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CPython:为什么一个三行脚本需要在解释器中执行3个以上的循环?

python-internals cpython python

my_question · 技术社区 · 6 年前

我刚刚看了 this Youtube lecture 关于郭飞利浦的《飞龙内部》,我有一件事感到困惑。

在25:55,他通过插入来修改cpython的c源 printf(âhello\nâ) 在运行所有字节码指令的无休止循环开始时,您可以通过以下方法来完成相同的操作:

下载python 2.7c源代码
打开文件 Python/ceval.c
找到无休止的评估循环的开始, for (;;) {
添加行 printf('hello\n'); 作为无限循环的第一行。
跑 configure 和 make 构建python二进制文件。

他写了一个三行测试.py:

X = 1
Y = 2
print X + Y

难题是,当他用修改过的解释器运行test.py时,为什么在我们看到3之前会有这么多hello?

所以编译器实际上在编译外部python脚本之前生成了许多内部字节代码指令?

1 回复 | 直到 6 年前

Martijn Pieters 6 年前

你看到这么多有两个原因 hello S印刷体:

对于每个可能的python语句,python没有特殊的字节码。相反,语句将使用结合字节码的。
python解释器导入一系列python模块 只是为了开始跑步 . 您可以使用 -v 切换以查看每次导入的内容。每个模块都由多个语句组成,所以在您得到正在运行的小脚本之前,有相当多的字节码需要遍历。

如果我把这三条线 test.py 并使用我未修改的python 2.7二进制文件来运行它, - V 开关,我明白了:

$ python2.7 -v test.py
# installing zipimport hook
import zipimport # builtin
# installed zipimport hook
# /..../lib/python2.7/site.pyc matches /..../lib/python2.7/site.py
import site # precompiled from /..../lib/python2.7/site.pyc
# /..../lib/python2.7/os.pyc matches /..../lib/python2.7/os.py
import os # precompiled from /..../lib/python2.7/os.pyc
import errno # builtin
import posix # builtin
# /..../lib/python2.7/posixpath.pyc matches /..../lib/python2.7/posixpath.py
import posixpath # precompiled from /..../lib/python2.7/posixpath.pyc
# /..../lib/python2.7/stat.pyc matches /..../lib/python2.7/stat.py
import stat # precompiled from /..../lib/python2.7/stat.pyc
# /..../lib/python2.7/genericpath.pyc matches /..../lib/python2.7/genericpath.py
import genericpath # precompiled from /..../lib/python2.7/genericpath.pyc
# /..../lib/python2.7/warnings.pyc matches /..../lib/python2.7/warnings.py
import warnings # precompiled from /..../lib/python2.7/warnings.pyc
# /..../lib/python2.7/linecache.pyc matches /..../lib/python2.7/linecache.py
import linecache # precompiled from /..../lib/python2.7/linecache.pyc
# /..../lib/python2.7/types.pyc matches /..../lib/python2.7/types.py
import types # precompiled from /..../lib/python2.7/types.pyc
# /..../lib/python2.7/UserDict.pyc matches /..../lib/python2.7/UserDict.py
import UserDict # precompiled from /..../lib/python2.7/UserDict.pyc
# /..../lib/python2.7/_abcoll.pyc matches /..../lib/python2.7/_abcoll.py
import _abcoll # precompiled from /..../lib/python2.7/_abcoll.pyc
# /..../lib/python2.7/abc.pyc matches /..../lib/python2.7/abc.py
import abc # precompiled from /..../lib/python2.7/abc.pyc
# /..../lib/python2.7/_weakrefset.pyc matches /..../lib/python2.7/_weakrefset.py
import _weakrefset # precompiled from /..../lib/python2.7/_weakrefset.pyc
import _weakref # builtin
# /..../lib/python2.7/copy_reg.pyc matches /..../lib/python2.7/copy_reg.py
import copy_reg # precompiled from /..../lib/python2.7/copy_reg.pyc
import encodings # directory /..../lib/python2.7/encodings
# /..../lib/python2.7/encodings/__init__.pyc matches /..../lib/python2.7/encodings/__init__.py
import encodings # precompiled from /..../lib/python2.7/encodings/__init__.pyc
# /..../lib/python2.7/codecs.pyc matches /..../lib/python2.7/codecs.py
import codecs # precompiled from /..../lib/python2.7/codecs.pyc
import _codecs # builtin
# /..../lib/python2.7/encodings/aliases.pyc matches /..../lib/python2.7/encodings/aliases.py
import encodings.aliases # precompiled from /..../lib/python2.7/encodings/aliases.pyc
# /..../lib/python2.7/encodings/utf_8.pyc matches /..../lib/python2.7/encodings/utf_8.py
import encodings.utf_8 # precompiled from /..../lib/python2.7/encodings/utf_8.pyc
Python 2.7.15 (default, May  7 2018, 17:08:03)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.1.0 (clang-902.0.39.1)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
3
# -- clean-up output omitted --

各 import ... 其中的行引用了内置模块(Python二进制文件的一部分,在C中实现)或 .pyc 字节码缓存文件。有17个这样的文件被导入 甚至在脚本代码运行之前 .

主脚本中的3行代码将进一步转换为9个字节码指令:

>>> import dis
>>> dis.dis(compile(r'''\
... X = 1
... Y = 2
... print X + Y
... ''', '', 'exec'))
  2           0 LOAD_CONST               0 (1)
              3 STORE_NAME               0 (X)

  3           6 LOAD_CONST               1 (2)
              9 STORE_NAME               1 (Y)

  4          12 LOAD_NAME                0 (X)
             15 LOAD_NAME                1 (Y)
             18 BINARY_ADD
             19 PRINT_ITEM
             20 PRINT_NEWLINE
             21 LOAD_CONST               2 (None)
             24 RETURN_VALUE

(我忽略了结尾的2个字节码,编码了一个额外的 return None 这不适用于模块)。