0.1　Python总体架构

Python的整体架构主要分为3个部分，如图0-1所示。

图0-1　Python总体架构

图0-1的左边是Python提供的大量模块、库以及用户自定义的模块。比如在执行import os时，这个os就是Python内置的模块。当然，用户还可以通过定义模块来扩展Python系统。

图0-1的右边是Python的运行时环境，包括对象/类型系统（Object/Type Structures）、内存分配器（Memory Allocator）和运行时状态信息（Current State of Python）。运行时状态维护了解释器在执行字节码时不同状态（比如，正常状态和异常状态）之间切换的动作，我们可以将它视为一个巨大而复杂的有穷状态机。内存分配器则全权负责Python中创建对象、内存的申请工作。实际上，它就是Python运行时与C中malloc的一层接口。而对象/类型系统则包含Python中存在的各种内置对象，比如整数、list和dict，以及各种用户自定义的类型和对象。

图0-1的中间部分是Python的核心——解释器（Interpreter），或者称为虚拟机。在解释器中，箭头的方向指示了Python运行过程中的数据流方向。其中，Scanner对应词法分析——将文件输入的Python源码或从命令行输入的Python源码切分为一个个token；Parser对应语法分析——在Scanner的分析结果上进行语法分析，建立抽象语法树（AST）；Compiler根据建立的AST生成指令集合——Python字节码（Bytecode），就像Java编译器和C#编译器所做的那样；Code Evaluator执行这些字节码，因此又被称为虚拟机。

图0-1中，解释器与右边的对象/类型系统、内存分配器之间的箭头表示使用关系；而与运行时状态之间的箭头表示修改关系，即Python在执行的过程中会不断地修改当前解释器所处的状态，在不同的状态之间切换。