Python 源码深度剖析
突破技术瓶颈,迈向更高岗位
fasionchan · 资深 Python 研发工程师

共计45节 · 已更新45节

2956人已订阅

课程亮点

  • 了解Python运行机制和设计思想;
  • 熟悉背后的数据结构和算法原理;
  • 结合工程实际,掌握高效程序设计之道;
  • 高级面试知识点,求职更自信;
  • 大量图表辅助学习,难点知识轻松拿下。

课程简介

  • 能用Python完成开发需求,但是经常调用各种库,不懂更深的原理?
  • 开发出来的程序逻辑上没有问题,但是性能不够好?
  • 想争取更好的工作机会,面试却败在了内部原理上?

到底如何才能提升我的 Python 开发水平,向更高一级的岗位迈进?如果你有这些问题或者疑惑,那么首先恭喜你,打开了这门为你而写的专栏。

我是 fasionchan,资深 Python 研发工程师,曾就职于腾讯、网易游戏、蚂蚁金服等一线互联网公司。经过多年的摸爬滚打,我对 Python 开发有一些自己的体会。在网易就职期间,我便在内部开展Python 源码剖析系列技术分享,收获了不少好评。

我们都知道,程序能跑起来,并不意味着程序能高效地运行,实际上这两者有天壤之别。制约程序效率的因素很多,语言特性、运行机制、算法原理、操作系统环境等等,只掌握皮毛显然无法驾驭这些。

在我看来,要全方位掌握以上内容,最快速有效的办法就是进行源码解读,吃透底层原理。著名技术作家侯捷在《STL源码剖析》中说过:“源码之前,了无秘密。”源码就像武功秘籍,虽然有时难懂如天书;可一旦参透,便掌握绝世武功的奥妙!

源码如此有用,但研究源码也异常艰辛,我自己深知其中的辛苦——成千上万行代码,多少个日日夜夜的钻研,笔记本里的一个个草图……如果没有足够的时间和韧劲,独自坚持并不容易。

为了帮助更多人,我花费了大量时间准备这门 Python 源码剖析课,用从业多年的经验和心得,带领大家一起,解读 Python 内部原理。课程中附带了大量详尽的图表,相信在这些图表的帮助下,你可以轻松地理解原本很深奥的源码。例如,list 对象的内部结构图:

图片描述

通过这门专栏的学习,你将掌握以下内容:Python 对象模型及对象内存布局;内建对象的数据结构及算法原理;Python 虚拟机的运行机制及字节码;协程技术原理、高并发程序设计技巧;内存管理和垃圾回收方面的关键技术;Python 高效程序设计之道

源码之前,了无秘密!拒做API调用侠,向高级Python研发工程师迈进!

讲师介绍

fasionchan,资深 Python 研发工程师,曾就职于腾讯、网易游戏、蚂蚁金服等一线互联网公司。具备多年研发及招聘经验,在大数据量、高并发后台系统设计方面见解独到。技术栈非常全面,涵盖前后端主流架构,包括:flask、MySQL、MongoDB、Kafka、RabbitMQ、Docker、React 等。

课程模块

本专栏共 9 部分 45 小节,具体划分如下:

第一部分,开篇。
讨论源码学习对提升开发能力的重要意义,结合“小菜”的经历介绍 Python 工程师的成长历程。

第二部分,对象模型。

介绍 Python 面向对象理论体系,明确“ 类 ”和“ 对象 ”在 Python 中的表现形式。通过源码,分析对象的内存布局,研究对象的生命周期。

第三部分,内建对象。

涵盖 float 、int 、bytes 、str 、list 、dict 等内建对象的实现细节,重点突出每种对象的数据结构以及背后的算法思想,并结合工程实践讲解内建对象的妙用。

第四部分,虚拟机。

介绍 Python 程序的执行过程以及字节码的结构;Python 虚拟机 的运行机制,名字空间等运行时上下文,GIL 全局锁对虚拟机的影响并探索应对之策。

第五部分,函数机制。
探索函数从代码转化成函数对象的所有步骤,并以 Python代码模仿这个过程。重点讲解嵌套函数、闭包以及装饰器这些面试必问概念,并结合工程实践介绍函数式编程和装饰器的高级用法。

第六部分,类机制。

探索类从代码转化为类对象进而创建实例对象的所有步骤,并以 Python 代码进行模拟。重点讲解继承机制、属性查找等高频面试知识点,以及魔术方法、元类在程序开发中的妙用。

第七部分,生成器与协程。

讨论生成器的高级用法,并以字节码讲解它的运行原理。基于生成器,动手设计一个协程库,加深对协程运行机制的理解。结合工程实践,讲解用 asyncio 构建高并发应用的技巧。

