0.1　Python總體架構

Python的整體架構主要分為3個部分，如圖0-1所示。

圖0-1　Python總體架構

圖0-1的左邊是Python提供的大量模塊、庫以及用戶自定義的模塊。比如在執行import os時，這個os就是Python內置的模塊。當然，用戶還可以通過定義模塊來擴展Python系統。

圖0-1的右邊是Python的運行時環境，包括對象/類型系統（Object/Type Structures）、內存分配器（Memory Allocator）和運行時狀態信息（Current State of Python）。運行時狀態維護了解釋器在執行字節碼時不同狀態（比如，正常狀態和異常狀態）之間切換的動作，我們可以將它視為一個巨大而復雜的有窮狀態機。內存分配器則全權負責Python中創建對象、內存的申請工作。實際上，它就是Python運行時與C中malloc的一層接口。而對象/類型系統則包含Python中存在的各種內置對象，比如整數、list和dict，以及各種用戶自定義的類型和對象。

圖0-1的中間部分是Python的核心——解釋器（Interpreter），或者稱為虛擬機。在解釋器中，箭頭的方向指示了Python運行過程中的數據流方向。其中，Scanner對應詞法分析——將文件輸入的Python源碼或從命令行輸入的Python源碼切分為一個個token；Parser對應語法分析——在Scanner的分析結果上進行語法分析，建立抽象語法樹（AST）；Compiler根據建立的AST生成指令集合——Python字節碼（Bytecode），就像Java編譯器和C#編譯器所做的那樣；Code Evaluator執行這些字節碼，因此又被稱為虛擬機。

圖0-1中，解釋器與右邊的對象/類型系統、內存分配器之間的箭頭表示使用關系；而與運行時狀態之間的箭頭表示修改關系，即Python在執行的過程中會不斷地修改當前解釋器所處的狀態，在不同的狀態之間切換。