5. 導(dǎo)入系統(tǒng)?

5.2.1. 常規(guī)包?

Python 定義了兩種類型的包，常規(guī)包 和 命名空間包。 常規(guī)包是傳統(tǒng)的包類型，它們?cè)?Python 3.2 及之前就已存在。 常規(guī)包通常以一個(gè)包含 __init__.py 文件的目錄形式實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)一個(gè)常規(guī)包被導(dǎo)入時(shí)，這個(gè) __init__.py 文件會(huì)隱式地被執(zhí)行，它所定義的對(duì)象會(huì)被綁定到該包命名空間中的名稱。__init__.py 文件可以包含與任何其他模塊中所包含的 Python 代碼相似的代碼，Python 將在模塊被導(dǎo)入時(shí)為其添加額外的屬性。

例如，以下文件系統(tǒng)布局定義了一個(gè)最高層級(jí)的 parent 包和三個(gè)子包:

parent/
    __init__.py
    one/
        __init__.py
    two/
        __init__.py
    three/
        __init__.py

導(dǎo)入 parent.one 將隱式地執(zhí)行 parent/__init__.py 和 parent/one/__init__.py。 后續(xù)導(dǎo)入 parent.two 或 parent.three 則將分別執(zhí)行 parent/two/__init__.py 和 parent/three/__init__.py。

5.2.2. 命名空間包?

命名空間包是由多個(gè) 部分 構(gòu)成的，每個(gè)部分為父包增加一個(gè)子包。 各個(gè)部分可能處于文件系統(tǒng)的不同位置。 部分也可能處于 zip 文件中、網(wǎng)絡(luò)上，或者 Python 在導(dǎo)入期間可以搜索的其他地方。 命名空間包并不一定會(huì)直接對(duì)應(yīng)到文件系統(tǒng)中的對(duì)象；它們有可能是無(wú)實(shí)體表示的虛擬模塊。

命名空間包的 __path__ 屬性不使用普通的列表。 而是使用定制的可迭代類型，如果其父包的路徑 (或者最高層級(jí)包的 sys.path) 發(fā)生改變，這種對(duì)象會(huì)在該包內(nèi)的下一次導(dǎo)入嘗試時(shí)自動(dòng)執(zhí)行新的對(duì)包部分的搜索。

命名空間包沒(méi)有 parent/__init__.py 文件。 實(shí)際上，在導(dǎo)入搜索期間可能找到多個(gè) parent 目錄，每個(gè)都由不同的部分所提供。 因此 parent/one 的物理位置不一定與 parent/two 相鄰。 在這種情況下，Python 將為頂級(jí)的 parent 包創(chuàng)建一個(gè)命名空間包，無(wú)論是它本身還是它的某個(gè)子包被導(dǎo)入。

另請(qǐng)參閱 PEP 420 了解對(duì)命名空間包的規(guī)格描述。

5.3.1. 模塊緩存?

在導(dǎo)入搜索期間首先會(huì)被檢查的地方是 sys.modules。 這個(gè)映射起到緩存之前導(dǎo)入的所有模塊的作用（包括其中間路徑）。 因此如果之前導(dǎo)入過(guò) foo.bar.baz，則 sys.modules 將包含 foo, foo.bar 和 foo.bar.baz 條目。 每個(gè)鍵的值就是相應(yīng)的模塊對(duì)象。

在導(dǎo)入期間，會(huì)在 sys.modules 查找模塊名稱，如存在則其關(guān)聯(lián)的值就是需要導(dǎo)入的模塊，導(dǎo)入過(guò)程完成。 然而，如果值為 None，則會(huì)引發(fā) ModuleNotFoundError。 如果找不到指定模塊名稱，Python 將繼續(xù)搜索該模塊。

sys.modules 是可寫(xiě)的。刪除鍵可能不會(huì)破壞關(guān)聯(lián)的模塊（因?yàn)槠渌K可能會(huì)保留對(duì)它的引用），但它會(huì)使命名模塊的緩存條目無(wú)效，導(dǎo)致 Python 在下次導(dǎo)入時(shí)重新搜索命名模塊。鍵也可以賦值為 None ，強(qiáng)制下一次導(dǎo)入模塊導(dǎo)致 ModuleNotFoundError 。

