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Python学习之pyc文件与code对象
本文和大家分享的主要是python中的pyc文件与code对象相关内容，一起来看看吧，希望对大家学习python有所帮助。
python对源程序编译结果是生成一个 .pyc 文件. python对 .py 文件的编译结果是字节码, 为了能复用而不需要重新编译才有了写成 .pyc 文件. 对于解释器来说 PyCodeObject 对象才是真正编译结果, pyc文件只是这个对象在硬盘上的表现形式.
PyCodeObject
[code.h]typedef struct {
PyObject_HEAD
int co_argcount; /* #arguments, except *args */
int co_kwonlyargcount; /* #keyword only arguments */
int co_nlocals; /* #local variables */
int co_stacksize; /* #entries needed for evaluation stack */
int co_flags; /* CO_..., see below */
int co_firstlineno; /* first source line number */
PyObject *co_code; /* instruction opcodes */
PyObject *co_consts; /* list (constants used) */
PyObject *co_names; /* list of strings (names used) */
PyObject *co_varnames; /* tuple of strings (local variable names) */
PyObject *co_freevars; /* tuple of strings (free variable names) */
PyObject *co_cellvars; /* tuple of strings (cell variable names) */
void *co_extra;
} PyCodeObject;
编译器在对源代码进行编译的时候, 每一个 Code Block 会创建一个 PyCodeObject 对象与这个代码段相对应. 代码段的范围可大可小. 可以是整个py文件, 可以是class, 可以是函数.
访问PyCodeObject对象
在python中, 有与c一级的对PyCodeObject简单包装, code对象, 可以访问到PyCodeObject的各个域.
>>> source = open(’db.py’).read()>>> co = compile(source, ’db.py’, ’exec’)>>> type(co)
<class ’code’>>>> co.co_names
(’pymysql’, ’config’, ’threading’, ’RLock’, ’Lock’, ’create_table_template’, ’ob
ject’, ’Model’, ’str’, ’m’)
写入文件 PyMarshal_WriteObjectToFile
向pyc文件写入数据主要是这几个, 有删减:
[marshal.c]
typedef struct {
FILE *fp;
int depth;
PyObject *str;
char *ptr;
char *end;
char *buf;
_Py_hashtable_t *hashtable;
int version;
} WFILE;
#define w_byte(c, p) do {
if ((p)->ptr != (p)->end || w_reserve((p), 1))
*(p)->ptr++ = (c);
} while(0)
static void w_flush(WFILE *p)
{
assert(p->fp != NULL);
fwrite(p->buf, 1, p->ptr - p->buf, p->fp);
p->ptr = p->buf;
}
这是文件写入定义的基本结构, fp指向最后要写入的文件, w_byte(c, p) 则是一个简单的封装, 以字节为单位的复制到p->ptr先行区中. w_flush(WFILE *p) 则是将缓冲区 p->buf 写到文件中.p->ptr也就是准备写到文件中的增量部分.
static void w_long(long x, WFILE *p)
{
w_byte((char)( x & 0xff), p);
w_byte((char)((x>> 8) & 0xff), p);
w_byte((char)((x>>16) & 0xff), p);
w_byte((char)((x>>24) & 0xff), p);
}
static void w_string(const char *s, Py_ssize_t n, WFILE *p)
{
Py_ssize_t m;
if (!n || p->ptr == NULL)
return;
m = p->end - p->ptr;
if (p->fp != NULL) {
if (n <= m) {
memcpy(p->ptr, s, n);
p->ptr += n;
}
else {
w_flush(p);
fwrite(s, 1, n, p->fp);
}
}
else {
if (n <= m || w_reserve(p, n - m)) {
memcpy(p->ptr, s, n);
p->ptr += n;
}
}
}
如在调用 PyMarshal_WriteLongToFile 时, 会调用 w_long , 数据将会一个字节字节的写入到文件中. 而调用PyMarshal_WriteObjectToFile 也会调用 w_object , 这个函数比较长,就不列出来了.
为了区分写入的类型, 在写入文件前会做一个动作,就是先将待写入的对象类型写进去:
[marshal.c]
#define TYPE_NULL ’0’
#define TYPE_NONE ’N’
#define TYPE_FALSE ’F’
#define TYPE_TRUE ’T’
#define TYPE_STOPITER ’S’
#define W_TYPE(t, p) do {
w_byte((t) | flag, (p));
} while(0)
这个对象类型的标识对读取pyc文件至关重要, 因为对象写入pyc文件后, 所有数据都变成字节流, 类型信息丢失. 有了这个标识, 当读取这样的标识时, 则预示着上一个对象结束, 新的对象开始, 也能知道新对象是什么类型的.
内部也有机制处理共享对象, 减少字节码中冗余信息. 共享类型的属于 TYPE_INTERNED .
加载pyc文件 PyMarshal_ReadObjectFromFile
看一下加载pyc文件的过程, 让pyc文件理解更加深刻:
PyObject * PyMarshal_ReadObjectFromFile(FILE *fp)
{
RFILE rf;
PyObject *result;
rf.fp = fp;
rf.readable = NULL;
rf.current_filename = NULL;
rf.depth = 0;
rf.ptr = rf.end = NULL;
rf.buf = NULL;
rf.refs = PyList_New(0);
if (rf.refs == NULL)
return NULL;
result = r_object(&rf);
Py_DECREF(rf.refs);
if (rf.buf != NULL)
PyMem_FREE(rf.buf);
return result;
}
从 r_object 开始就开始从pyc文件中读入数据, 并创建PyCodeObject对象, 这个 r_object 是对 w_object 的逆运算. 当读到 TYPE_INTERNED 后, 会将其后面的字符串读入, 将这个字符串进行intern操作.
来源：栖迟於一丘
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