À l'intérieur de la machine virtuelle Python. Partie 1

introduction

Python et CPython sont utilisés comme synonymes dans ce texte, mais toute mention de Python signifie CPython (la version python implémentée en C). D'autres implémentations incluent PyPy (python implémenté dans un sous-ensemble limité de Python), Jython (implémentation sur la machine virtuelle Java), etc.

1. Initialisation - cette étape implique la mise en place des différentes structures de données requises par le processus python. Cela se produira très probablement lorsque le programme sera exécuté en mode non interactif via le shell de l'interpréteur.
2. — , : , , .
3. — .

Ce livre utilise la version Python 3.

Vue de 30 000 pieds

Cet article suppose que vous utilisez un système d'exploitation basé sur Unix, donc certaines fonctionnalités peuvent varier sous 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. Le champ * next est une référence à une autre instance de l'interpréteur, car plusieurs interprètes Python peuvent exister dans le même processus.
2. Le champ * tstate_head indique le thread principal d'exécution (si le programme est multi-thread, alors l'interpréteur est commun à tous les threads créés par le programme). Nous en discuterons plus en détail sous peu.
3. modules, modules_by_index, sysdict, builtins et importlib parlent d'eux-mêmes. Tous sont définis comme des instances de PyObject , qui est le type racine de tous les objets de la machine virtuelle Python. Les objets Python seront discutés plus en détail dans les chapitres suivants.
4. Les champs liés au codec * contiennent des informations qui aident au téléchargement des encodages. Ceci est très important pour le décodage d'octets.

 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        

• D'où proviennent les valeurs chargées par l'instruction LOAD_FAST?
• D'où viennent les arguments, qui sont utilisés dans le cadre des instructions?
• Comment les appels de fonction et de méthode imbriqués sont-ils traités?
• Comment la boucle interprète gère-t-elle les exceptions?