但是要小心，因?yàn)槿绻氵€保有對(duì)某個(gè)模塊對(duì)象的引用，同時(shí)停用其在 sys.modules 中的緩存條目，然后又再次導(dǎo)入該名稱的模塊，則前后兩個(gè)模塊對(duì)象將 不是 同一個(gè)。 相反地，importlib.reload() 將重用 同一個(gè) 模塊對(duì)象，并簡(jiǎn)單地通過(guò)重新運(yùn)行模塊的代碼來(lái)重新初始化模塊內(nèi)容。

5.3.2. 查找器和加載器?

如果指定名稱的模塊在 sys.modules 找不到，則將發(fā)起調(diào)用 Python 的導(dǎo)入?yún)f(xié)議以查找和加載該模塊。 此協(xié)議由兩個(gè)概念性模塊構(gòu)成，即 查找器 和 加載器。 查找器的任務(wù)是確定是否能使用其所知的策略找到該名稱的模塊。 同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩種接口的對(duì)象稱為 導(dǎo)入器 —— 它們?cè)诖_定能加載所需的模塊時(shí)會(huì)返回其自身。

Python 包含了多個(gè)默認(rèn)查找器和導(dǎo)入器。 第一個(gè)知道如何定位內(nèi)置模塊，第二個(gè)知道如何定位凍結(jié)模塊。 第三個(gè)默認(rèn)查找器會(huì)在 import path 中搜索模塊。 import path 是一個(gè)由文件系統(tǒng)路徑或 zip 文件組成的位置列表。 它還可以擴(kuò)展為搜索任意可定位資源，例如由 URL 指定的資源。

導(dǎo)入機(jī)制是可擴(kuò)展的，因此可以加入新的查找器以擴(kuò)展模塊搜索的范圍和作用域。

查找器并不真正加載模塊。 如果它們能找到指定名稱的模塊，會(huì)返回一個(gè) 模塊規(guī)格說(shuō)明，這是對(duì)模塊導(dǎo)入相關(guān)信息的封裝，供后續(xù)導(dǎo)入機(jī)制用于在加載模塊時(shí)使用。

以下各節(jié)描述了有關(guān)查找器和加載器協(xié)議的更多細(xì)節(jié)，包括你應(yīng)該如何創(chuàng)建并注冊(cè)新的此類對(duì)象來(lái)擴(kuò)展導(dǎo)入機(jī)制。

5.3.3. 導(dǎo)入鉤子?

導(dǎo)入機(jī)制被設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展；其中的基本機(jī)制是 導(dǎo)入鉤子。 導(dǎo)入鉤子有兩種類型: 元鉤子 和 導(dǎo)入路徑鉤子。

元鉤子在導(dǎo)入過(guò)程開(kāi)始時(shí)被調(diào)用，此時(shí)任何其他導(dǎo)入過(guò)程尚未發(fā)生，但 sys.modules 緩存查找除外。 這允許元鉤子重載 sys.path 過(guò)程、凍結(jié)模塊甚至內(nèi)置模塊。 元鉤子的注冊(cè)是通過(guò)向 sys.meta_path 添加新的查找器對(duì)象，具體如下所述。

導(dǎo)入路徑鉤子是作為 sys.path (或 package.__path__) 過(guò)程的一部分，在遇到它們所關(guān)聯(lián)的路徑項(xiàng)的時(shí)候被調(diào)用。 導(dǎo)入路徑鉤子的注冊(cè)是通過(guò)向 sys.path_hooks 添加新的可調(diào)用對(duì)象，具體如下所述。

5.3.4. 元路徑?

