python虛擬機解釋器

我閑來翻了翻幾年前就買的一本python的書，O'REILLY的【python學習手冊】，中譯版，很厚。

可惜，我看得非常少，這也是為什么我在簡歷上關于python頂天也就寫個熟悉，就這都擔心找虐。雖說java的學習價值更大，但是學了平時用不上，忘得快。再加上做題的時候，感覺還是用python來得更得心應手些(廢話，別的你也不熟啊)，于是我決定把書看完，記錄出以前不知道的，或者忽視掉的知識細節。

什么是python解釋器

1. 解釋性語言和編譯性語言

說到解釋器，大家之前多少都聽過解釋性語言和編譯性語言。首先，不管是這二位其中的誰，源代碼對于計算機來說，都是讀不懂的，計算機只認識二進制指令。所以，想讓程序被執行，那么自然要先把源代碼轉化為二進制指令，也就是機器碼。

那么，在什么時候進行轉換呢？

有的語言要求必須提前把代碼一次性轉換完畢，這種就是編譯型語言，用的轉換工具就叫編譯器，比如C語言、C++。有的語言則可以一邊執行一邊轉化，用到哪里了就轉哪里，這種就是解釋性語言，用的轉化工具叫解釋器，比如python、javascript。

java比較特殊，既有編譯又有解釋。但是編譯并沒有直接編譯成機器碼，而是編譯成字節碼，然后再拿到虛擬機中執行。這種設計初衷是在跨平臺的同時兼顧執行效率，這里就不展開了。

ok，上面就是鋪墊了。

2. python解釋器

python解釋器是一種讓其他程序運行起來的程序，編寫的python代碼必須在解釋器中運行，這東東已經在我們安裝python的時候都裝上了。
所以，現在我print(hello world)，就可以運行了，控制臺可以看到文本的輸出。

3. python程序運行過程

上面的一行代碼雖然簡單，但是python運行它還是經過了兩步操作：

將源代碼編譯成為“字節碼”轉發“字節碼”到“虛擬機”

字節碼編譯

可以理解為翻譯，把print(hello world)翻譯成字節碼，字節碼會保存在后綴名是.pyc的文件里，這文件其實就是編譯后的.py源代碼。

這些字節碼相較于源代碼，運行起來速度要快得多。為什么？

因為在下一次運行程序時，如果在上次保存了字節碼之后沒有修改過源代碼了，Python就會加載.pyc文件并且跳過編譯這個步驟。

當必須要重新編譯時，python會自動檢查源文件和字節碼文件的時間戳，如果你又保存了源代碼，下次程序運行時，字節碼將自動重新創建。

python虛擬機

Python Virtual Machine，簡寫為PVM，當有字節碼文件之后，就會被發送到PVM里來執行。

這里注意，PVM并不是指的一個獨立的程序，是不需要安裝的。可以把PVM理解為Python的運行引擎，是一個迭代運行字節碼指令的大循環，一個個的完成操作，直到結束。
從技術角度看，PVM才是“解釋器”的最后一步。

關于python的性能

大家都知道，python的缺點是運行慢。但其實這里的慢也只是相對而言，跟C和C++這類編譯性語言相比，確實執行速度還不夠快。

為什么？

上述也提到了python會把源代碼轉成字節碼，然后再將字節碼解釋出來。但是為了更好的跨平臺性，這里的字節碼是一種跟平臺無關的格式，所以并不是底層的二進制代碼。到目前為止，只要不是對運行速度有嚴苛要求的領域，比如數值計算或動畫這種，經常需要核心處理單元至少以C語言的速度執行，絕大多數的應用，python還是可以勝任的。

相比于缺點，python帶來開發效率的提升，相信也是很多人喜愛的的重要因素。