Python随记 - 解释执行原理

Introduce: 技术分享|Python解释执行原理及过程（原作者：飞林沙）

Python解释器把源代码转换成中间形式：字节码。然后再由Python虚拟机来执行这些字节码。

我们就用不着担心程序的编译、库的连接加载等问题了，所有这些工作都由Python虚拟机代劳了。

一分为二地看待Python的解释语言特性

一方面，每次运行时都要进行转换成字节码，然后再由虚拟机把字节码转换成机器语言，最后才能在硬件上运行。

较之于编译性编程语言，每次运行都会多出两道工序，所以它的性能会受到影响。

另一方面，由于不用关心程序的编译以及库的连接等问题，所以开发工作会变得更轻松；

同时虚拟机距离物理机器更远了，所以Python程序更加易于移植，实际上无需改动就能在多种平台上运行。

Python是一门先编译后解释的语言

Python的也采用了类似Java的编译模式，先将Python程序编译成Python字节码（byte code），然后由一个专门的Python字节码解释器负责解释执行字节码。

Java虚拟机对字节码的执行相当于模拟一个cpu。Python也提供了和Java类似的VM来执行这样的byte code。

不同的是，因为Python是一个解释型的语言，所以编译（compile）不是一个强制的操作。

事实上，编译是一个自动的过程。多数情况下，你甚至不会在意他的存在。

编译成bytecode可以节省加载模块的时间，从而提高效率。

除了效率原因，byte code也增加了反向工程的难度，在某种程度上保护你的代码。当然，反编译仍然是可以的。

PyCodeObject和pyc文件

当python程序运行时，编译的结果则是保存在位于内存中的PyCodeObject中。

当Python程序运行结束时，Python解释器则将PyCodeObject写回到pyc文件中。

当python程序第二次运行时，首先程序会在硬盘中寻找pyc文件。如果找到，则直接载入，否则就重复上面的过程。

pyc文件其实是PyCodeObject的一种持久化保存方式。

pyc文件的目的是重用

我们之所以要把py文件编译成pyc文件，最大的优点在于我们在运行程序时，不需要重新对该模块进行重新的解释。

pyc文件的过期时间

当我的模块发生了改变的时候，是不是都要手动地把以前的pyc文件remove掉呢？

当然Python的设计者是不会犯这么白痴的错误的。答案取决于PyCodeObject是如何写入pyc文件中的。

看一下import过程的源码，其实每次在载入之前都会先检查一下py文件和pyc文件保存的最后修改日期，如果不一致则重新生成一份pyc文件。