當(dāng)指定名稱的模塊在 sys.modules 中找不到時(shí)，Python 會(huì)接著搜索 sys.meta_path，其中包含元路徑查找器對(duì)象列表。 這些查找器按順序被查詢以確定它們是否知道如何處理該名稱的模塊。 元路徑查找器必須實(shí)現(xiàn)名為 find_spec() 的方法，該方法接受三個(gè)參數(shù)：名稱、導(dǎo)入路徑和目標(biāo)模塊（可選）。 元路徑查找器可使用任何策略來(lái)確定它是否能處理指定名稱的模塊。

如果元路徑查找器知道如何處理指定名稱的模塊，它將返回一個(gè)說(shuō)明對(duì)象。 如果它不能處理該名稱的模塊，則會(huì)返回 None。 如果 sys.meta_path 處理過(guò)程到達(dá)列表末尾仍未返回說(shuō)明對(duì)象，則將引發(fā) ModuleNotFoundError。 任何其他被引發(fā)異常將直接向上傳播，并放棄導(dǎo)入過(guò)程。

元路徑查找器的 find_spec() 方法調(diào)用帶有兩到三個(gè)參數(shù)。 第一個(gè)是被導(dǎo)入模塊的完整限定名稱，例如 foo.bar.baz。 第二個(gè)參數(shù)是供模塊搜索使用的路徑條目。 對(duì)于最高層級(jí)模塊，第二個(gè)參數(shù)為 None，但對(duì)于子模塊或子包，第二個(gè)參數(shù)為父包 __path__ 屬性的值。 如果相應(yīng)的 __path__ 屬性無(wú)法訪問(wèn)，將引發(fā) ModuleNotFoundError。 第三個(gè)參數(shù)是一個(gè)將被作為稍后加載目標(biāo)的現(xiàn)有模塊對(duì)象。 導(dǎo)入系統(tǒng)僅會(huì)在重加載期間傳入一個(gè)目標(biāo)模塊。

對(duì)于單個(gè)導(dǎo)入請(qǐng)求可以多次遍歷元路徑。 例如，假設(shè)所涉及的模塊都尚未被緩存，則導(dǎo)入 foo.bar.baz 將首先執(zhí)行頂級(jí)的導(dǎo)入，在每個(gè)元路徑查找器 (mpf) 上調(diào)用 mpf.find_spec("foo", None, None)。 在導(dǎo)入 foo 之后，foo.bar 將通過(guò)第二次遍歷元路徑來(lái)導(dǎo)入，調(diào)用 mpf.find_spec("foo.bar", foo.__path__, None)。 一旦 foo.bar 完成導(dǎo)入，最后一次遍歷將調(diào)用 mpf.find_spec("foo.bar.baz", foo.bar.__path__, None)。

有些元路徑查找器只支持頂級(jí)導(dǎo)入。 當(dāng)把 None 以外的對(duì)象作為第三個(gè)參數(shù)傳入時(shí)，這些導(dǎo)入器將總是返回 None。

Python 的默認(rèn) sys.meta_path 具有三種元路徑查找器，一種知道如何導(dǎo)入內(nèi)置模塊，一種知道如何導(dǎo)入凍結(jié)模塊，還有一種知道如何導(dǎo)入來(lái)自 import path 的模塊 (即 path based finder)。

5.4.1. 加載器?

模塊加載器提供關(guān)鍵的加載功能：模塊執(zhí)行。 導(dǎo)入機(jī)制調(diào)用 importlib.abc.Loader.exec_module() 方法并傳入一個(gè)參數(shù)來(lái)執(zhí)行模塊對(duì)象。 從 exec_module() 返回的任何值都將被忽略。

加載器必須滿足下列要求:

• 如果模塊是一個(gè) Python 模塊（而非內(nèi)置模塊或動(dòng)態(tài)加載的擴(kuò)展），加載器應(yīng)該在模塊的全局命名空間 (module.__dict__) 中執(zhí)行模塊的代碼。

