Python源码解读之零 Python源码整体架构

今天打算开一个新的系列，本系列将和大家一起对Python的源码进行分析，有参考陈儒的《Python 源码剖析》(强烈推荐这本书),做到知其然知其所以然。

总体架构

首先我们先从总体结构看一下Python源码的整体架构：

大致分为三个模块

• 代码文件 File Groups - python所提供的的大量的模块、库、以及用户自定义的模块。用户还可以通过自定义模块来扩展python系统。
• 解释器 Python Core- 又称Python虚拟机，对代码分析理解，翻译成字节流，并运行这些字节代码。
  • Scanner 负责词法分析的工作，将代码一行一行切分为 token
  • Parser 则负责语法分析，将 Token 组织为抽象语法树
  • Compiler 则将语法树转化为指令集合的字节码流，最后由 Code Evaluator 来执行这些字节码。
• 运行环境 Runtime Env - 包括运行时的对象、基础类型结构、内存分配器和实时的运行状态信息。
  • Object 和 Type Structure 分别是程序在运行过程中生成的对象和Python中的自带内建对象，如int、List、dict等。
  • Memory Allocator 则负责申请创建对象需要的内存，本质就是封装了 C 语言里面的 malloc() 函数。
  • Current State 负责维护运行时的各类状态信息，以便在程序执行过程中如果发生状态变化（正常态和异常态）时，仍然能正常运行。

然后可以看一下Python源码的目录结构：

这里有几个目录值得关注一下：

Include：包含了 Python 提供的所有头文件，如果用户需要自己用 C 或 C++来编写自定义模块扩展 Python，那么就需要用到这里提供的头文件。

Lib：包含了 Python 自带的所有标准库，且都是用 Python 语言编写的。

Modules：包含了所有用 C 语言编写的模块，比如 math、hashlib 等。它们都是那些对速度要求非常严格的模块。而相比而言，Lib 目录下则是存放一些对速度 没有太严格要求的模块，比如 os。

Parser：包含了 Python 解释器中的 Scanner 和 Parser 部分，即对 Python 源代码进行词法分析和语法分析的部分。除此以外，此目录还包含了一些有用的工 具，这些工具能够根据 Python 语言的语法自动生成 Python 语言的词法和语法分析器，与 YACC 非常类似。

Objects：包含了所有 Python 的内建对象，包括整数、list、dict 等。同时，该目录还包括了 Python 在运行时需要的所有的内部使用对象的实现。

Python：包含了 Python 解释器中的 Compiler 和执行引擎部分，是 Python 运行的核心所在。

PCbuild：包含了 Visual Studio 2003 的工程文件，研究 Python 源代码就从这里开始。

Programs：包含了 Python 二进制可执行文件的源码。