1. 过程概述
Python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后虚拟机一条一条执行字节码指令,从而完成程序的执行。
2. 字节码
字节码在Python虚拟机程序里对应的是PyCodeObject对象。
.pyc文件是字节码在磁盘上的表现形式。
3. pyc文件
PyCodeObject对象的创建时机是模块加载的时候,即import。
Python test.py会对test.py进行编译成字节码并解释执行,但是不会生成test.pyc。
如果test.py加载了其他模块,如import util,Python会对util.py进行编译成字节码,生成util.pyc,然后对字节码解释执行。
如果想生成test.pyc,我们可以使用Python内置模块py_compile来编译。
加载模块时,如果同时存在.py和.pyc,Python会尝试使用.pyc,如果.pyc的编译时间早于.py的修改时间,则重新编译.py并更新.pyc。
4. PyCodeObject
Python代码的编译结果就是PyCodeObject对象。
- typedef struct {
- PyObject_HEAD
- int co_argcount;
- int co_nlocals;
- int co_stacksize;
- int co_flags;
- PyObject *co_code;
- PyObject *co_consts;
- PyObject *co_names;
- PyObject *co_varnames;
- PyObject *co_freevars;
- PyObject *co_cellvars;
- PyObject *co_filename;
- PyObject *co_name;
- int co_firstlineno;
- PyObject *co_lnotab;
- void *co_zombieframe;
- } PyCodeObject;
5. pyc文件格式
加载模块时,模块对应的PyCodeObject对象被写入.pyc文件,格式如下:
6. 分析字节码
6.1 解析PyCodeObject
Python提供了内置函数compile可以编译Python代码和查看PyCodeObject对象,如下:
Python代码[test.py]
- s = ”hello”
- def func():
- print s
- func()
在Python交互式shell里编译代码得到PyCodeObject对象:
dir(co)已经列出co的各个域,想查看某个域直接在终端输出即可:
test.py的PyCodeObject
- co.co_argcount 0
- co.co_nlocals 0
- co.co_names (‘s’, ’func’)
- co.co_varnames (‘s’, ’func’)
- co.co_consts (‘hello’, <code object func at 0x2aaeeec57110, file ”test.py”, line 3>, None)
- co.co_code ’d\x00\x00Z\x00\x00d\x01\x00\x84\x00\x00Z\x01\x00e\x01\x00\x83\x00\x00\x01d\x02\x00S’
Python解释器会为函数也生成的字节码PyCodeObject对象,见上面的co_consts[1]
func的PyCodeObject
- func.co_argcount 0
- func.co_nlocals 0
- func.co_names (‘s’,)
- func.co_varnames ()
- func.co_consts (None,)
- func.co_code ‘t\x00\x00GHd\x00\x00S’
co_code是指令序列,是一串二进制流,它的格式和解析方法见6.2。
6.2 解析指令序列
指令序列co_code的格式