• 如果加載器無(wú)法執(zhí)行指定模塊，它應(yīng)該引發(fā) ImportError，不過(guò)在 exec_module() 期間引發(fā)的任何其他異常也會(huì)被傳播。

在許多情況下，查找器和加載器可以是同一對(duì)象；在此情況下 find_spec() 方法將返回一個(gè)規(guī)格說(shuō)明，其中加載器會(huì)被設(shè)為 self。

模塊加載器可以選擇通過(guò)實(shí)現(xiàn) create_module() 方法在加載期間創(chuàng)建模塊對(duì)象。 它接受一個(gè)參數(shù)，即模塊規(guī)格說(shuō)明，并返回新的模塊對(duì)象供加載期間使用。 create_module() 不需要在模塊對(duì)象上設(shè)置任何屬性。 如果模塊返回 None，導(dǎo)入機(jī)制將自行創(chuàng)建新模塊。

5.4.2. 子模塊?

當(dāng)使用任意機(jī)制 (例如 importlib API, import 及 import-from 語(yǔ)句或者內(nèi)置的 __import__()) 加載一個(gè)子模塊時(shí)，父模塊的命名空間中會(huì)添加一個(gè)對(duì)子模塊對(duì)象的綁定。 例如，如果包 spam 有一個(gè)子模塊 foo，則在導(dǎo)入 spam.foo 之后，spam 將具有一個(gè) 綁定到相應(yīng)子模塊的 foo 屬性。 假如現(xiàn)在有如下的目錄結(jié)構(gòu):

spam/
    __init__.py
    foo.py

and spam/__init__.py has the following line in it:

from .foo import Foo

then executing the following puts name bindings for foo and Foo in the spam module:

>>> import spam
>>> spam.foo
<module 'spam.foo' from '/tmp/imports/spam/foo.py'>
>>> spam.Foo
<class 'spam.foo.Foo'>

按照通常的 Python 名稱綁定規(guī)則，這看起來(lái)可能會(huì)令人驚訝，但它實(shí)際上是導(dǎo)入系統(tǒng)的一個(gè)基本特性。 保持不變的一點(diǎn)是如果你有 sys.modules['spam'] 和 sys.modules['spam.foo'] (例如在上述導(dǎo)入之后就是如此)，則后者必須顯示為前者的 foo 屬性。

5.4.3. 模塊規(guī)格說(shuō)明?

導(dǎo)入機(jī)制在導(dǎo)入期間會(huì)使用有關(guān)每個(gè)模塊的多種信息，特別是加載之前。 大多數(shù)信息都是所有模塊通用的。 模塊規(guī)格說(shuō)明的目的是基于每個(gè)模塊來(lái)封裝這些導(dǎo)入相關(guān)信息。

在導(dǎo)入期間使用規(guī)格說(shuō)明可允許狀態(tài)在導(dǎo)入系統(tǒng)各組件之間傳遞，例如在創(chuàng)建模塊規(guī)格說(shuō)明的查找器和執(zhí)行模塊的加載器之間。 最重要的一點(diǎn)是，它允許導(dǎo)入機(jī)制執(zhí)行加載的樣板操作，在沒(méi)有模塊規(guī)格說(shuō)明的情況下這是加載器的責(zé)任。

模塊的規(guī)格說(shuō)明會(huì)作為模塊對(duì)象的 __spec__ 屬性對(duì)外公開(kāi)。 有關(guān)模塊規(guī)格的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱 ModuleSpec。

5.4.4. 導(dǎo)入相關(guān)的模塊屬性?

