

Python代码[test.py]

s =hello

def func():

print s

func()

在Python交互式shell里编译代码得到PyCodeObject对象:

dir(co)已经列出co的各个域,想查看某个域直接在终端输出即可:

test.py的PyCodeObject

co.co_argcount 0

co.co_nlocals 0

co.co_names ( s ,func )

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