python语言实现

Posted 2020-09-17

　　最近看了看陈儒的《Python源码剖析》，写的很好，这里简单记录下python语言实现的几个点。

1、python对象实现原理

　　首先说下python中的对象的实现，python中基本所有东西都是对象，而这个对象都是基于PyObject。

[object.h]  
typedef struct _object {  
    int ob_refcnt;//引用计数  
    struct _typeobject *ob_type;  
} PyObject;  

　　可以看到，这个数据结构十分简单，一个引用计数一个类型指针。

　　这个引用计数也就是垃圾回收机制的基础，和c++中的智能指针（shared_ptr）一样（智能指针也有4种！！），引用数为0就从堆上删除。

　　而对象的类型都是由这个ob_type来决定的。

　　例如创建一个PyIntObject，python内部会用一个PyObject*保存维护这个变量，使用时会去ob_type中找指定函数。例如：

long PyObject_Hash(PyObject *v)
{
      PyTypeObject *tp = v->ob_type;
      if (tp->tp_hash != NULL)
             return (*tp->tp_hash)(v);
      ······     
}   

　　类型的关键信息都保存在ob_type中。

2、PyDirtObject

　　dirt是python中亮相率极高的一个类型，python会为每个类的实例维护一个dict来保存成员变量。

　　dict和c++中的map，set都是关联容器，不过他们的底层实现不同，c++使用了优化的红黑树，而python则使用了散列表，查找复杂度由O（logN）降到O（1）（最优），但似乎需要的空间更大了，我们知道java中Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。python的还没查到—_—！

3、虚拟机

　　python的虚拟机和java，c#的原理相同，那么这个所谓的虚拟机如何解释呢？下面是java虚拟机的解释

虚拟机是一种抽象化的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。

　　python前端生成的字节码（PyCodeObject）会交给虚拟机来运行，虚拟机上运行的也是一个对象——PyFrameObject，他就是运行时环境，包括一些namespace.