from ... import ... 执行机制

看到网上有人问了一个问题:

在同一个目录下,有两个 Python 文件

[A.py]

from B import D

class C:pass

[B.py]

from A import C

class D:pass

当在 shell 中执行A.py

$ python A.py

Traceback (most recent call last):

File “A.py”, line 1, in

from B import D

File “/Desktop/B.py”, line 1, in

from A import C

File “/Desktop/A.py”, line 1, in

from B import D

ImportError: cannot import name D

那么,Python 的执行细节是怎样的呢?

首先,要了解一下 Python 执行from B import D这条语句的机制:

– 在sys.modules字典中查找键B,例如:os

>>> sys.modules[‘os’]

– 如果有B这个键,获取对应的值,也就是modules对象,从模块B__dict__列表中查找获取名称为D的对象,如果不存在,抛出异常。__dict__列表可以通过dir()查看:dir(os)

– 如果没有B这个键,则会为这个键创建一个modules对象,只不过,这个模块的__dict__列表是空的。接下来,在几个路径下查找并执行B.py,以填充模块B__dict__,然后从中查找获得名称为D的对象,如果不存在,抛出异常。

回到最初的问题,执行过程是这样的:

1. 运行A.py,当执行到from B import D语句时,因为还没有运行过B.py,所以sys.modules中没有B这个键。会创建一个键B并赋值为模块B对象,只不过此时这个模块对象是空的,里面什么都没有。

2. 然后,暂停执行A.py的其他语句,Python 在指定路径下查找,发现了同目录下的B.py并运行,目的是填充__dict__列表。当执行到from A import C时,也会检查sys.modules中是否有名为A的模块,但因为A.py还没有读取完,所以并没有在sys.modules中缓存对应的信息。然后,同样的,Python 会创建一个键A并赋值为空的模块A对象。暂停执行B.py并寻找、从头执行A.py

3. 这时,会再次执行到from B import D语句,由于在第一步时已经在sys.modules创建了键B的模块B对象,所以直接获取到,但此时__dict__还是空的,由于没有对应的D,最终抛出异常。

4. 但如果导入是通过命令import B进行的,因为这个模块已经存在于sys.modules,所以导入不会抛异常,但 调用模块 时还是会出问题。

 

原始问题 和 解答,来自 啄木鸟社区

我对用自己的理解将原文的答案进行了说明,原文中包含对 字节码 和 解释器 执行过程的分析。

图片非原创,来自 Python中文社区 大妈(ZoomQuiet)。

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