Dentro da máquina virtual Python. Parte 1

Introdução

Python e CPython são usados ​​como sinônimos neste texto, mas qualquer menção a Python significa CPython (a versão python implementada em C). Outras implementações incluem PyPy (python implementado em um subconjunto limitado de Python), Jython (implementação na Java Virtual Machine), etc.

1. Inicialização - esta etapa envolve a configuração das várias estruturas de dados exigidas pelo processo python. Provavelmente isso acontecerá quando o programa for executado no modo não interativo através do shell do intérprete.
2. — , : , , .
3. — .

Este livro usa a versão Python 3.

Vista de 30.000 pés

Este artigo pressupõe que você esteja usando um sistema operacional baseado em Unix; portanto, alguns recursos podem variar no 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. O campo * next é uma referência a outra instância do intérprete, pois vários intérpretes Python podem existir no mesmo processo.
2. O campo * tstate_head indica o encadeamento principal de execução (se o programa é multiencadeado, o interpretador é comum a todos os encadeamentos criados pelo programa). Discutiremos isso em mais detalhes em breve.
3. modules, modules_by_index, sysdict, builtins e importlib falam por si. Todos eles são definidos como instâncias do PyObject , que é o tipo raiz de todos os objetos na máquina virtual Python. Os objetos Python serão discutidos em mais detalhes nos próximos capítulos.
4. Os campos relacionados ao codec * contêm informações que ajudam no download de codificações. Isso é muito 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 onde vieram os valores carregados pela instrução LOAD_FAST?
• De onde vêm os argumentos, que são usados ​​como parte das instruções?
• Como são tratadas as chamadas de função e método aninhadas?
• Como o loop do interpretador lida com exceções?