Python Bytecode究竟在CPython中运行得如何？
我想了解Python如何工作（因为我一直都在使用它！）。 据我的理解，当你运行像python script.py这样的脚本时，脚本被转换为字节码，然后解释器/ VM / CPython--实际上就是一个C程序 - 读取python字节码并相应地执行程序。
这个字节码是如何读入的？ 它与C中如何读取文本文件类似吗？ 我不确定Python代码如何转换为机器代码。 Python解释器（CLI中的python命令）实际上只是一个预编译的C程序，它已经被转换为机器码，然后python字节码文件只能通过该程序？ 换句话说，我的Python程序是否从未真正转换为机器代码？ python解释器已经在机器代码中了，所以我的脚本永远不会是？
是的，你的理解是正确的。 基本上（非常基本上）在CPython解释器中有一个巨大的开关语句，它说“如果当前的操作码是这样，那么做这个和那个”。
http://hg.python.org/cpython/file/3.3/Python/ceval.c#l790
像Pypy这样的其他实现具有JIT编译功能，即它们可以将Python快速转换为机器码。
如果您想查看某些代码的字节码（无论是源代码，活动函数对象还是代码对象等）， dis模块会准确告诉您需要什么。 例如：
>>> dis.dis('i/3')
1 0 LOAD_NAME 0 (i)
3 LOAD_CONST 0 (3)
6 BINARY_TRUE_DIVIDE
7 RETURN_VALUE
dis文档解释每个字节码的含义。 例如， LOAD_NAME ：
将与co_names[namei]关联的值推入堆栈。
为了理解这一点，你必须知道字节码解释器是一个虚拟堆栈机器，以及co_names是什么。 inspect模块文档有一个很好的表格，显示了最重要的内部对象的最重要属性，因此您可以看到co_names是code对象的一个属性，它包含一个局部变量名称的元组。 换句话说， LOAD_NAME 0推压与第0个局部变量相关联的值（和dis有益看起来这个向上并看到第0局部变量被命名为'i' ）。
这足以看出一串字节码是不够的; 解释器还需要代码对象的其他属性，以及某些情况下函数对象的属性（也是本地和全局环境来自的地方）的属性。
inspect模块也有一些工具可以帮助您进一步调查实时代码。
这足以弄清楚很多有趣的东西。 例如，你可能知道Python在编译时计算出函数中的变量是局部变量，闭包变量还是全局变量，这取决于你是否在函数体中的任何地方（以及任何nonlocal或global语句）赋值它。 如果你编写三个不同的函数并比较它们的反汇编（以及相关的其他属性），你可以很容易地弄清楚它必须做什么。
（这里有一点棘手的是理解闭包单元，为了真正解决这个问题，你需要有3个层次的功能，看看中间的一个如何为最内层的单元转发。）
要理解字节码是如何解释的以及堆栈机器如何工作（在CPython中），您需要查看ceval.c源代码。 thy435和eyquem的答案已经涵盖了这一点。
了解如何读取pyc文件只需要更多信息。 Ned Batchelder有一个很棒的（如果稍微过时的）博客文章，称为.pyc文件结构，涵盖了所有棘手和没有很好记录的部分。 （请注意，在3.3中，与导入有关的一些血腥代码已经从C移到Python，这使得它更容易遵循。）但基本上，它只是一些头信息和模块的code对象，由marshal序列化。
要理解源代码如何编译为字节码，这是非常有趣的部分。
CPython编译器的设计解释了一切如何工作。 （Python开发人员指南的其他部分也很有用。）
对于早期的东西 - 标记和解析 - 您可以使用ast模块来跳转到需要做实际编译的时间点。 然后请参阅compile.c了解AST如何变成字节码。
这些宏可能有点难以实现，但是一旦掌握了编译器如何使用堆栈下降到块的想法，以及它如何使用这些compiler_addop和好友在当前级别发出字节码，这一切都是有道理的。
起初让大多数人惊讶的一件事是功能的运作方式。 函数定义的主体被编译成一个代码对象。 然后，函数定义本身被编译成代码（在封闭函数体，模块等内部），该代码在执行时从该代码对象构建函数对象。 （一旦你想到闭包必须如何工作，为什么它会以这种方式工作，闭包的每个实例都是一个具有相同代码对象的独立函数对象。）
现在你已经准备好开始修补CPython来添加你自己的语句了，对吧？ 那么，正如改变CPython的语法所显示的那样，有很多东西可以正确使用（如果你需要创建新的操作码，还有更多的东西）。 您可能会发现学习PyPy和CPython会更容易，并且首先开始对PyPy进行黑客攻击，一旦知道您正在做的事情是明智和可行的，则只会回到CPython。
在阅读了thg4535的答案之后，我相信你会发现ceval.c的下列解释有趣：Hello，ceval.c！
本文是由Yaniv Aknin编写的系列文章的一部分，我是一位粉丝：Python的Innards
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