導(dǎo)入機(jī)制會(huì)在加載期間會(huì)根據(jù)模塊的規(guī)格說(shuō)明填充每個(gè)模塊對(duì)象的這些屬性，并在加載器執(zhí)行模塊之前完成。

__name__?

__name__ 屬性必須被設(shè)為模塊的完整限定名稱。 此名稱被用來(lái)在導(dǎo)入系統(tǒng)中唯一地標(biāo)識(shí)模塊。

__loader__?

__loader__ 屬性必須被設(shè)為導(dǎo)入系統(tǒng)在加載模塊時(shí)使用的加載器對(duì)象。 這主要是用于內(nèi)省，但也可用于額外的加載器專用功能，例如獲取關(guān)聯(lián)到加載器的數(shù)據(jù)。

__package__?

模塊的 __package__ 屬性必須設(shè)定。 其取值必須為一個(gè)字符串，但可以與 __name__ 取相同的值。 當(dāng)模塊是包時(shí)，其 __package__ 值應(yīng)該設(shè)為其 __name__ 值。 當(dāng)模塊不是包時(shí)，對(duì)于最高層級(jí)模塊 __package__ 應(yīng)該設(shè)為空字符串，對(duì)于子模塊則應(yīng)該設(shè)為其父包名。 更多詳情可參閱 PEP 366。

該屬性取代 __name__ 被用來(lái)為主模塊計(jì)算顯式相對(duì)導(dǎo)入，相關(guān)定義見(jiàn) PEP 366。 預(yù)期它與 __spec__.parent 具有相同的值。

在 3.6 版更改: __package__ 預(yù)期與 __spec__.parent 具有相同的值。

__spec__?

__spec__ 屬性必須設(shè)為在導(dǎo)入模塊時(shí)要使用的模塊規(guī)格說(shuō)明。 對(duì) __spec__ 的正確設(shè)定將同時(shí)作用于 解釋器啟動(dòng)期間初始化的模塊。 唯一的例外是 __main__，其中的 __spec__ 會(huì) 在某些情況下設(shè)為 None.

當(dāng) __package__ 未定義時(shí)， __spec__.parent 會(huì)被用作回退項(xiàng)。

3.4 新版功能.

在 3.6 版更改: 當(dāng) __package__ 未定義時(shí)，__spec__.parent 會(huì)被用作回退項(xiàng)。

__path__?

如果模塊為包（不論是正規(guī)包還是命名空間包），則必須設(shè)置模塊對(duì)象的 __path__ 屬性。 屬性值必須為可迭代對(duì)象，但如果 __path__ 沒(méi)有進(jìn)一步的用處則可以為空。 如果 __path__ 不為空，則在迭代時(shí)它應(yīng)該產(chǎn)生字符串。 有關(guān) __path__ 語(yǔ)義的更多細(xì)節(jié)將在 下文 中給出。

不是包的模塊不應(yīng)該具有 __path__ 屬性。

__file__?

__cached__?

__file__ is optional (if set, value must be a string). It indicates the pathname of the file from which the module was loaded (if loaded from a file), or the pathname of the shared library file for extension modules loaded dynamically from a shared library. It might be missing for certain types of modules, such as C modules that are statically linked into the interpreter, and the import system may opt to leave it unset if it has no semantic meaning (e.g. a module loaded from a database).

If __file__ is set then the __cached__ attribute might also be set, which is the path to any compiled version of the code (e.g. byte-compiled file). The file does not need to exist to set this attribute; the path can simply point to where the compiled file would exist (see PEP 3147).

Note that __cached__ may be set even if __file__ is not set. However, that scenario is quite atypical. Ultimately, the loader is what makes use of the module spec provided by the finder (from which __file__ and __cached__ are derived). So if a loader can load from a cached module but otherwise does not load from a file, that atypical scenario may be appropriate.

5.4.5. module.__path__?

