python字节码中的load name和load global有什么区别？

Question

加载名称接受其参数，并将存储名称存储的名称值推入参数指示的位置。load global的功能类似，但是字节码中似乎没有全局存储。那么有什么区别以及如何加载全局工作

Answer 1

LOAD_NAME和之间的区别LOAD_GLOBAL是他们搜索给定的位置name。

LOAD_NAME

当Python遇到LOAD_NAME操作码时：

• 首先搜索f_locals-当前框架对象本地的名称。
• 如果在中找不到给定名称f_locals，则继续在中搜索f_globals-框架对象的全局名称。这些是框架对象周围范围内的名称。
• 如果未在其中找到名称f_globals，则进行搜索f_builtins。f_builtins是Python使用的内置名称的字典。
• 如果以上所有方法均失败，Python将引发一个NameError。

这里是虚拟机执行LOAD_NAME指令的相关C代码：

    TARGET(LOAD_NAME) {
        PyObject *name = GETITEM(names, oparg);
        PyObject *locals = f->f_locals;
        PyObject *v;
        if (locals == NULL) {
            PyErr_Format(PyExc_SystemError,
                         "no locals when loading %R", name);
            goto error;
        }
        if (PyDict_CheckExact(locals)) {
            v = PyDict_GetItem(locals, name);
            Py_XINCREF(v);
        }
        else {
            v = PyObject_GetItem(locals, name);
            if (v == NULL) {
                if (!PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
                    goto error;
                PyErr_Clear();
            }
        }
        if (v == NULL) {
            v = PyDict_GetItem(f->f_globals, name);
            Py_XINCREF(v);
            if (v == NULL) {
                if (PyDict_CheckExact(f->f_builtins)) {
                    v = PyDict_GetItem(f->f_builtins, name);
                    if (v == NULL) {
                        format_exc_check_arg(
                                    PyExc_NameError,
                                    NAME_ERROR_MSG, name);
                        goto error;
                    }
                    Py_INCREF(v);
                }
                else {
                    v = PyObject_GetItem(f->f_builtins, name);
                    if (v == NULL) {
                        if (PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
                            format_exc_check_arg(
                                        PyExc_NameError,
                                        NAME_ERROR_MSG, name);
                        goto error;
                    }
                }
            }
        }
        PUSH(v);
        DISPATCH();
    }

LOAD_GLOBAL

当Python遇到LOAD_GLOBAL操作码时：

• Python首先在中搜索名称f_globals-当前框架对象引用的周围范围中的名称。
• 如果未在其中找到名称f_globals，则进行搜索f_builtins。f_builtins是Python使用的内置名称的字典。
• 如果以上所有方法均失败，Python将引发一个NameError。

这里是虚拟机执行LOAD_GLOBAL指令的相关C代码：

    TARGET(LOAD_GLOBAL) {
        PyObject *name = GETITEM(names, oparg);
        PyObject *v;
        if (PyDict_CheckExact(f->f_globals)
            && PyDict_CheckExact(f->f_builtins))
        {
            v = _PyDict_LoadGlobal((PyDictObject *)f->f_globals,
                                   (PyDictObject *)f->f_builtins,
                                   name);
            if (v == NULL) {
                if (!_PyErr_OCCURRED()) {
                    /* _PyDict_LoadGlobal() returns NULL without raising
                     * an exception if the key doesn't exist */
                    format_exc_check_arg(PyExc_NameError,
                                         NAME_ERROR_MSG, name);
                }
                goto error;
            }
            Py_INCREF(v);
        }
        else {
            /* Slow-path if globals or builtins is not a dict */

            /* namespace 1: globals */
            v = PyObject_GetItem(f->f_globals, name);
            if (v == NULL) {
                if (!PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
                    goto error;
                PyErr_Clear();

                /* namespace 2: builtins */
                v = PyObject_GetItem(f->f_builtins, name);
                if (v == NULL) {
                    if (PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
                        format_exc_check_arg(
                                    PyExc_NameError,
                                    NAME_ERROR_MSG, name);
                    goto error;
                }
            }
        }
        PUSH(v);
        DISPATCH();
    }

那么，有什么区别呢？

您可能会看到，不同之处在于LOAD_GLOBAL直接跳到搜索框架对象的全局名称，而LOAD_NAME开始搜索局部名称并向上搜索。LOAD_GLOBAL对于Python已经知道名称不能为本地名称的情况，该操作码很有用，因此它完全跳过搜索本地名称。

注意：如果您想了解有关Python虚拟机如何工作的更多信息，请查看Byterun，它是CPython虚拟机的纯Python实现。它还附带有Allison Kaptur的文章。

Answer 2

有一个STORE_GLOBAL。通过使用global指令并分配给该名称来触发它：

def foo():
    global a 
    a = 3

dis(foo)
  3           0 LOAD_CONST               1 (3)
              2 STORE_GLOBAL             0 (a)
              4 LOAD_CONST               0 (None)
              6 RETURN_VALUE

LOAD_GLOBAL/STORE_GLOBAL是，afaik，当locals() != globals()Python 知道（通过在编译期间使用 SymbolTable）它需要完全跳过 locals dict时最有意义的指令。这在函数内部是正确的。

在顶级作用域中，locals() == globals()因此编译器通过 using 遵循正常的查找规则LOAD_NAME（除非您直接使用global，请参阅dis('global b; b = 40')）。