6.1 配置状态

在执行 Python 代码之前，CPython 首先会对运行时及用户选项进行配置。

运行时的配置存位于三个位置，数据结构在 PEP 587 中定义：

  1. PyPreConfig，用于预初始化配置；

  2. PyConfig，用于运行时配置；

  3. CPython 解释器编译选项的配置。

PyPreConfig 和PyConfig 数据结构都定义在 Include/cpython/initconfig.h 文件中。

预初始化配置

预初始化配置与运行时配置是分开的，因为它的属性与操作系统或用户环境相关。

PyPreConfig 有三个主要功能：

  • 设置 Python 内存分配器；

  • 配置 LC_CTYPE 语言环境；

  • 将 LC_CTYPE 区域配置为系统或用户首选的区域配置；

  • 设置 UTF-8 模式（PEP 540）。

PyPreConfig 结构体包含以下属性，都是 int 类型：

  • allocator：选择一个内存分配器，如：PYMEM_ALLOCATOR_MALLOC。运行 ./configure --help 可获取有关内存分配器的详细信息；

  • configure_locale：将 LC_CTYPE 区域设置为用户首选的区域配置。如果等于 0，则将 coerce_c_locale 和 coerce_c_locale_warn 设置为 0；

  • coerce_c_locale：如果等于 2，则强制使用 C 语言区域配置； 如果等于 1，则读取 LC_CTYPE 的区域设置来决定是否强制使用 C 语言区域配置；

  • coerce_c_locale_warn：如果非零，在强制使用 C 语言区域配置时会发出告警；

  • dev_mode：开启开发模式；

  • isolated：启用隔离模式：sys.path 不包含脚本的目录，也不包含用户的 site-packages 目录；

  • legacy_windows_fs_encoding：（只在 windows 下使用）如果非零禁用 UTF-8 模式并设置 Python 文件系统编码模式为 mbcs；

  • parse_argv：如果非零，则使用命令行参数；

  • use_environment：如果大于零，则使用环境变量；

  • utf8_mode：如果非零，则启用 UTF-8 模式。

相关的源文件

以下是与 PyPreConfig 相关的源文件：

文件目录作用

Python/initconfig.c

从系统环境加载配置，并将其与命令行中输入的信息进行合并。

Include/cpython/initconfig.h

定义了初始化配置的数据结构。

运行时配置数据结构

第二阶段配置是运行时配置。PyConfig 中的运行时配置数据结构包含一些值：

  • 调试和优化等模式的运行时标志；

  • 执行模式，如：脚本文件，标准输入或者一个模块；

  • 扩展选项，通过 -X <选项值> 的方式来指定；

  • 运行时设置的环境变量。

CPython 运行时使用配置数据来启用和禁用某项功能。

通过命令行设置运行时配置

Python 还附带了几个命令行接口选项。 如，CPython 有个名为 verbose 的模式，这个模式主要面向开发者，用于调试 CPython。

你可以通过 -v 标志启用 verbose 模式，当模块被加载时，Python 会将信息打印在屏幕上：

$ ./python -v -c "print('hello world')"

# installing zipimport hook
import zipimport # builtin
# installed zipimport hook
...

可以看到在屏幕上会打印出上百条甚至更多的模块加载信息，包含用户 site-packages 和其他在系统环境中的模块。 由于运行时配置可以通过多种方式进行设置，因此各个配置设置之间是有优先顺序的。verbose 模式的优先顺序如下：

  1. config->verbose 的默认值是 -1，硬编码在源码中；

  2. 环境变量 PYTHONVERBOSE 用来设置 config->verbose 的值；

  3. 如果环境变量不存在，将会保留默认值 -1；

  4. 在 Python/initconfig.c 文件的 config_parse_cmdline() 方法中，如果有提供命令行标志的话也会被用来设置值；

  5. 该值将会被 _Py_GetGlobalVariablesAsDict() 方法拷贝到一个全局变量 Py_VerboseFlag 中。

所有的 PyConfig 值都遵循相同的排列和优先顺序：

查看运行时配置

CPython 解释器有一组运行时标志，这些标志是用于切换 CPython 相关行为的高级功能。 在 Python 会话中，你可以使用 sys.flags 命名元组访问运行时标志，例如 verbose 模式和 quiet 模式。所有通过 -X 指定的标志都会存储在 sys._xoptions 字典中：

$ ./python -X dev -q

>>> import sys
>>> sys.flags
sys.flags(debug=0, inspect=0, interactive=0, optimize=0,
dont_write_bytecode=0, no_user_site=0, no_site=0,
ignore_environment=0, verbose=0, bytes_warning=0,
quiet=1, hash_randomization=1, isolated=0,
dev_mode=True, utf8_mode=0)
>>> sys._xoptions
{'dev': True}
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