第八部分,内存管理机制。

结合 Python 特色全面讲解内存池、引用计数、标记删除、分代回收等关键技术。理论联系实际,以一个真实案例介绍工程实践中排查并解决内存泄露问题的方法论。

第九部分,总结。

回顾专栏内容,在读懂 Python 基础上,追求有 Python 格调 的代码设计技巧。

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适合人群
  • 期望进阶的 Python 初、中级工程师;
  • 希望通过大厂面试的求职者;
  • 对原理充满好奇心的 Python 爱好者;
  • 有一定 Python 基础的在校学生。
购买须知
  1. 本专栏为图文形式内容服务,共计 45 小节,上线时间为 2020 年 5 月 12 日,预计 2020 年 9 月 12 日更新完成;
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gmdzy2010

我觉得这68块钱是我用python三四年以来花在学习上最!踏!马!值得的钱,sorry爆粗口额

2021-02-23
16
gmdzy2010

花两天时间完整过了一遍,是非常难得的对的起题目中“深入”二字的作品,也非常羞愧自己之前一直觉得很熟悉Python了,其实差得太远了,源码都没有读多少。恰好前段时间刚学习完《数据结构与算法:Python语言实现》、《流畅的Python》和《Python Cookbook第三版》,正要硬着头皮自己啃Python源码的时候,发现了这个宝藏,真的一下子解决了很多疑问,酣畅淋漓。接下来还得仔细琢磨一下前文中不懂的细节,以便真正掌握。希望能出版成一本书,那可又多了一本经典的Python书了。

2021-02-24
3
Onlined

想问下作者,研究源码有什么用,已经连续看了一周了感觉特别枯燥乏味,讲的有些东西源码中找不到对应的代码,当然讲的这些应该说的要有C语音基础的前提下才能看明白吧!对于没有C语言基础的感觉看了收获不是很大,因为确实吸收率比较低有时候感觉在浪费时间,您有什么建议吗 对于研究源码

讲师回复:诚然,源码研究是一项特别枯燥乏味的事情,对源码缺乏兴趣和好奇心时更是如此。为了让源码学习不那么枯燥,专栏尽量采用更生动形象的讲解方式,绘制了大量的示意图来帮助读者理解源码。
2021-01-13
2
weixin_慕雪1290746

这个专栏太棒了!居然没有早点发现!之前读源码的一些疑惑都茅塞顿开!

讲师回复:酒香奈何巷子深……亲觉得不错,不妨帮忙宣传一下哈
2021-01-08
3
纪老猴子_2020

今年由于工作原因,接触到Python语言以及Python C API,需要通过网卡提供的DMA技术,使得网卡可以直接读取Python维护的内存中的数据,工作过程中感觉Python这种语言很有意思,很想了解Python内部的实现机制。8月底,微博上偶然机会看到老师的课程,果断下手;现在9月底,学完了老师的全部课程,接下来我将按照老师的指导,按照老师提供的思路,开始阅读Python源码,谢谢老师。

2020-09-26
1
慕粉7273994

好文 在网上翻来覆去找都是互相复制黏贴的东西 这种文章太难得了

2020-09-17
5
皮蛋它兄弟

每期都在跟着学,马上就要讲完了,总有一种意犹未尽的感觉。希望能出更多python深层次理论及技术的文章。

2020-09-14
8
weixin_慕UI0052680

太棒了! 对于魔术方法有没有更为完整的介绍?另外十分期待协程和编程风格的更新

讲师回复:既然亲有需要,我先将这个话题加入写作计划,敬请关注「小菜学编程」~ Python官网上有个关于数据模型的文档,里面对魔术方法有相当详细的介绍,亲可以先看看:https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html 。 余下内容我正在马不停蹄创作中,不日即可全部完成~
2020-08-22
6
weixin_慕UI0052680

最近正在写一个数据表处理的类,每种数据的表头不一样,就想着父类若能特性化处理不同表格就太好了,实现之后发现只能通过子类传递表格的表头元组,方法定义在父类,当时内心就觉得无比别扭……而且万一子类没有定义列名属性一定就会死翘翘,当时也想到了直接将父类变成一个元类,子类的所有方法都由元类直接生产,所以元类的init被我定义的超长,最后虽然实现了目的,但是代码丑的不忍直视……文章里这处理方式,相比之下简直太简洁了,直接可以拿去改写我最初版本的父类

讲师回复:哈哈,对卓越的追求永无止境~ 亲还可以看看标准库abc模块中,里面可能有一些东西可以直接拿来用,不用再造轮子,例如:abc. abstractmethod 。
2020-08-22
2
fgdgdfgfdgfd

