Python源碼剖析︰深度探索動態語言核心技術

第0章 PYTHON源碼剖析--編譯PYTHON
　0.1 PYTHON總體架構
　0.2 PYTHON源代碼的組織
　0.3 WINDOWS環境下編譯PYTHON
　0.4 UNIX/LINUX環境下編譯PYTHON
　0.5 修改PYTHON源代碼
　0.6 通往PYTHON之路
　0.7 一些注意事項
第1部分 PYTHON內建對象
　第1章 PYTHON對象初探
　　1.1 PYTHON內的對象
　　　1.1.1 對象機制的基石——PyObject
　　　1.1.2 定長對象和變長對象
　　1.2 類型對象
　　　1.2.1 對象的創建
　　　1.2.2 對象的行為
　　　1.2.3 類型的類型
　　1.3 PYTHON對象的多態性
　　1.4 引用計數
　　1.5 PYTHON對象的分類
　第2章 PYTHON中的整數對象
　　2.1 初識PYINTOBJECT對象
　　2.2 PYINTOBJECT對象的創建和維護
　　　2.2.1 對象創建的3種途徑
　　　2.2.2 小整數對象
　　　2.2.3 大整數對象
　　　2.2.4 添加和刪除
　　　2.2.5 小整數對象池的初始化
　　2.3 HACK PYINTOBJECT
　第3章 PYTHON中的字符串對象
　　3.1 PYSTRINGOBJECT與PYSTRING_TYPE
　　3.2 創建PYSTRINGOBJECT對象
　　3.3 字符串對象的INTERN機制
　　3.4 字符緩沖池
　　3.5 PYSTRINGOBJECT效率相關問題
　　3.6 HACK PYSTRINGOBJECT
　第4章 PYTHON中的LIST對象
　　4.1 PYLISTOBJECT對象
　　4.2 PYLISTOBJECT對象的創建與維護
　　　4.2.1 創建對象
　　　4.2.2 設置元素
　　　4.2.3 插入元素
　　　4.2.4 刪除元素
　　4.3 PYLISTOBJECT對象緩沖池
　　4.4 HACK PYLISTOBJECT
　第5章 PYTHON中的DICT對象
　　5.1 散列表概述
　　5.2 PYDICTOBJECT
　　　5.2.1 關聯容器的entry
　　　5.2.2 關聯容器的實現
　　5.3 PYDICTOBJECT的創建和維護
　　　5.3.1 PyDictObject對象創建
　　　5.3.2 PyDictObject中的元素搜索
　　　5.3.3 插入與刪除
　　　5.3.4 操作示例
　　5.4 PYDICTOBJECT對象緩沖池
　　5.5 HACK PYDICTOBJECT
　第6章 最簡單的PYTHON模擬——SMALL PYTHON
　　6.1 SMALL PYTHON
　　6.2 對象機制
　　6.3 解釋過程
　　6.4 交互式環境
第2部分 PYTHON虛擬機
　第7章 PYTHON的編譯結果--CODE對象與PYC文件
　　7.1 PYTHON程序的執行過程
　　7.2 PYTHON編譯器的編譯結果--PYCODEOBJECT對象
　　　7.2.1 PyCodeObject對象與pyc文件
　　　7.2.2 Python源碼中的PyCodeObject
　　　7.2.3 pyc文件
　　　7.2.4 在Python中訪問PyCodeObject對象
　　7.3 PYC文件的生成
　　　7.3.1 創建pyc文件的具體過程
　　　7.3.2 向pyc文件寫入字符串
　　　7.3.3 一個PyCodeObject，多個PyCodeObject
　　7.4 PYTHON的字節碼
　　7.5 解析PYC文件
　第8章 PYTHON虛擬機框架
　　8.1 PYTHON虛擬機中的執行環境
　　　8.1.1 Python源碼中的PyFrameObject
　　　8.1.2 PyFrameObject中的動態內存空間
　　　8.1.3 在Python中訪問PyFrameObject對象
　　8.2 名字、作用域和名字空間
　　　8.2.1 Python程序的基礎結構——module
　　　8.2.2 約束與名字空間
　　　8.2.3 作用域與名字空間
　　8.3 PYTHON虛擬機的運行框架
　　8.4 PYTHON運行時環境初探
　第9章 PYTHON虛擬機中的一般表達式
　　9.1 簡單內建對象的創建
　　9.2 復雜內建對象的創建
　　9.3 其他一般表達式
　　　9.3.1 符號搜索
　　　9.3.2 數值運算
　　　9.3.3 信息輸出
　第10章 PYTHON虛擬機中的控制流
　　10.1 PYTHON虛擬機中的IF控制流
　　　10.1.1 研究對象--if_control.py
　　　10.1.2 比較操作
　　　10.1.3 指令跳躍
　　10.2 PYTHON虛擬機中的FOR循環控制流
　　　10.2.1 研究對象——for_control.py
　　　10.2.2 循環控制結構的初始化
　　　10.2.3 迭代控制
　　　10.2.4 終止迭代
　　10.3 PYTHON虛擬機中的WHILE循環控制結構
　　　10.3.1 研究對象——while_control.py
　　　10.3.2 循環終止
　　　10.3.3 循環的正常運轉
　　　10.3.4 循環流程改變指令之continue
