Python程序執(zhí)行原理是什么？Python解釋器執(zhí)行哪些操作？

我們都知道，使用C/C++之類(lèi)的編譯性語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，是需要從源文件轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)使用的機(jī)器語(yǔ)言，經(jīng)過(guò)鏈接器鏈接之后形成了二進(jìn)制的可執(zhí)行文件。運(yùn)行該程序的時(shí)候，就可以把二進(jìn)制程序從硬盤(pán)載入到內(nèi)存中并運(yùn)行。
但是對(duì)于Python而言，Python源碼不需要編譯成二進(jìn)制代碼，它可以直接從源代碼運(yùn)行程序。Python解釋器將源代碼轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼，然后把編譯好的字節(jié)碼轉(zhuǎn)發(fā)到Python虛擬機(jī)（PVM）中進(jìn)行執(zhí)行。接下來(lái)，通過(guò)一張圖來(lái)描述Python程序的執(zhí)行過(guò)程，如圖1所示。

圖1 Python程序執(zhí)行原理

在圖1中，當(dāng)我們運(yùn)行Python文件程序的時(shí)候，Python解釋器會(huì)執(zhí)行兩個(gè)步驟：

（1）把源代碼編譯成字節(jié)碼

編譯后的字節(jié)碼是特定于Python的一種表現(xiàn)形式，它不是二進(jìn)制的機(jī)器碼，需要進(jìn)一步編譯才能被機(jī)器執(zhí)行，這也是Python代碼無(wú)法運(yùn)行的像C/C++ 一樣快的原因。如果Python進(jìn)程在機(jī)器上擁有寫(xiě)入權(quán)限，那么它將把程序的字節(jié)碼保存為一個(gè)以.pyc 為擴(kuò)展名的文件，如果Python無(wú)法在機(jī)器上寫(xiě)入字節(jié)碼，那么字節(jié)碼將會(huì)在內(nèi)存中生成并在程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)丟棄。在構(gòu)建程序的時(shí)候最好給Python賦上在計(jì)算機(jī)上寫(xiě)的權(quán)限，這樣只要源代碼沒(méi)有改變，生成的.pyc文件可以重復(fù)利用，提高執(zhí)行效率。

（2）把編譯好的字節(jié)碼轉(zhuǎn)發(fā)到Python虛擬機(jī)（PVM）中進(jìn)行執(zhí)行

PVM是Python Virtual Machine的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是Python的運(yùn)行引擎，是Python系統(tǒng)的一部分，它是迭代運(yùn)行字節(jié)碼指令的一個(gè)大循環(huán)，一個(gè)接一個(gè)地完成操作。