python解释器与工作原理浅谈

偏执的太偏执、 2024-03-30 14:30 101阅读 0赞

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我们编写代码时会得到一个.py结尾的文件，要想运行执行此文件就需要[python解释器][python]。

python解释器的构成及其各部分功能

解释器由一个[编译器][Link 2]和一个虚拟机构成，编译器负责将源代码转换成字节码文件，而虚拟机负责执行字节码。

所以，解释型语言其实也有编译过程，只不过这个编译过程并不是直接生成目标代码，而是中间代码（[字节码][Link 3]），然后再通过虚拟机来逐行解释执行字节码

个人理解执行过程原理：

执行 python XX.py 后，将会启动 Python 的解释器，python解释器的编译器会将.py源文件编译（解释）成字节码生成PyCodeObject字节码对象存放在内存中。python解释器的[虚拟机][Link 4]将执行内存中的字节码对象

转化为[机器语言][Link 5]，虚拟机与操作系统交互，使机器语言在机器硬件上运行。运行结束后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。

所以我们应该这样来定位PyCodeObject和pyc文件，我们说pyc文件其实是PyCodeObject的一种持久化保存方式。

pyc文件，文件中包含python的magic number（来说明编译时使用的python版本号）、源文件的mtime（使pyc和py文件保持同步）、编译出的code对象。

现存的python解释器的种类：

CPython这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。

CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。

IPython

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。

CPython用>>>作为提示符，而IPython用In \[序号\]:作为提示符。

PyPy

PyPy是另一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），所以可以显着提高Python代码的执行速度。

绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行，就需要了解PyPy和CPython的不同点。

Jython

Jython是运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。

IronPython

IronPython和Jython类似，只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

[Link 1]: https://www.weidianyuedu.com/
[python]: https://so.csdn.net/so/search?q=python%E8%A7%A3%E9%87%8A%E5%99%A8&spm=1001.2101.3001.7020
[Link 2]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E7%BC%96%E8%AF%91%E5%99%A8&spm=1001.2101.3001.7020
[Link 3]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E5%AD%97%E8%8A%82%E7%A0%81&spm=1001.2101.3001.7020
[Link 4]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA&spm=1001.2101.3001.7020
[Link 5]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E6%9C%BA%E5%99%A8%E8%AF%AD%E8%A8%80&spm=1001.2101.3001.7020