python运行过程解析（python程序运行过程）

使用python一段时间，如果问下面这些问题你能明确回答吗?

如果有疑问，那就跟随笔者，通过实验来搞明白这些。

*在开始前，先明确两个概念：包、模块：

模块，等同于一个.py文件（不包括扩展名）。

包，是一个目录，此目录中的.py文件是相互关联，一般此目录中常会有__init__.py和__main__.py文件。

*本环境使用的python版本为3.6.5，运行代码都是在D:\workpython\zaglib目录下

*运行环境为启动当前venv下虚拟环境

一、python程序如何运行

上图是python程序的运行流程：

源代码.py被编译成字节码（内存中PyCodeObject），然后由PVM虚拟机运行；

生成的字节码，会被保存到当前目录下的__pycache__中，命名为*.pyc（需要满足条件）；

下次再执行时，会检查当前源文件与对应pyc文件时间，如果源文件被修改过，则重新生成pyc，否则直接加载字节码运行。

"""run1.py、run2.py、package1/__main__.py三个文件都是此代码"""
import sys

print(__file__)     #当前文件名
print(__name__)  #当前命名空间引用名

 #sys.path为搜索模块的路径列表
paths=sorted(sys.path)  
for p in paths:
    print(p)

"""import_run1.py"""
import run1
print(__name__)

运行python run1.py，当面目录下没有生成__pycache__目录。

运行python import_run1.py 当面目录下生成__pycache__目录，其中生成文件run1.cpython-36.pyc（36表示python为3.6版本），此即为保存的字节码文件。

import_run1.py中只有一行代码： import run1。这就是要满足的条件，run1被import，run1.py被当做公共模块，才保存其字节码文件。

二、python -m的作用

run1.py、run2.py、package1/__main__.py三个文件代码相同（参考上文）

"""run3.py"""
import sys

print(__file__)
print(__name__)

if __name__=="__main__":
    paths=sorted(sys.path)
    for p in paths:
        print(p)

"""__init__.py"""
print(__file__)
print(__name__)

a、python -m 模块名

是在python模块搜索路径（sys.path）中查找指定模块，并作为脚本程序执行。代码执行的作用域名字__name__为__main__。

实验：在zaglib/下，运行run1.py

输出第一行：D:\workpython\zaglib\run1.py 为print(__file__)的输出（绝对路径）

第二行为：__main__ 为print(__name__)输出

sys.path搜索路径第一行为空行，即为当前路径。

运行结果第一行：run1.py，为print(__file__)的输出（相对路径）

第二行为：__main__ 为print(__name__)输出

结论：运行当前位置下py文件，有无-m，效果基本一致。

实验：在zaglib/下，运行zaglib/venv/run2.py

输出第一行：D:\workpython\zaglib\venv\run2.py 为print(__file__)的输出（绝对路径）

第二行为：__main__ 为print(__name__)输出，使用-m时，能成功找到并运行。

结论：运行在其他位置的模块，-m可以在sys.path中搜索。如果没有-m，则不会查找。

b、python -m 包名

会运行 包名.__main__.py。

输出第一行：D:\workpython\zaglib\package1\__init__.py 为print(__file__)的输出（绝对路径）；

第二行为：package1 为__init__.py中print(__name__)输出；

输出第三行：D:\workpython\zaglib\package1\__main__.py 为print(__file__)的输出（绝对路径）；

第四行为：__main__ 为__main__.py中print(__name__)输出；

从输出看出，python -m package1，先运行了package1/__init__.py，再运行了__main__.py；

而__init__.py中__name__则对应包名package1，__main__.py 的命名空间称为__main__。

结论：除非程序在当前位置运行，否则一律加 -m。-m 会搜索sys.path路径，查找模块。

三、import的背后

"""callpackage.py"""
import package1.run3  as r3

print(__name__)
r3.show_msg()

"""__init__.py"""
print(__file__)
print(__name__)

"""run3.py"""
import sys

print(__file__)
print(__name__)

paths=sorted(sys.path)
for p in paths:
    print(p)

def show_msg():
    print("show_msg")

import package1.run3 内部运行了package1中的__init__.py种的程序，然后运行了run3.py中的程序；

而__name__，为包名.模块名。

import语句，会顺序级联方式运行引用包的__.init__.py及其后模块。__name__是一种模块引用的命名方式。

本文设计的概念很琐碎，只有把代码实际运行过，才能真正搞清楚python中隐藏的这些知识点。如果想自己制作一个pip安装的包，这些概念是基础。