gevent 学习笔记 —— greenlet源码剖析1

greenlet篇中只是简单讲述了一下greenlet原理,不知道有没有人对源码感兴趣的,不过我还是比较感兴趣的。对于技术我一直都觉得『知其然,知其所以然』才是最好的,不希望自己只停留在知道用,而不知道为什么这样用。

一篇可能介绍不完,所以可能需要分几部分来介绍。当我写到这的时候突然发现自己是不是写跑题了,本来是写greenlet源码分析的,结果变成了怎么去写Python扩展了。不过不管怎样,就当多学习了一些其他知识,况且分析源码肯定少不了对这些知识的了解。

模块初始化

greenlet是用C编写的一个扩展模块,即用Python去调用C程序。像下面这段代码,内部都是怎样的一个过程呢?

from greenlet import greenlet

def test1():
    print 12
    gr2.switch()
    print 34

def test2():
    print 56
    gr1.switch()
    print 78

gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()

这段代码中,我们看到from greenlet import greenlet这句,相信都能明白是导入了一个模块。为什么要导入这个模块呢?这个问题有点瞧不起大家了,因为我们可能需要使用这个模块的某个功能。那在导入这个模块的时候,Python解释器需要做哪些工作呢?在使用一个类的时候,我们肯定是需要调用构造函数来初始化的,导入模块就类似于这样的一个初始化过程。所以肯定会有一个初始化函数,它长啥样?

在文档中有这样一句:The initialization function must be named initname(), where name is the name of the module, and should be the only non-static item defined in the module file.

所以对于greenlet,我们就能找到initgreenlet(void)函数。

#define INITERROR return
// 第一次导入greenlet模块时调用
PyMODINIT_FUNC initgreenlet(void) 
{
    PyObject* m = NULL;
    char** p = NULL;
    PyObject *c_api_object;
    static void *_PyGreenlet_API[PyGreenlet_API_pointers];

    GREENLET_NOINLINE_INIT();

    m = Py_InitModule("greenlet", GreenMethods);

    if (m == NULL)
    {
        INITERROR;
    }
    ...
}

首先根据模块名查找相应的初始化函数,然后Py_InitModule()函数向Python解释器注册该模块中所有可以用到的方法。而Py_InitModule()函数是由Python提供的C API,对于使用C API只需要包含一个头文件就可以了。

官方文档描述:All function, type and macro definitions needed to use the Python/C API are included in your code by the following line:

#include "Python.h"

方法列表

看下关键代码m = Py_InitModule("greenlet", GreenMethods)。官方文档描述:Create a new module object based on a name and table of functions, returning the new module object.

里面提到了table of functions,在这个模块中指的就是GreenMethods,一般称它为方法列表。该列表给出了所有可以被Python解释器使用的方法,将这些方法注册到这个模块中,这样在我们导入模块后就可以直接使用了。

当Python程序第一次导入greenlet模块的时候,调用initgreenlet()函数。接着Py_InitModule()会创建一个“模块对象”(它将被插入到sys.modules字典下的“greenlet”键下),并且将方法列表(PyMethodDef结构数组)构成的内建函数对象作为它的第二个参数传到刚被创建的模块中。Py_InitModule()返回一个指向它创建的模块对象的指针。方法列表代码:

static PyMethodDef GreenMethods[] = {
    {"getcurrent", (PyCFunction)mod_getcurrent, METH_NOARGS, /*XXX*/ NULL},
    ...
};

方法列表中的各项参数如下:

(PyCFunction)mod_getcurrent函数如下:

static PyObject* mod_getcurrent(PyObject* self)
{
    if (!STATE_OK)
        return NULL;
    Py_INCREF(ts_current);
    return (PyObject*) ts_current;
}

该函数的作用就是获取当前greenlet对象,并添加引用计数。

小结

一个模块的初始化工作大致是这样的。不过针对greenlet发现了一些问题,在该模块的方法列表中看到了getcurrent,而其他像switchrun等却没有看到。随后去查阅greenlet的官方文档,看到了greenlet.getcurrent()g.switch(*args, **kwargs),却被分别安排在『实例化』和『greenlets的方法和属性』两个不同的标题之下,为什么要这样区分呢?

以上部分都是一个Python C扩展模块基本的初始化工作,针对greenlet还有其他要做的。具体怎么做以及上面问题的答案就放到下一篇讲吧,因为内容比较多在这篇讲不完。

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