　　　10.3.5 循環流程改變指令之break
　　10.4 PYTHON虛擬機中的異常控制流
　　　10.4.1 Python中的異常機制
　　　10.4.2 Python中的異常控制語義結構
　第11章 PYTHON虛擬機中的函數機制
　　11.1 PYFUNCTIONOBJECT對象
　　11.2 無參函數調用
　　　11.2.1 函數對象的創建
　　　11.2.2 函數調用
　　11.3 函數執行時的名字空間
　　11.4 函數參數的實現
　　　11.4.1 參數類別
　　　11.4.2 位置參數的傳遞
　　　11.4.3 位置參數的訪問
　　　11.4.4 位置參數的默認值
　　　11.4.5 擴展位置參數和擴展鍵參數
　　11.5 函數中局部變量的訪問
　　11.6 嵌套函數、閉包與DECORATOR
　　　11.6.1 實現閉包的基石
　　　11.6.2 閉包的實現
　　　11.6.3 Decorator
　第12章 PYTHON虛擬機中的類機制
　　12.1 PYTHON中的對象模型
　　　12.1.1 對象間的關系
　　　12.1.2 和
　　12.2 從TYPE對象到CLASS對象
　　　12.2.1 處理基類和type信息
　　　12.2.2 處理基類列表
　　　12.2.3 填充tp_dict
　　12.3 用戶自定義CLASS
　　　12.3.1 創建class對象
　　12.4 從CLASS對象到INSTANCE對象
　　12.5 訪問INSTANCE對象中的屬性
　　　12.5.1 instance對象中的__dict__
　　　12.5.2 再論descriptor
　　　12.5.3 函數變身
　　　12.5.4 無參函數的調用
　　　12.5.5 帶參函數的調用
　　　12.5.6 Bound Method和Unbound Method
　　12.6 千變萬化的DESCRIPTOR
第3部分 PYTHON高級話題
　第13章 PYTHON運行環境初始化
　　13.1 線程環境初始化
　　　13.1.1 線程模型回顧
　　　13.1.2 初始化線程環境
　　13.2 系統MODULE初始化
　　　13.2.1 創建__builtin__ module
　　　13.2.2 創建sys module
　　　13.2.3 創建__main__ module
　　　13.2.4 設置site-specific的module的搜索路徑
　　13.3 激活PYTHON虛擬機
　　　13.3.1 交互式運行方式
　　　13.3.2 腳本文件運行方式
　　　13.3.3 啟動虛擬機
　　　13.3.4 名字空間
　第14章 PYTHON模塊的動態加載機制
　　14.1 IMPORT前奏曲
　　14.2 PYTHON中IMPORT機制的黑盒探測
　　　14.2.1 標準import
　　　14.2.2 嵌套import
　　　14.2.3 import package
　　　14.2.4 from與import
　　　14.2.5 符號重命名
　　　14.2.6 符號的銷毀與重載
　　14.3 IMPORT機制的實現
　　　14.3.1 解析module/package樹狀結構
　　　14.3.2 加載module/pakcage
　　　14.3.3 from與import
　　14.4 PYTHON中的IMPORT操作
　　　14.4.1 import module
　　　14.4.2 import package
　　　14.4.3 from & import
　　　14.4.4 import & as
　　　14.4.5 reload
　　　14.4.6 內建module︰imp
　　14.5 與MODULE有關的名字空間問題
　第15章 PYTHON多線程機制
　　15.1 GIL與線程調度
　　15.2 初見PYTHON THREAD
　　15.3 PYTHON線程的創建
　　　15.3.1 建立多線程環境
　　　15.3.2 創建線程
　　15.4 PYTHON線程的調度
　　　15.4.1 標準調度
　　　15.4.2 阻塞調度
　　15.5 PYTHON子線程的銷毀
　　15.6 PYTHON線程的用戶級互斥與同步
　　　15.6.1 用戶級互斥與同步
　　　15.6.2 Lock對象
　　15.7 高級線程庫——THREADING
　　　15.7.1 Threading Module概述
　　　15.7.2 Threading的線程同步工具
　　　15.7.3 Threading中的Thread
　第16章 PYTHON的內存管理機制
　　16.1 內存管理架構
　　16.2 小塊空間的內存池
　　　16.2.1 Block
　　　16.2.2 Pool
　　　16.2.3 arena
　　　16.2.4 內存池
　　16.3 循環引用的垃圾收集
　　　16.3.1 引用計數與垃圾收集
　　　16.3.2 三色標記模型
　　16.4 PYTHON中的垃圾收集
　　　16.4.1 可收集對象鏈表
　　　16.4.2 分代的垃圾收集
　　　16.4.3 Python中的標記-清除方法
　　　16.4.4 垃圾收集全景
　　　16.4.5 Python中的gc模塊
　　　16.4.6 總結

