1.5 Python程序執(zhí)行原理

我們都知道，使用 C/C++之類的編譯性語言編寫的程序，是需要從源文件轉(zhuǎn)換成計算機使用的機器語言，經(jīng)過鏈接器鏈接之后形成了二進制可執(zhí)行文件。運行該程序的時候，就可以把二進制程序從硬盤載入到內(nèi)存中并運行。

但是對于Python而言，Python源碼不需要編譯成二進制代碼，它可以直接從源代碼運行程序。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（PVM）中進行執(zhí)行。接下來，通過一張圖來描述Python程序的執(zhí)行過程，如圖1-39所示。

在圖1-39中，當我們運行Python程序的時候，Python解釋器會執(zhí)行兩個步驟。

圖1-39 Python程序執(zhí)行原理

（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，它不是二進制的機器碼，需要進一步編譯才能被機器執(zhí)行，這也是Python代碼無法運行的像C/C++一樣快的原因。如果Python進程在機器上擁有寫入權(quán)限，那么它將把程序的字節(jié)碼保存為一個以.pyc為擴展名的文件，如果Python無法在機器上寫入字節(jié)碼，那么字節(jié)碼將會在內(nèi)存中生成并在程序結(jié)束時自動丟棄。在構(gòu)建程序的時候最好給Python賦上在計算機上寫的權(quán)限，這樣只要源代碼沒有改變，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（PVM）中進行執(zhí)行。PVM是Python Virtual Machine的簡稱，它是Python的運行引擎，是Python系統(tǒng)的一部分，它是迭代運行字節(jié)碼指令的一個大循環(huán)，一個接一個地完成操作。