Python之code对象与pyc文件（二），,上一节：Python

Python之code对象与pyc文件（二），,上一节：Python

上一节：Python之code对象与pyc文件（一）

创建pyc文件的具体过程

前面我们提到，Python在通过import或from xxx import xxx时会对module进行动态加载，如果没有找到相应的pyc或dll文件，就会在py文件的基础上创建pyc文件，之前说过，pyc文件中保存的是PyCodeObject对象，那么我们就要搞清楚，PyCodeObject是如何写入到pyc文件中的

import.c

static voidwrite_compiled_module(PyCodeObject *co, char *cpathname, time_t mtime){FILE *fp;//排他性打开文件fp = open_exclusive(cpathname);//<1>写入Python的magic numberPyMarshal_WriteLongToFile(pyc_magic, fp, Py_MARSHAL_VERSION);//<2>写入PyCodeObject对象PyMarshal_WriteObjectToFile((PyObject *)co, fp, Py_MARSHAL_VERSION);//<3>写入时间信息PyMarshal_WriteLongToFile((long)mtime, fp, Py_MARSHAL_VERSION);fflush(fp);fclose(fp);}

write_compiled_module中的代码略有缩减，我们只保留最需要关注的部分。可以发现，一个pyc文件中实际上包含了3个部分独立的信息，Python中的magic number、PyCodeObject对象以及创建pyc文件的时间

在<1>处，Python会将pyc_magic这个值写入到文件的开头，pyc_magic是一个整数值，不同版本的Python的都会定义不同的magic number，在Python加载一个pyc文件时，会先检查pyc文件中的pyc_magic与当前Python版本所对应的pyc_magic是否一致，避免了Python2.5加载Python1.5编译出来的pyc文件。之所以要做这个检查，是因为不同版本的Python的字节码指令都可能有做不同的变动，一些旧的指令会被新的指令所代替，甚至还会加入新的指令，这都是导致Python不兼容的问题

在import.c中，可以在源代码的注释里找到Python1.5到Python2.5所有版本的magic number，我们可以看一下Python2.5定义的magic number：

import.c

#define MAGIC (62131 | ((long)‘\r‘<<16) | ((long)‘\n‘<<24))static long pyc_magic = MAGIC;

在pyc中，在<3>处完成了向pyc文件写入时间信息的动作。在pyc文件中包含时间信息可以使Python对比pyc和最新的py文件进行对比，如果发现pyc的生成时间早于py文件的修改时间，则代表py文件被修改过，会重新编译pyc文件

在上面代码的<2>处，Python会调用PyMarshal_WriteObjectToFile方法，将内存中的PyCodeObject对象写入pyc文件中，在write_compiled_module中，向pyc文件写入数据的动作最后会集中到下面所示的几个函数中

现在，我们来看一下PyMarshal_WriteObjectToFile这个方法　

marshal.c　

void PyMarshal_WriteObjectToFile(PyObject *x, FILE *fp, int version){WFILE wf;wf.fp = fp;wf.error = 0;wf.depth = 0;wf.strings = (version > 0) ? PyDict_New() : NULL;wf.version = version;w_object(x, &wf);Py_XDECREF(wf.strings);}

PyMarshal_WriteObjectToFile这个方法中调用w_object这个方法，将对象真正写入到文件中

marshal.c

static void w_object(PyObject *v, WFILE *p){……else if (PyTuple_Check(v)) {……}else if (PyList_Check(v)) {……}else if (PyDict_Check(v)) {……}……else if (PyCode_Check(v)) {PyCodeObject *co = (PyCodeObject *)v;w_byte(TYPE_CODE, p);w_long(co->co_argcount, p);w_long(co->co_nlocals, p);w_long(co->co_stacksize, p);w_long(co->co_flags, p);w_object(co->co_code, p);w_object(co->co_consts, p);w_object(co->co_names, p);w_object(co->co_varnames, p);w_object(co->co_freevars, p);w_object(co->co_cellvars, p);w_object(co->co_filename, p);w_object(co->co_name, p);w_long(co->co_firstlineno, p);w_object(co->co_lnotab, p);}……}

从上面的代码我们可以看到，在w_object中，会遍历PyCodeObject中的各个域，将这些域一次写入。

当w_object面对一个PyListObject对象时，会有什么动作？

marshal.c

else if (PyList_Check(v)) {w_byte(TYPE_LIST, p);n = PyList_GET_SIZE(v);w_long((long)n, p);for (i = 0; i < n; i++) {w_object(PyList_GET_ITEM(v, i), p);}}

如同前面对PyCodeObject一样，w_object还是遍历，将PyListObject对象中的每一个元素一次写入到pyc文件中

我们稍微浏览一遍w_object这个方法，会发现在写入任何一个对象之前，，都会先写入一个TYPE_LIST或者TYPE_CODE这样的类型标识，这些标识对于pyc文件再次加载具有至关重要的作用。如果我们仅仅是将对象中数值和字符串信息写入到pyc文件，如果没有对应的类型信息，我们很难将这些数值或者字符串恢复到以前在内存中所对应的对象。而在Python加载pyc文件时，发现了类型信息，就预示着上一个对象结束，新的对象开始，而且也知道新对象是什么类型的对象。这样，当Python加载pyc文件时，加载器才能知道在什么时候应该进行什么样的加载操作

类型标识在Python中的定义：

marshal.c

#define TYPE_NULL‘0‘#define TYPE_NONE‘N‘#define TYPE_FALSE‘F‘#define TYPE_TRUE‘T‘#define TYPE_STOPITER‘S‘#define TYPE_ELLIPSIS   ‘.‘#define TYPE_INT‘i‘#define TYPE_INT64‘I‘#define TYPE_FLOAT‘f‘#define TYPE_BINARY_FLOAT‘g‘#define TYPE_COMPLEX‘x‘#define TYPE_BINARY_COMPLEX‘y‘#define TYPE_LONG‘l‘#define TYPE_STRING‘s‘#define TYPE_INTERNED‘t‘#define TYPE_STRINGREF‘R‘#define TYPE_TUPLE‘(‘#define TYPE_LIST‘[‘#define TYPE_DICT‘{‘#define TYPE_CODE‘c‘#define TYPE_UNICODE‘u‘#define TYPE_UNKNOWN‘?‘#define TYPE_SET‘<‘#define TYPE_FROZENSET  ‘>‘

Python之code对象与pyc文件（二）