根據(jù)定義，如果一個(gè)模塊具有 __path__ 屬性，它就是包。

包的 __path__ 屬性會(huì)在導(dǎo)入其子包期間被使用。 在導(dǎo)入機(jī)制內(nèi)部，它的功能與 sys.path 基本相同，即在導(dǎo)入期間提供一個(gè)模塊搜索位置列表。 但是，__path__ 通常會(huì)比 sys.path 受到更多限制。

__path__ 必須是由字符串組成的可迭代對(duì)象，但它也可以為空。 作用于 sys.path 的規(guī)則同樣適用于包的 __path__，并且 sys.path_hooks (見(jiàn)下文) 會(huì)在遍歷包的 __path__ 時(shí)被查詢。

包的 __init__.py 文件可以設(shè)置或更改包的 __path__ 屬性，而且這是在 PEP 420 之前實(shí)現(xiàn)命名空間包的典型方式。 隨著 PEP 420 的引入，命名空間包不再需要提供僅包含 __path__ 操控代碼的 __init__.py 文件；導(dǎo)入機(jī)制會(huì)自動(dòng)為命名空間包正確地設(shè)置 __path__。

5.4.6. 模塊的 repr?

默認(rèn)情況下，全部模塊都具有一個(gè)可用的 repr，但是你可以依據(jù)上述的屬性設(shè)置，在模塊的規(guī)格說(shuō)明中更為顯式地控制模塊對(duì)象的 repr。

如果模塊具有 spec (__spec__)，導(dǎo)入機(jī)制將嘗試用它來(lái)生成一個(gè) repr。 如果生成失敗或找不到 spec，導(dǎo)入系統(tǒng)將使用模塊中的各種可用信息來(lái)制作一個(gè)默認(rèn) repr。 它將嘗試使用 module.__name__, module.__file__ 以及 module.__loader__ 作為 repr 的輸入，并將任何丟失的信息賦為默認(rèn)值。

以下是所使用的確切規(guī)則:

• 如果模塊具有 __spec__ 屬性，其中的規(guī)格信息會(huì)被用來(lái)生成 repr。 被查詢的屬性有 "name", "loader", "origin" 和 "has_location" 等等。

• 如果模塊具有 __file__ 屬性，這會(huì)被用作模塊 repr 的一部分。

• 如果模塊沒(méi)有 __file__ 但是有 __loader__ 且取值不為 None，則加載器的 repr 會(huì)被用作模塊 repr 的一部分。

• 對(duì)于其他情況，僅在 repr 中使用模塊的 __name__。

5.4.7. 已緩存字節(jié)碼的失效?

在 Python 從 .pyc 文件加載已緩存字節(jié)碼之前，它會(huì)檢查緩存是否由最新的 .py 源文件所生成。 默認(rèn)情況下，Python 通過(guò)在所寫(xiě)入緩存文件中保存源文件的最新修改時(shí)間戳和大小來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 在運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)入系統(tǒng)會(huì)通過(guò)比對(duì)緩存文件中保存的元數(shù)據(jù)和源文件的元數(shù)據(jù)確定該緩存的有效性。

Python 也支持“基于哈希的”緩存文件，即保存源文件內(nèi)容的哈希值而不是其元數(shù)據(jù)。 存在兩種基于哈希的 .pyc 文件：檢查型和非檢查型。 對(duì)于檢查型基于哈希的 .pyc 文件，Python 會(huì)通過(guò)求哈希源文件并將結(jié)果哈希值與緩存文件中的哈希值比對(duì)來(lái)確定緩存有效性。 如果檢查型基于哈希的緩存文件被確定為失效，Python 會(huì)重新生成并寫(xiě)入一個(gè)新的檢查型基于哈希的緩存文件。 對(duì)于非檢查型 .pyc 文件，只要其存在 Python 就會(huì)直接認(rèn)定緩存文件有效。 確定基于哈希的 .pyc 文件有效性的行為可通過(guò) --check-hash-based-pycs 旗標(biāo)來(lái)重載。

5.5.1. 路徑條目查找器?

path based finder 會(huì)負(fù)責(zé)查找和加載通過(guò) path entry 字符串來(lái)指定位置的 Python 模塊和包。 多數(shù)路徑條目所指定的是文件系統(tǒng)中的位置，但它們并不必受限于此。

