CPython 是如何实现的？

Question

所以我最近看到了对 Python 的解释器和编译器（特别是 CPython）的解释。

如有错误请指正。我只是想确定我理解这些具体概念。

所以 CPython 既被编译（到字节码）又被解释（在 PVM 中）？ PVM 究竟做了什么？它是否逐行读取字节码，并将每一个字节码翻译成可以在特定计算机上执行的二进制指令？这是否意味着基于 Intel 处理器的计算机需要与基于 AMD 的计算机不同的 PVM？

Answer 1

是的，CPython被编译为字节码，然后由虚拟机执行。
虚拟机执行指令one-by-one。它是用 C 编写的（但你可以用另一种语言编写）并且看起来像一个巨大的 if/else 语句，如“如果当前指令是这样，则执行此操作；如果指令是此，则执行其他操作”，等等在。指令没有被翻译成二进制——这就是为什么它被称为 解释器 的原因。
1. 您可以在此处找到说明列表：https://docs.python.org/3.10/library/dis.html#python-bytecode-instructions
2. VM 的实现可在此处获得：https://github.com/python/cpython/blob/f71a69aa9209cf67cc1060051b147d6afa379bba/Python/ceval.c#L1718

字节码没有“行”的概念：它只是一个字节流。解释器可以一次读取一个字节并使用另一个 if/else 语句来决定它正在查看的指令。例如：

curr_byte = read_byte()
if curr_byte == 0x00:
   # Parse instruction with no arguments
   curr_instruction = DO_THING_A;
   args = NULL;
elif curr_byte == 0x01:
   another_byte = read_byte()
   if another_byte == 0x00:
      # Parse a two-byte instruction
      curr_instruction = DO_THING_B;
      args = NULL;
   else:
      # Parse a one-byte instruction
      # with one argument
      curr_instruction = DO_THING_C;
      args = another_byte >> 1; # or whatever
elif curr_byte == ...:
   ... # go on and on and on

字节码的全部意义在于它可以在几乎任何硬件上由另一个程序（解释器或虚拟机）执行。例如，为了在新硬件上获得 CPython 运行，您需要一个适用于该硬件的 C 工具链（编译器、链接器、汇编器等）和一堆 Python 可以调用来做 low-level 事情（分配内存、输出文本、进行网络连接等）。一旦你有了它，就可以编写可以执行字节码的 C 代码 - 就是这样。

CPython 是如何实现的？

How is CPython implemented?

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cpython