01. 前言

Python程序的代碼是如何組織的，在代碼完成編寫后，又是如何運(yùn)行的，它其中的原理是怎么回事，大家對這些問題一定很感興趣。

接下來，兔子先生帶著大家一探究竟。

02. Python的總體架構(gòu)

從頂層設(shè)計上來看，Python可以分為三大部分：

• 代碼文件?File Groups?- 包括模塊、庫及用戶自定義的模塊。
• 解釋器?Interpreter?- 又稱Python虛擬機(jī)，對代碼分析理解，翻譯成字節(jié)流，并運(yùn)行這些字節(jié)代碼。
• 運(yùn)行環(huán)境?Runtime Env?- 包括運(yùn)行時的對象、基礎(chǔ)類型結(jié)構(gòu)、內(nèi)存分配器和實時的運(yùn)行狀態(tài)信息。

其中，最左邊的python的庫，模塊以及用戶自定義的模塊，都依賴于python解釋器來實現(xiàn)，而python解釋器主要包括掃描器，分詞器，編譯器和代碼生成四部分，我們寫一個python文件之后，由python解釋器執(zhí)行，其大致執(zhí)行過程如下：
1、掃描器掃描python文件，將掃描結(jié)果發(fā)給分詞器；
2、在掃描過程中識別出文件中的對象，類型和結(jié)構(gòu)（注：在python中類型和結(jié)構(gòu)都是對象）；
3、分詞器將結(jié)果發(fā)給編譯器，編譯器在此時生成相應(yīng)對象同時給對象分配內(nèi)存空間；
4、編譯之后將代碼生成，進(jìn)行內(nèi)存管理并處理當(dāng)前狀態(tài)。
5、對象、類型、結(jié)構(gòu)體、內(nèi)存管理以及當(dāng)前狀態(tài)構(gòu)成了python極其復(fù)雜的runtime運(yùn)行時。
還有，很多人會有疑問，python是動態(tài)語言，內(nèi)存到底是如何管理的，初來乍到，我也不太明白，由于python的各種歷史原因，python的內(nèi)存處理和線程管理非常復(fù)雜，打開源碼看看，如果出現(xiàn)類似object_new這樣的東西，那么他的內(nèi)存就是用C++中的new來開辟的，如果是object_malloc這樣的東西，則表示內(nèi)存是用C中的malloc來實現(xiàn)的。
python屬于脫管型的語言，內(nèi)存不需要我們手動處理，方便了很多，其實，python在底層是用自動引用計數(shù)器來實現(xiàn)的，python中創(chuàng)建小對象時，往往直接在內(nèi)存池中創(chuàng)建，而大對象則是使用new/malloc從內(nèi)存中再創(chuàng)建一個。針對并不復(fù)雜的對象關(guān)系時，比如只有一個對象時，python是不會運(yùn)行鏈路檢測的，而如果對象很多，過系又很復(fù)雜，就會有一個鏈路檢測，以防出現(xiàn)循環(huán)引用和死循環(huán)的問題，當(dāng)釋放內(nèi)存時，則遵守自動引用計數(shù)的規(guī)則，非常了不起。

參考鏈接

https://www.cnblogs.com/skyfree/p/3834030.html

03. File Groups

File Groups就是咱們的代碼，在Python的代碼的編寫過程中，會包含自己編寫的代碼模塊、依賴核心的模塊、第三方模塊和庫文件（Linux下是so庫，而Windows下面則是dll庫）

比如下面一段代碼：

from datetime import date now = date.today()import requests r = requests.get('https://www.xtuz.net')

其中?datetime?就是核心模塊，?requests?則屬于第三方模塊，這段代碼本身就屬于用戶的自定義代碼模塊了。

04. Interpreter

Scanner?負(fù)責(zé)詞法分析的工作，將代碼一行一行切分為 token，Parser?則負(fù)責(zé)語法分析，將 Token 組織為抽象語法樹，Compiler?則將語法樹轉(zhuǎn)化為指令集合的字節(jié)碼流，最后由?Code Evaluator?來執(zhí)行這些字節(jié)碼。

下圖是.pyc文件內(nèi)容，即字節(jié)碼流。

05. Runtime Env

Object?和?Type Structure?分別是程序在運(yùn)行過程中生成的對象和Python中的自帶內(nèi)建對象，如int、List、dict等。

而?Memory Allocator?則負(fù)責(zé)申請創(chuàng)建對象需要的內(nèi)存，本質(zhì)就是封裝了 C 語言里面的?malloc()?函數(shù)。

Current State?負(fù)責(zé)維護(hù)運(yùn)行時的各類狀態(tài)信息，以便在程序執(zhí)行過程中如果發(fā)生狀態(tài)變化（正常態(tài)和異常態(tài)）時，仍然能正常運(yùn)行。

更多內(nèi)容

原文來自兔子先生網(wǎng)站：https://www.xtuz.net/detail-130.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python源码剖析 - Python的总体架构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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