作為一種元路徑查找器，path based finder 實(shí)現(xiàn)了上文描述的 find_spec() 協(xié)議，但是它還對(duì)外公開(kāi)了一些附加鉤子，可被用來(lái)定制模塊如何從 import path 查找和加載。

有三個(gè)變量由 path based finder, sys.path, sys.path_hooks 和 sys.path_importer_cache 所使用。 包對(duì)象的 __path__ 屬性也會(huì)被使用。 它們提供了可用于定制導(dǎo)入機(jī)制的額外方式。

sys.path 包含一個(gè)提供模塊和包搜索位置的字符串列表。 它初始化自 PYTHONPATH 環(huán)境變量以及多種其他特定安裝和實(shí)現(xiàn)的默認(rèn)設(shè)置。 sys.path 條目可指定的名稱有文件系統(tǒng)中的目錄、zip 文件和其他可用于搜索模塊的潛在“位置”（參見(jiàn) site 模塊），例如 URL 或數(shù)據(jù)庫(kù)查詢等。 在 sys.path 中只能出現(xiàn)字符串和字節(jié)串；所有其他數(shù)據(jù)類型都會(huì)被忽略。 字節(jié)串條目使用的編碼由單獨(dú)的 路徑條目查找器 來(lái)確定。

path based finder 是一種 meta path finder，因此導(dǎo)入機(jī)制會(huì)通過(guò)調(diào)用上文描述的基于路徑的查找器的 find_spec() 方法來(lái)啟動(dòng) import path 搜索。 當(dāng)要向 find_spec() 傳入 path 參數(shù)時(shí)，它將是一個(gè)可遍歷的字符串列表 —— 通常為用來(lái)在其內(nèi)部進(jìn)行導(dǎo)入的包的 __path__ 屬性。 如果 path 參數(shù)為 None，這表示最高層級(jí)的導(dǎo)入，將會(huì)使用 sys.path。

基于路徑的查找器會(huì)迭代搜索路徑中的每個(gè)條目，并且每次都查找與路徑條目對(duì)應(yīng)的 path entry finder (PathEntryFinder)。 因?yàn)檫@種操作可能很耗費(fèi)資源（例如搜索會(huì)有 stat() 調(diào)用的開(kāi)銷），基于路徑的查找器會(huì)維持一個(gè)緩存來(lái)將路徑條目映射到路徑條目查找器。 這個(gè)緩存放于 sys.path_importer_cache (盡管如此命名，但這個(gè)緩存實(shí)際存放的是查找器對(duì)象而非僅限于 importer 對(duì)象)。 通過(guò)這種方式，對(duì)特定 path entry 位置的 path entry finder 的高耗費(fèi)搜索只需進(jìn)行一次。 用戶代碼可以自由地從 sys.path_importer_cache 移除緩存條目，以強(qiáng)制基于路徑的查找器再次執(zhí)行路徑條目搜索 3。

如果路徑條目不存在于緩存中，基于路徑的查找器會(huì)迭代 sys.path_hooks 中的每個(gè)可調(diào)用對(duì)象。 對(duì)此列表中的每個(gè) 路徑條目鉤子 的調(diào)用會(huì)帶有一個(gè)參數(shù)，即要搜索的路徑條目。 每個(gè)可調(diào)用對(duì)象或是返回可處理路徑條目的 path entry finder，或是引發(fā) ImportError。 基于路徑的查找器使用 ImportError 來(lái)表示鉤子無(wú)法找到與 path entry 相對(duì)應(yīng)的 path entry finder。 該異常會(huì)被忽略并繼續(xù)進(jìn)行 import path 的迭代。 每個(gè)鉤子應(yīng)該期待接收一個(gè)字符串或字節(jié)串對(duì)象；字節(jié)串對(duì)象的編碼由鉤子決定（例如可以是文件系統(tǒng)使用的編碼 UTF-8 或其它編碼），如果鉤子無(wú)法解碼參數(shù)，它應(yīng)該引發(fā) ImportError。

