Python源码剖析 - Python的总体架构
1. 前言
Python程序的代码是如何组织的,在代码完成编写后,又是如何运行的,它其中的原理是怎么回事,大家对这些问题一定很感兴趣。
接下来,兔子先生带着大家一探究竟。
2. Python的总体架构
从顶层设计上来看,Python可以分为三大部分:
File Groups
代码文件 - 包括模块、库及用户自定义的模块。Interpreter
解释器 - 又称Python虚拟机,对代码分析理解,翻译成字节流,并运行这些字节代码。Runtime Env
运行环境 - 包括运行时的对象、基础类型结构、内存分配器和实时的运行状态信息。
3. File Groups
File Groups就是咱们的代码,在Python的代码的编写过程中,会包含自己编写的代码模块、依赖核心的模块、第三方模块和库文件(Linux下是so库,而Windows下面则是dll库)
比如下面一段代码:
from datetime import date
now = date.today()
import requests
r = requests.get('https://www.xtuz.net')
其中 datetime 就是核心模块, requests 则属于第三方模块,这段代码本身就属于用户的自定义代码模块了。
4. Interpreter
Scanner 负责词法分析的工作,将代码一行一行切分为 token,Parser 则负责语法分析,将 Token 组织为抽象语法树,Compiler 则将语法树转化为指令集合的字节码流,最后由 Code Evaluator 来执行这些字节码。
下图是.pyc文件内容,即字节码流。
5. Runtime Env
Object 和 Type Structure 分别是程序在运行过程中生成的对象和Python中的自带内建对象,如int、List、dict等。
而 Memory Allocator 则负责申请创建对象需要的内存,本质就是封装了 C 语言里面的 malloc()
函数。
Current State 负责维护运行时的各类状态信息,以便在程序执行过程中如果发生状态变化(正常态和异常态)时,仍然能正常运行。
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