Dentro de la máquina virtual Python. Parte 1

Introducción

Python y CPython se usan como sinónimos en este texto, pero cualquier mención de Python significa CPython (la versión de Python implementada en C). Otras implementaciones incluyen PyPy (python implementado en un subconjunto limitado de Python), Jython (implementación en la máquina virtual Java), etc.

1. Inicialización : este paso implica la configuración de las diversas estructuras de datos requeridas por el proceso de Python. Lo más probable es que esto suceda cuando el programa se ejecute en modo no interactivo a través del intérprete de comandos.
2. — , : , , .
3. — .

Este libro usa la versión Python 3.

Vista de 30,000 pies

Este artículo asume que está utilizando un sistema operativo basado en Unix, por lo que algunas características pueden variar en Windows.

 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. El * campo siguiente es una referencia a otra instancia del intérprete, ya que pueden existir varios intérpretes de Python dentro del mismo proceso.
2. El campo * tstate_head indica el hilo principal de ejecución (si el programa es multiproceso, entonces el intérprete es común para todos los hilos creados por el programa). Discutiremos esto con más detalle en breve.
3. modules, modules_by_index, sysdict, builtins e importlib hablan por sí mismos. Todos ellos se definen como instancias de PyObject , que es el tipo raíz para todos los objetos en la máquina virtual Python. Los objetos de Python se discutirán con más detalle en los siguientes capítulos.
4. Los campos relacionados con el códec * contienen información que ayuda a descargar codificaciones. Esto es muy importante para decodificar 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        

• ¿De dónde provienen los valores cargados por la declaración LOAD_FAST?
• ¿De dónde vienen los argumentos, que se usan como parte de las instrucciones?
• ¿Cómo se manejan las llamadas a funciones y métodos anidados?
• ¿Cómo maneja el bucle de intérprete las excepciones?