Python如何运行程序

Python如何运行程序

Python解释器简介

• 解释器是一种让其他程序运行起来的程序。
• Python解释器将读取程序，并按照其中的命令执行，得出结果。
• Python安装后包括一个解释器和一套支持库。
• 解释器是代码与机器的计算机硬件之间的软件逻辑层。
• 解释器本身可以用C程序实现，或者一些Java类实现。

程序执行

程序员视角

• Python程序仅是一个包含Python语句的文本文件。
• Python文件是以.py结尾的。从技术上讲，这种命名方案在被“导入”时才是必须的。
• Python解释器将从头至尾按照顺序运行文件中的语句。

Python解释器视角

字节码编译

• Python内部会先将源代码编译成字节码的形式。字节码是一种低级的，与平台无关的表现形式。
• 源文件的修改和Python版本的改变都会触发新的字节码的编译。
• 字节码只会针对那些被导入的文件而生成，而不是顶层的执行脚本。（严格来说，这是一种针对“导入”的优化）

Python虚拟机（PVM）

• 一旦程序编译成字节码，之后的字节码发送到通常称为Python虚拟机（PVM）的程序上来执行。
• 本质上PVM就是迭代运行字节码指令的一个大循环，一个接一个地完成操作。
• 从技术上讲，它只是所谓“Python解释器”的最后一步。
  

性能的含义

• Python的工作中通常没有构建或“make”的步骤。
• Python字节码不是机器的二进制代码。
• PVM仍需解释字节码，并且字节码指令比CPU指令需要更多的工作。
• 与其他经典解释器不同，Python仍有内部编译的步骤：Python并不需要反复地重新分析和重新分解每一行源代码语句的文本。
• 纯Python代码的运行速度介于传统编译语言和传统解释语言之间。

开发的含义

• Python的执行模型导致开发和执行的环境没有区别。
• 在Python中，编译器总是在运行时出现，并且是运行系统的一部分。

执行模型的变体

Python的各种实现

CPython：标准Python

• 由ANSI C语言代码编写而成
• 是Python的标准参照实现

Jython：基于Java的Python

IronPython：基于.NET的Python

Stackless：注重并发的Python

PyPy：注重速度的Python

执行优化工具

Cython：Python和C的混合体

Shed Skin：Python到C++到转换器

Psyco：原先的即时编译器

冻结二进制文件

• 第三方工具（如PyInstaller）将Python转为可执行程序，他们被称为冻结二进制文件
• 冻结二进制文件能够将程序文件的字节码、解释器以及任务程序所需要的Python支持文件捆绑在一起形成一个单独的文件包