模块动态加载，import 背后那些事儿

我们知道 import 关键字用于导入模块，例如：

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import demo

此外，import 语句还有其他几种变体，例如：

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import demo as d

from demo import value
from demo import value as v

那么，Python 模块加载的过程是怎样的呢？不同 import 语句都有哪些异同，背后具体执行了什么动作？Python 又是如何找到被导入模块的呢？带着这些问题，我们开始学习 Python 的 模块加载 机制。

字节码

透过字节码，我们可以洞悉 Python 执行语句的全部秘密。因此，我们从研究 import 语句字节码入手，逐步深入研究模块的加载过程。

import

以最基本的 import 语句为例：

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import demo

借助 dis 模块，我们将这个语句反编译，得到以下字节码：

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  1           0 LOAD_CONST               0 (0)
              2 LOAD_CONST               1 (None)
              4 IMPORT_NAME              0 (demo)
              6 STORE_NAME               0 (demo)
              8 LOAD_CONST               1 (None)
             10 RETURN_VALUE

我们重点关注前 4 条字节码，看它们在 Python 虚拟机中是如何执行的：

前 2 条字节码执行完毕后，0 以及 None 这两个常量被加载到栈中；
顾名思义，IMPORT_NAME 指令负责加载模块，模块名由操作数指定，其他参数从栈上取；模块加载完毕后，模块对象便保存在栈顶；
最后，STORE_NAME 指令从栈顶取出模块对象并保存到局部名字空间中；

至此，Python 模块动态加载的秘密已经浮出水面了。在字节码层面，IMPORT_NAME 负责加载模块， 模块名 由操作数指定，其他参数来源于 运行栈 。虽然 IMPORT_NAME 指令还没来得及研究，成就感也是满满的呢！

import as

开始研究 IMPORT_NAME 指令实现细节前，一鼓作气将其他几种 import 语句变体拿下。先研究 impot as 语句：

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import demo as d

同样用 dis 对语句进行反编译，我们得到以下字节码：

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  1           0 LOAD_CONST               0 (0)
              2 LOAD_CONST               1 (None)
              4 IMPORT_NAME              0 (demo)
              6 STORE_NAME               1 (d)
              8 LOAD_CONST               1 (None)
             10 RETURN_VALUE

这段字节码跟前一段几乎一模一样，区别只是 STORE_NAME 指令，它用换个名字来保存被加载模块：

因此，这个 import 语句变体其实等价于：

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import demo
d = demo
del demo

from import

现在再接再厉，拿下 from import 语句：

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from demo import value

同样用 dis 对语句进行反编译，我们得到以下字节码：

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  1           0 LOAD_CONST               0 (0)
              2 LOAD_CONST               1 (('value',))
              4 IMPORT_NAME              0 (demo)
              6 IMPORT_FROM              1 (value)
              8 STORE_NAME               1 (value)
             10 POP_TOP
             12 LOAD_CONST               2 (None)
             14 RETURN_VALUE

我们看到一个新面孔 —— IMPORT_FROM 指令。那么这个指令具体是什么作用呢？上述字节码你看懂了吗？Python 模块动态加载机制 又是如何运作的呢？点击“阅读原文”，获取更多详情！

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