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Python字节码生成时机详解

时间:2026-02-14 14:52:42 371浏览 收藏

Python字节码并非在写代码时或每次运行都生成,而是在模块首次被导入或脚本首次执行时动态编译而成,且仅当源码发生变更后才会重新编译;默认情况下,通过import加载的模块会将字节码缓存至__pycache__目录以加速后续导入,而直接运行脚本通常不落地保存.pyc文件——这一精巧机制既减少了重复解析开销,又兼顾了开发灵活性与执行效率,是理解Python运行原理不可忽视的关键环节。

Python 字节码是什么时候生成的?

Python 字节码是在模块(.py 文件)首次被导入(import)或直接执行时动态生成的,不是在编写代码时,也不是每次运行都重新生成。

字节码生成的触发时机

Python 解释器在执行源码前,会先将其编译为字节码(.pyc 文件),这个过程发生在:

  • 第一次 import 某个模块时(例如 import math 不会触发,但 import mymodule 会)
  • 运行脚本时(如执行 python script.py,解释器会为 script.py 编译字节码,但通常不写入磁盘,除非显式要求)
  • 使用 compile() 函数手动编译源码字符串时(返回 code object,即内存中的字节码)

字节码文件(.pyc)何时保存到磁盘?

默认情况下,Python 会在以下条件满足时把字节码写入 __pycache__ 目录:

  • 模块是通过 import 加载的(而非直接执行)
  • 当前用户对源码所在目录有写权限
  • Python 启动时未加 -B-O(优化模式下生成 .pyo,现统一为 .pyc

例如:导入 mymodule.py 后,可能生成 __pycache__/mymodule.cpython-312.pyc

字节码是否每次都重新生成?

不会。Python 会检查源文件的最后修改时间与 .pyc 文件的元数据(如时间戳、源码哈希值)是否匹配。只有当源码更新后,下次 import 才会重新编译并覆盖旧的 .pyc。

  • 如果只运行脚本(python main.py),一般不落地保存 .pyc(除非设置 PYTHONDONTWRITEBYTECODE=0 或使用 -B 以外的启动方式)
  • 可使用 python -B script.py 禁用 .pyc 写入
  • 也可通过 import py_compilecompileall 模块预编译全部 .pyc

字节码的本质和作用

字节码是 CPython 虚拟机(PVM)能识别的中间指令序列,每条指令通常对应一个操作(如 LOAD_NAMEBINARY_ADD)。它不是机器码,也不跨 Python 实现(PyPy、Jython 的字节码格式不同)。

  • 可通过 dis 模块查看:例如 import dis; dis.dis(lambda x: x+1)
  • 字节码提升了重复导入的加载速度,避免每次解析源码的开销
  • 它不提升单次执行性能(CPython 仍需逐条解释执行字节码)

理论要掌握,实操不能落!以上关于《Python字节码生成时机详解》的详细介绍,大家都掌握了吧!如果想要继续提升自己的能力,那么就来关注golang学习网公众号吧!

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