Python先把代码（.py文件）编译成字节码，交给字节码虚拟机，然后虚拟机一条一条执行字节码指令，从而完成程序的执行。
2.字节码字节码在Python虚拟机程序里对应的是PyCodeObject对象。
.pyc文件是字节码在磁盘上的表现形式。
PyCodeObject对象的创建时机是模块加载的时候，即import。
Python test.py会对test.py进行编译成字节码并解释执行，但是不会生成test.pyc。
如果test.py加载了其他模块，如import util，Python会对util.py进行编译成字节码，生成util.pyc，然后对字节码解释执行。
如果想生成test.pyc，我们可以使用Python内置模块py_compile来编译。
加载模块时，如果同时存在.py和.pyc，Python会尝试使用.pyc，如果.pyc的编译时间早于.py的修改时间，则重新编译.py并更新.pyc。
Python代码的编译结果就是PyCodeObject对象。
typedef struct {
PyObject_HEAD
int co_argcount;
int co_nlocals;
int co_stacksize;
int co_flags;
PyObject *co_code;
PyObject *co_consts;
PyObject *co_names;
PyObject *co_varnames;
PyObject *co_freevars;
PyObject *co_cellvars;
PyObject *co_filename;
PyObject *co_name;
int co_firstlineno;
PyObject *co_lnotab;
void *co_zombieframe;
} PyCodeObject;
5.pyc文件格式
加载模块时，模块对应的PyCodeObject对象被写入.pyc文件，格式如下：
6.分析字节码6.1 解析PyCodeObject
Python提供了内置函数compile可以编译Python代码和查看PyCodeObject对象，如下：
Python代码[test.py]
s = ”hello”
def func():
print s
func()
在Python交互式shell里编译代码得到PyCodeObject对象：
dir(co)已经列出co的各个域，想查看某个域直接在终端输出即可：
test.py的PyCodeObject
co.co_argcount 0
co.co_nlocals 0
co.co_names(‘s’, ’func’)
co.co_varnames (‘s’, ’func’)
co.co_consts (‘hello’, , None)
co.co_code ’dx00x00Zx00x00dx01x00x84x00x00Zx01x00ex01x00x83x00x00x01dx02x00S’
Python解释器会为函数也生成的字节码PyCodeObject对象，见上面的co_consts1
func的PyCodeObject
func.co_argcount 0 func.co_nlocals 0 func.co_names (‘s’,) func.co_varnames () func.co_consts (None,) func.co_code‘tx00x00GHdx00x00S’
co_code是指令序列，是一串二进制流，它的格式和解析方法见6.2。
6.2 解析指令序列
指令序列co_code的格式
Python内置的dis模块可以解析co_code，如下图：
test.py的指令序列
func函数的指令序列
第一列表示以下几个指令在py文件中的行号;
第二列是该指令在指令序列co_code里的偏移量;
第三列是指令opcode的名称，分为有操作数和无操作数两种，opcode在指令序列中是一个字节的整数;
第四列是操作数oparg，在指令序列中占两个字节，基本都是co_consts或者co_names的下标;
第五列带括号的是操作数说明。
Python虚拟机的原理就是模拟可执行程序再X86机器上的运行，X86的运行时栈帧如下图：
假如test.py用C语言来实现，会是下面这个样子：
const char *s = “hello”;
void func() {
printf(“%sn”, s);
}
int main() {
func();
return 0;
}
Python虚拟机的原理就是模拟上述行为。当发生函数调用时，创建新的栈帧，对应Python的实现就是PyframeObject对象。
7.1 PyframeObject
typedef struct _frame {
PyObject_VAR_HEAD
struct _frame *f_back;
PyCodeObject *f_code;
PyObject *f_builtins;
PyObject *f_globals;
PyObject *f_locals;
PyObject **f_valuestack;
PyObject **f_stacktop;
…….
}
那么对应Python的运行时栈就是这样子：
7.2 执行指令
执行test.py的字节码时，会先创建一个栈帧，以下用f表示当前栈帧，执行过程注释如下：
test.py的符号名集合和常量集合
co.co_names (‘s’, ’func’)
co.co_consts (‘hello’, , None)
test.py的指令序列
上面的CALL_FUNCTION指令执行时，会创建新的栈帧，并执行func的字节码指令，以下用f表示当前栈帧，func的字节码执行过程如下：
func函数的符号名集合和常量集合
func.co_names(‘s’,) func.co_consts (None,)
func函数的指令序列
7.3 查看栈帧
如果你想查看当前栈帧，Python提供了sys._getframe()方法可以获取当前栈帧，你只需要在代码里加入代码如下：
def func():
import sys
frame = sys._getframe()
print frame.f_locals
print frame.f_globals
print frame.f_back.f_locals
#你可以打印frame的各个域
print s
文章源自：http://tech.uc.cn/?p=1932
