0

0

Python 解释器执行字节码的完整流程

冷炫風刃

冷炫風刃

发布时间:2026-02-05 16:36:10

|

500人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Python字节码由compile()函数或模块首次导入时生成,缓存于__pycache__目录,文件名含版本标识;导入时由importlib加载器解析执行,最终由ceval.c中的eval loop驱动运行。

python 解释器执行字节码的完整流程

Python 字节码从哪来:compile().pyc 文件的生成时机

Python 源代码(.py)不会直接执行,必须先编译成字节码(.pyc),这是 CPython 解释器唯一能“读”的中间表示。编译发生在模块首次被导入时,或显式调用 compile() 函数时。

关键点:

  • .pyc 文件默认缓存在 __pycache__ 目录下,文件名含 Python 版本标识(如 main.cpython-312.pyc),不同版本互不兼容
  • 手动触发编译:code_obj = compile('x = 1 + 2', '', 'exec'),返回可被 exec()eval() 执行的代码对象
  • 修改源码后,CPython 会检查 .py 时间戳与 .pyc 是否匹配,不一致则重新编译

字节码怎么加载:模块导入时的 importlib._bootstrap_external.SourceLoader

导入一个模块时,实际是 importlib 中的加载器在干活。它负责读取 .py.pyc,解析出代码对象(code object),并绑定到模块的 __dict__ 上。

常见误区:

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • import 不等于“执行全部代码”——只执行模块顶层语句,函数/类定义只是生成对象并注册名字,不运行其内部逻辑
  • 如果只有 .pyc 没有 .py,且校验通过(magic number + source hash 匹配),CPython 仍可直接加载执行(适用于分发场景)
  • 使用 -B 启动解释器会跳过写 .pyc-O 还会丢弃 assert__doc__,生成优化版字节码(co_consts 更小)

字节码怎么跑:CPython 虚拟机核心——ceval.c 的 eval loop

所有字节码最终由 CPython 的求值循环(PyEval_EvalFrameEx,现为 _PyEval_EvalFrameDefault)驱动。它是一个巨大的 switch-case,按 co_code 字节数组逐条取出指令(opcode),查表执行对应 C 函数。

Python精要参考 pdf版
Python精要参考 pdf版

这本书给出了一份关于python这门优美语言的精要的参考。作者通过一个完整而清晰的入门指引将你带入python的乐园,随后在语法、类型和对象、运算符与表达式、控制流函数与函数编程、类及面向对象编程、模块和包、输入输出、执行环境等多方面给出了详尽的讲解。如果你想加入 python的世界,David M beazley的这本书可不要错过哦。 (封面是最新英文版的,中文版貌似只译到第二版)

下载

关键行为:

  • 每条指令操作帧(frame object)的局部变量区、值栈(value stack)和块栈(block stack)
  • LOAD_CONSTSTORE_NAMEBINARY_ADD 等 opcode 对应具体 C 实现,比如 BINARY_ADD 会尝试调用对象的 __add__ 方法
  • GIL(全局解释器锁)在此层生效:同一时刻仅一个线程能进入该 eval loop,所以 CPU 密集型任务无法靠多线程提速

调试字节码:用 dis 模块看懂真实执行流

别猜解释器怎么走,用 dis 直接反汇编。它把代码对象的 co_code 拆成人类可读的指令序列,包括偏移、opcode 名、参数和源码行号映射。

实操建议:

  • 对函数反汇编:import dis; dis.dis(my_func);对字符串代码:dis.dis(compile('a if b else c', '', 'eval'))
  • 注意 EXTENDED_ARG:当参数 > 65535 时,前一条指令会扩展下一条的参数,容易误读偏移(dis 默认已处理)
  • 对比不同写法的字节码差异,比如 [x*2 for x in range(3)] vs list(map(lambda x: x*2, range(3))),能看出解释器优化倾向

字节码不是黑盒,但它的执行深度绑定在 CPython 的 C 实现里;换解释器(如 PyPy、Jython)就完全另一套机制——这点常被忽略,尤其在做性能分析或嵌入式部署时。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
if什么意思
if什么意思

if的意思是“如果”的条件。它是一个用于引导条件语句的关键词,用于根据特定条件的真假情况来执行不同的代码块。本专题提供if什么意思的相关文章,供大家免费阅读。

794

2023.08.22

switch语句用法
switch语句用法

switch语句用法:1、Switch语句只能用于整数类型,枚举类型和String类型,不能用于浮点数类型和布尔类型;2、每个case语句后面必须跟着一个break语句,以防止执行其他case的代码块,没有break语句,将会继续执行下一个case的代码块;3、可以在一个case语句中匹配多个值,使用逗号分隔;4、Switch语句中的default代码块是可选的等等。

544

2023.09.21

Java switch的用法
Java switch的用法

Java中的switch语句用于根据不同的条件执行不同的代码块。想了解更多switch的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

427

2024.03.13

js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

381

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

213

2023.09.04

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1507

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

630

2023.11.24

java读取文件转成字符串的方法
java读取文件转成字符串的方法

Java8引入了新的文件I/O API,使用java.nio.file.Files类读取文件内容更加方便。对于较旧版本的Java,可以使用java.io.FileReader和java.io.BufferedReader来读取文件。在这些方法中,你需要将文件路径替换为你的实际文件路径,并且可能需要处理可能的IOException异常。想了解更多java的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

758

2024.03.22

java连接字符串方法汇总
java连接字符串方法汇总

本专题整合了java连接字符串教程合集,阅读专题下面的文章了解更多详细操作。

2

2026.02.05

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 22.4万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 3.9万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号