Python，我想已經不再是個陌生的詞了，越來越多的人開始學習它，使用它，宣傳它，甚至用它找到了工作。如果你了解Python，那麼我想問一下，你對它有多了解呢？它是一種什麼語言？如何實現的？有哪些對象，它們是如何處理的？你了解Python的虛擬機嗎？了解它的運行環境嗎？其實作為初學者或只是使用者，你的確不必了解這麼多細節的內容，但是探究事物的原理，分析底層細節卻也是許多人成為高手、“老鳥”的原因，因為你知道別人不知道的東西，掌握了別人不了解的技術，這些內容使得你的見解、分析，甚至作品都可能超過別人。那麼本書就向你提供了一個了解Python底層細節的機會，你可以沿著作者的思路和角度去體會Python的工作原理和底層的細節，一點一點地了解Python源碼的精妙之處，有助于更好地掌握Python並編寫出高質量的程序。

本書的內容深入到Python的方方面面，像Python的對象實現機制是如何用C來表現的；對象的特性是如何實現的；對象是如何管理的；不同刈象，如int、str、dict、list等的處理；Python的虛擬機框架、作用域的實現；運行時環境，pyc文件，類機制等。還有一些高級話題，如內存管理，GIL（Global Interpreter Lock）與多線程，模塊動態加載等。

在接觸到本書之前，我已經在作者的Blog上見到過部分內容，那時已經被作者不懈的毅力和深厚的功力折服。說實話，由于經常接觸Python，對于原本熟悉的C語言也越來越陌生，更不要說去“啃”Python的C代碼了。而Robert Chen可以從源碼巾進行有條理的分析和整理，並終于出版此書。這不僅讓人敬佩，更讓廣大的Python愛好者受益多多。因此，當出版社希望我為本書作一個推薦序時，我毫不猶豫地答應下來。

第一次見到Robert Chen還是在CPUG的一次會課上，那時Robert Chen給大家帶來一個主題為“Python作用域與名字空間”的講座，讓在座的Pythoner對Python的作用域機制有了更深入的理解，講座效果非常好，討論也很熱烈。他從源碼的角度講述了Python的一些規則，使得大家的理解不再停留在形式上或規則上，而達到了本質或實現的層次，讓我們“知其然，更知其所以然”。

如果你是一位熱心的Pythoner，想必會知道中文Python的郵件列表（http︰groups.google.com/group/python-cn），從上面對有些問題的回復中，你會發現Robert Chen總是從源碼及字節碼實現的角度來回答問題，非常有說服力。因此當許多Pythdn愛好者得知Robert Chen將出版此書時，都非常盼望，現在這本書終于出版，大家都深感慶幸！

本書不僅僅是高水平、高質量的一本書，縱觀國內外與Python相關的書籍，它也是第一本從源碼角度寫作的書，所以意義非常。目前國內原創的Python書籍還不多，就我所知國內已經出版的兒本Python方面的書尚不能滿足讀者需求，而本書應該不會讓你失望。

不過本書應該不是面向初學者的書，因為它涉及了許多較深的內容和知識，建議讀者應先掌握像C語言、數據結構、操作系統、編譯原理等方面的基礎知識，並且具備一定的編程經驗，才能更好地理解書的內容。

再次感謝Robert Chen帶給大家的這份禮物！