In der virtuellen Python-Maschine. Teil 1

Einführung

Python und CPython werden in diesem Text als Synonyme verwendet, aber jede Erwähnung von Python bedeutet CPython (die in C implementierte Python-Version). Andere Implementierungen umfassen PyPy (Python, das in einer begrenzten Teilmenge von Python implementiert ist), Jython (Implementierung auf der Java Virtual Machine) usw.

1. Initialisierung - In diesem Schritt werden die verschiedenen Datenstrukturen eingerichtet, die für den Python-Prozess erforderlich sind. Dies geschieht höchstwahrscheinlich, wenn das Programm im nicht interaktiven Modus über die Shell des Interpreters ausgeführt wird.
2. — , : , , .
3. — .

Dieses Buch verwendet die Python 3-Version.

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In diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass Sie ein Unix-basiertes Betriebssystem verwenden. Daher können einige Funktionen unter Windows variieren.

 1     typedef struct _is {
 2 
 3         struct _is *next;
 4         struct _ts *tstate_head;
 5 
 6         PyObject *modules;
 7         PyObject *modules_by_index;
 8         PyObject *sysdict;
 9         PyObject *builtins;
10         PyObject *importlib;
11 
12         PyObject *codec_search_path;
13         PyObject *codec_search_cache;
14         PyObject *codec_error_registry;
15         int codecs_initialized;
16         int fscodec_initialized;
17 
18         PyObject *builtins_copy;
19     } PyInterpreterState;

1. Das Feld * next verweist auf eine andere Instanz des Interpreters, da innerhalb desselben Prozesses mehrere Python-Interpreter vorhanden sein können.
2. Das Feld * tstate_head gibt den Hauptausführungsthread an (wenn das Programm über mehrere Threads verfügt, ist der Interpreter für alle vom Programm erstellten Threads gleich). Wir werden dies in Kürze genauer besprechen.
3. modules, modules_by_index, sysdict, builtins und importlib sprechen für sich. Alle von ihnen sind als Instanzen von PyObject definiert , dem Stammtyp für alle Objekte in der virtuellen Python-Maschine. Python-Objekte werden in den folgenden Kapiteln ausführlicher erläutert.
4. Die Felder für Codec * enthalten Informationen, die beim Herunterladen von Codierungen hilfreich sind. Dies ist sehr wichtig für die Dekodierung von Bytes.

 1     typedef struct _ts {
 2         struct _ts *prev;
 3         struct _ts *next;
 4         PyInterpreterState *interp;
 5 
 6         struct _frame *frame;
 7         int recursion_depth;
 8         char overflowed; 
 9                         
10         char recursion_critical; 
11         int tracing;
12         int use_tracing;
13 
14         Py_tracefunc c_profilefunc;
15         Py_tracefunc c_tracefunc;
16         PyObject *c_profileobj;
17         PyObject *c_traceobj;
18 
19         PyObject *curexc_type;
20         PyObject *curexc_value;
21         PyObject *curexc_traceback;
22 
23         PyObject *exc_type;
24         PyObject *exc_value;
25         PyObject *exc_traceback;
26 
27         PyObject *dict;  /* Stores per-thread state */
28         int gilstate_counter;
29 
30         ... 
31     } PyThreadState;

, Py_INCREF Py_DECREF. , . CPython : , , Py_INCREF. , , Py_DECREF.

1         >>> def square(x):
2         ...     return x*x
3         ... 
4 
5         >>> dis(square)
6         2           0 LOAD_FAST                0 (x)
7                     2 LOAD_FAST                0 (x)
8                     4 BINARY_MULTIPLY     
9                     6 RETURN_VALUE        

• Woher stammen die von der LOAD_FAST-Anweisung geladenen Werte?
• Woher kommen die Argumente, die als Teil der Anleitung verwendet werden?
• Wie werden verschachtelte Funktions- und Methodenaufrufe behandelt?
• Wie behandelt die Interpreterschleife Ausnahmen?