一年前阅读过关于源码剖析的书, 不过是基于Python2.5的, 很高兴遇到了Python3.x的源码剖析, 正在对着源码一点一点剖析, 感谢老师出了这个专栏。 但还是遇到了一个问题, 记得您说: "那么,被删除的存储单元如何复用呢?Python 压根就没想费这个劲,直接使用新的不就好了吗?"。 不过我隐约记得之前在看那本书的时候, 记得书上画了一张图, 描述entry的unused态、active态、dummy态三者的关系。dummy态无法转为unused态, 但dummy态和active态的entry之间的关系是一个双向箭头。 可不可以这样理解,Python默认是不会管处于dummy态的entry的, 只是做了一个逻辑删除, 但是内存还在占用这。 如果来了一个新的entry, 并且没有发生冲突, 那么Python就存在新的位置上。但如果发生了冲突, 沿着"冲突探测链"查找的时候, 碰巧发现了一个处于dummy态的entry, 那么就把这个处于dummy态的entry给换成新存储的entry。 此时entry由dummy态变成了active态, 只不过此时不一定是同一个entry了。可以这样理解吗

讲师回复:完全正确。dummy状态其实也是特殊的unused,之所以不能转成直接转成unused是因为需要维护冲突探测链。另外,Python 3内建对象与Python 2相比变化很大,特别是dict、str等对象,学习建议以最新版本源码为准。
2020-08-14
0
慕哥9143995

python源码难得有这么高质量的文章!问下大侠,如何在没有异常的情况下获取函数栈帧呢?

讲师回复:sys._getframe()
2020-07-27
2
星星在线

我简直要泪目了,我一直在等Python源码剖析那本书的新版本问世,已经望眼欲穿的时候。这个专栏,它就这么突然的、猝不及防的出现了,我简直要起飞了。以前做C++的时候最喜欢的就是《STL源码剖析》和《深入探索C++对象模型》这两本书了,一直感叹Python为什么就没有这种书,终于让我看到它出现的契机了,感谢作者

2020-07-22
16
慕后端9690918

我一直觉得,Python的解释器是用C语言来实现的,这件事情非常有趣,语言可以诞生新的语言。学习一门语言,原来只在乎语法特性和源码,现在看来,语言是如何实现的,理解了这个,就抓住了本质,语法只是表象。

讲师回复:同感~
2020-07-20
5
程咬金1486777

写得太好了吧,通过这种实际的案例来讲解,效果不要太好!

2020-07-10
1
蝴蝶_先生

那么请问这样的老板要怎么找呢?[狗头保命]

讲师回复:缘分哈哈~
2020-07-03
3
血小板自动机

老师使用的是python3的源码来进行剖析吗

讲师回复:是的。由于官方已经停止对Python 2进行维护,未来是Python 3的世界,因此专栏以Python 3源码为目标讲解、剖析。
2020-06-13
3
amilu

酷哦!老师辛苦了,图画很形象,对于理解很有帮助。

讲师回复:谢谢支持,你们的满意是我创作的动力!
2020-05-22
4
森林呀

嘿嘿,写的很好。自己也是用java、go写业务,用python、lua写脚本。快乐编程,老板有冰可乐不?

讲师回复:你猜??
2020-05-21
1
Umud

我不太看懂c语言写的代码,开始阅读本专栏之前,要有c语言基础吗?

讲师回复:没有 C 语言基础不要紧,有基础则更佳。你只需看懂一些简单的结构体定义即可,诸如本节介绍的这些。本专栏力求降低阅读难度,不会深陷 C 语言细节,主要以形象的结构图示,配以通俗的语言展开讲解。因此,只要你能独立编写 Python 程序,对 Python 虚拟机运行原理有好奇心,对设计高效 Python 程序有强烈追求,便可加入学习。
2020-05-19
0
qhchen

fasionchan老师,感觉底层的原理都是计算机专业学生在大学的上的专业基础课,如《计算机操作系统》《计算机组成原理》《计算机网络》《数据结构》等等,只是大学学的是理论,实践得少。工作后,是在实践中与这些原理进行对应,具体问题具体分析,背后的原理还是那些基础课程。所以,我觉得,相关从业人员有必要去重新回顾和学习这些课程的。欢迎讨论和交流哈。 看了开篇,给我的感觉是,这个专栏给可以给我们提供一个理论和实践的指导,我们之后学习其他编程语言,也可以参照老师的这个逻辑。很赞。 侯捷赞,让我重新认识C++。

讲师回复:你说得很到位,大学开设这些基础课程是有原因的。在我看来,《计算机组成》、《计算机网络》、《操作系统》、《数据结构》以及《数据库》这些基础理论,相当于于武侠小说中的内功。只有将内功基础打扎实,才能走得更远。可在工作之余抽空研究一番,假以时日,必有脱胎换骨的感觉。 美中不足的是,这些基础课程大多很理论化,学起来比较枯燥。如果可以将理论与具体的项目实践相结合,配以活生生的例子,并用更通俗的语言进行讲解,效果可能更好。这可以是你我,以及其他创作者们努力的方向。 侯捷是我很喜欢的一位技术作家,大学时代看过他写的很多书,获益良多。在国内技术写作界拼凑之风盛行的背景下,我特别钦佩他的治学态度。我虽能力不及前辈万一,也会以他为榜样,努力将这个专栏写好。欢迎各位亲多提提建议,帮我完成这个愿望。
2020-05-18
9
— 造烛求明,读书求理 —
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