Python中的源代码反编译成字节码及其解析
前言
我之前的一篇博文Python程序的执行过程（解释型语言和编译型语言）给大家提及了Python中的pyc文件的诞生和它的作用，其实是为了提升Python解释器的效率，将py文件编译成了字节码，并保存到了pyc文件中。其中Python实际上是将源代码编译为虚拟机的一组指令（字节码，也叫pycodeobject），Python解释器就是该虚拟机的实现。
Python虚拟机
Cpython使用基于堆栈的虚拟机，也就是说，它完全围绕堆栈数据结构(你可以将项目“推”到结构的“顶部”，或者将项目“弹出”到“顶部”)去运行。
CPython使用三种类型的栈
① 调用堆栈。这是运行中的Python程序的主要结构。对于每个当前活动的函数调用，它都有一个项目 – “帧(Frame)”，堆栈的底部是程序的入口点。每次函数调用都会将新的帧推到调用堆栈上，每次函数调用返回时，它的帧（可以理解为用于传输数据的结构）都会弹出。
② 在每一帧中，都有一个评估堆栈(也称为数据堆栈)。这个堆栈是执行 Python 函数的地方，执行Python代码主要包括将数据推到这个堆栈上，操纵它们，然后将它们弹出。
③ 同样在每一帧中，都有一个块堆栈。Python使用它来跟踪某些类型的控制结构：循环、try /except块，以及 with 块都会导致条目被推送到块堆栈上，每当退出这些结构之一时，块堆栈就会弹出。这有助于Python知道在任何给定时刻哪些块是活动的，例如，continue或break语句可以影响正确的块。
大多数 Python 字节码指令操作的是当前调用栈帧的计算栈，虽然，还有一些指令可以做其它的事情（比如跳转到指定指令，或者操作块栈）。
为了更好的理解，假设我们有一些调用函数的代码，比如下面这个：
my_func(my_var, 6)
上述Python代码在执行时，Python解释器会将其转换为一系列的字节码指令：
- 一个
LOAD_NAME指令，用于查找函数对象my_func，并将其推送到计算栈的顶部； - 另一个
LOAD_NAME指令去查找变量my_var，并将其推送到计算栈的顶部； - 一个
LOAD_CONST指令将一个整数6推送到计算栈的顶部； - 一个
CALL_FUNCTION指令。
CALL_FUNCTION 指令有1个参数，它表示 Python 需要在堆栈顶部弹出1个位置参数；然后函数将在它上面进行调用，并且它也同时被弹出（关键字参数的函数，使用指令 CALL_FUNCTION_KW 类似的操作，并配合使用第三条指令 CALL_FUNCTION_EX ，它适用于函数调用涉及到参数使用 * 或 ** 操作符的情况）
一旦 Python 具备了这些，它将在调用堆栈上分配一个新的帧，填充到函数调用的本地变量，然后运行该帧内的 my_func 的字节码。一旦运行完成，帧将从调用堆栈中弹出，在原始帧中，my_func 的返回值将被推入到计算栈的顶部。
我们知道了这个，也知道字节码文件了，但是如何去使用字节码呢？
不知道也没关系，接下来的时间我们所有的话题都将围绕字节码，在python有一个模块可以通过反编译Python代码来生成字节码，这个模块就是今天要说的 dis 模块。
使用 dis 模块反汇编Python源代码
上图中，通过 dis 模块我们可以很快将 hello() 函数中的Python源代码反汇编成字节码：
1、LOAD_GLOBAL 0：告诉 Python 通过 co_names （它是 print 函数）的索引 0 上的名字去查找它指向的全局对象，然后将它推入到计算栈；
2、LOAD_CONST 1：带入 co_consts 在索引 1 上的字面值，并将它推入（索引 0 上的字面值是 None，它表示在 co_consts 中，因为 Python 函数调用有一个隐式的返回值 None，如果函数没有显式的返回表达式，就返回这个隐式的值 ）；
3、CALL_FUNCTION 1：告诉 Python 去调用一个函数；它需要从栈中弹出一个位置参数，然后，新的栈顶将被函数调用。
代码对象在函数中可以以属性 __code__ 来访问，并且携带了一些重要的属性：
- co_consts 是存在于函数体内的任意实数的元组；
- co_varnames 是函数体内使用的包含任意本地变量名字的元组；
- co_names 是在函数体内引用的任意非本地名字的元组；
- co_code 表示函数的字节码指令序列。
许多字节码指令，尤其是那些推入到栈中的加载值，或者在变量和属性中的存储值，都是以在这些元组中的索引作为它们参数。
其中 co_code 的字节码指令序列我们可以打印出来：
对照dis输出的字节码指令， 以[116，0]序列为例。116表示在Python字节码定义中的索引，在python代码中，可以通过 dis.opname[116] 查看，即为 LOAD_GLOBAL 。而后的1个字节表示指令的参数。而使用 dis 输出的字节码指令中，第二列的字节码索引则是指当前指令在 co_code 序列中所在的位置。
再来一个反汇编Python代码的案例
以第一条指令为例：
- 第一列的数字
2表示对应python源代码的行号； - 第二列的数字是字节码的索引（该指令在
co_code中的索引），字节码指令LOAD_CONST在0位置，即co_code列表中的第一个元素； - 第三列是指令本身对应的人类可读的名字（而非字节码，我们上面打印出来的
co_code是bytes类型）； - 第四列表示执行指令需要的参数在
co_varnames和co_consts元组中的索引； - 第五列则是实际计算传入的参数；
另外，其中的 >> 表示跳转的目标， 第6行的 16 表明了跳转到索引为 16 的指令，这个指令由 POP_JUMP_IF_FALSE 触发（这行指令后面的 16 即表示跳转到字节码指令索引为 16 的指令去执行）。
Python代码在编译过程中会生成 CodeObject ，CodeObject 是在虚拟机中的抽象表示， 在Python 的 C源码中表示为 PyCodeObject ，而生成的 .pyc 文件则是字节码在磁盘中的存储的文件。
当然对于简单的代码我们可以通过命令行的形式完成 .py 文件中代码的反汇编：
参考文献
https://www.jb51.net/article/86611.htm
https://www.jb51.net/article/161518.htm