如果 sys.path_hooks 迭代結(jié)束時(shí)沒(méi)有返回 path entry finder，則基于路徑的查找器 find_spec() 方法將在 sys.path_importer_cache 中存入 None (表示此路徑條目沒(méi)有對(duì)應(yīng)的查找器) 并返回 None，表示此 meta path finder 無(wú)法找到該模塊。

如果 sys.path_hooks 中的某個(gè) path entry hook 可調(diào)用對(duì)象的返回值 是 一個(gè) path entry finder，則以下協(xié)議會(huì)被用來(lái)向查找器請(qǐng)求一個(gè)模塊的規(guī)格說(shuō)明，并在加載該模塊時(shí)被使用。

當(dāng)前工作目錄 -- 由一個(gè)空字符串表示 -- 的處理方式與 sys.path 中的其他條目略有不同。 首先，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前工作目錄不存在，則 sys.path_importer_cache 中不會(huì)存放任何值。 其次，每個(gè)模塊查找會(huì)對(duì)當(dāng)前工作目錄的值進(jìn)行全新查找。 第三，由 sys.path_importer_cache 所使用并由 importlib.machinery.PathFinder.find_spec() 所返回的路徑將是實(shí)際的當(dāng)前工作目錄而非空字符串。

5.5.2. 路徑條目查找器協(xié)議?

為了支持模塊和已初始化包的導(dǎo)入，也為了給命名空間包提供組成部分，路徑條目查找器必須實(shí)現(xiàn) find_spec() 方法。

find_spec() 接受兩個(gè)參數(shù)，即要導(dǎo)入模塊的完整限定名稱，以及（可選的）目標(biāo)模塊。 find_spec() 返回模塊的完全填充好的規(guī)格說(shuō)明。 這個(gè)規(guī)格說(shuō)明總是包含“加載器”集合（但有一個(gè)例外）。

為了向?qū)霗C(jī)制提示該規(guī)格說(shuō)明代表一個(gè)命名空間 portion，路徑條目查找器會(huì)將 "submodule_search_locations" 設(shè)為一個(gè)包含該部分的列表。

5.8.1. __main__.__spec__?

根據(jù) __main__ 被初始化的方式，__main__.__spec__ 會(huì)被設(shè)置相應(yīng)值或是 None。

當(dāng) Python 附加 -m 選項(xiàng)啟動(dòng)時(shí)，__spec__ 會(huì)被設(shè)為相應(yīng)模塊或包的模塊規(guī)格說(shuō)明。 __spec__ 也會(huì)在 __main__ 模塊作為執(zhí)行某個(gè)目錄，zip 文件或其它 sys.path 條目的一部分加載時(shí)被填充。

在 其余的情況 下 __main__.__spec__ 會(huì)被設(shè)為 None，因?yàn)橛糜谔畛?__main__ 的代碼不直接與可導(dǎo)入的模塊相對(duì)應(yīng):

• 交互型提示

• -c 選項(xiàng)

• 從 stdin 運(yùn)行

• 直接從源碼或字節(jié)碼文件運(yùn)行

請(qǐng)注意在最后一種情況中 __main__.__spec__ 總是為 None，即使 文件從技術(shù)上說(shuō)可以作為一個(gè)模塊被導(dǎo)入。 如果想要讓 __main__ 中的元數(shù)據(jù)生效，請(qǐng)使用 -m 開(kāi)關(guān)。

還要注意即使是在 __main__ 對(duì)應(yīng)于一個(gè)可導(dǎo)入模塊且 __main__.__spec__ 被相應(yīng)地設(shè)定時(shí)，它們?nèi)詴?huì)被視為 不同的 模塊。 這是由于以下事實(shí)：使用 if __name__ == "__main__": 檢測(cè)來(lái)保護(hù)的代碼塊僅會(huì)在模塊被用來(lái)填充 __main__ 命名空間時(shí)而非普通的導(dǎo)入時(shí)被執(zhí)行。