# 31.5. `importlib` — The implementation of `import`

3.1 新版功能.

源代码 Lib/importlib/__init__.py

## 31.5.1. 概述

The purpose of the `importlib` package is two-fold. One is to provide the implementation of the `import` statement (and thus, by extension, the `__import__()` function) in Python source code. This provides an implementation of `import` which is portable to any Python interpreter. This also provides an implementation which is easier to comprehend than one implemented in a programming language other than Python.

第二个目的是实现 `import` 的部分被公开在这个包中，使得用户更容易创建他们自己的自定义对象 (通常被称为 importer) 来参与到导入过程中。

参见

The import statement

  `import` 语句的语言参考

包规格说明

  包的初始规范。自从编写这个文档开始，一些语义已经发生改变了（比如基于 `sys.modules` 中 `None` 的重定向）。

`__import__()` 函数

  `import` 语句是这个函数的语法糖。

PEP 235

  在忽略大小写的平台上进行导入

PEP 263

  定义 Python 源代码编码

PEP 302

  新导入钩子

PEP 328

  导入：多行和绝对/相对

PEP 366

  主模块显式相对导入

PEP 420

  隐式命名空间包

PEP 451

  导入系统的一个模块规范类型

PEP 488

  消除PYO文件

PEP 489

  多阶段扩展模块初始化

PEP 3120

  使用 UTF-8 作为默认的源编码

PEP 3147

  PYC 仓库目录

## 31.5.2. 函数

`importlib.``__import__`(name, globals=None, locals=None, fromlist=(), level=0)

  内置 `__import__()` 函数的实现。

  注解

  程序式地导入模块应该使用 `import_module()` 而不是这个函数。

`importlib.``import_module`(name, package=None)

  导入一个模块。参数 name 指定了以绝对或相对导入方式导入什么模块 (比如要么像这样 `pkg.mod` 或者这样 `..mod`)。如果参数 name 使用相对导入的方式来指定，那么那个参数 packages 必须设置为那个包名，这个包名作为解析这个包名的锚点 (比如 `import_module('..mod', 'pkg.subpkg')` 将会导入 `pkg.mod`)。

  `import_module()` 函数是一个对 `importlib.__import__()` 进行简化的包装器。 这意味着该函数的所有主义都来自于 `importlib.__import__()`。 这两个函数之间最重要的不同点在于 `import_module()` 返回指定的包或模块 (例如 `pkg.mod`)，而 `__import__()` 返回最高层级的包或模块 (例如 `pkg`)。

  如果动态导入一个自从解释器开始执行以来被创建的模块（即创建了一个 Python 源代码文件），为了让导入系统知道这个新模块，可能需要调用 `invalidate_caches()`。

  在 3.3 版更改: 父包会被自动导入。

`importlib.``find_loader`(name, path=None)

  查找一个模块的加载器，可选择地在指定的 path 里面。如果这个模块是在 `sys.modules`，那么返回 `sys.modules[name].__loader__` (除非这个加载器是 `None` 或者是没有被设置， 在这样的情况下，会引起 `ValueError` 异常）。 否则使用 `sys.meta_path` 的一次搜索就结束。如果未发现加载器，则返回 `None`。

  点状的名称没有使得它父包或模块隐式地导入，因为它需要加载它们并且可能不需要。为了适当地导入一个子模块，需要导入子模块的所有父包并且使用正确的参数提供给 path。

  3.3 新版功能.

  在 3.4 版更改: 如果没有设置 `__loader__`，会引起 `ValueError` 异常，就像属性设置为 `None` 的时候一样。

  3.4 版后已移除: 使用 `importlib.util.find_spec()` 来代替。

`importlib.``invalidate_caches`()

  使查找器存储在 `sys.meta_path` 中的内部缓存无效。如果一个查找器实现了 `invalidate_caches()`，那么它会被调用来执行那个无效过程。 如果创建/安装任何模块，同时正在运行的程序是为了保证所有的查找器知道新模块的存在，那么应该调用这个函数。

  3.3 新版功能.

`importlib.``reload`(module)

  重新加载之前导入的 module。那个参数必须是一个模块对象，所以它之前必须已经成功导入了。这样做是有用的，如果使用外部编辑器编已经辑过了那个模块的源代码文件并且想在退出 Python 解释器之前试验这个新版本的模块。函数的返回值是那个模块对象（如果重新导入导致一个不同的对象放置在 `sys.modules` 中，那么那个模块对象是有可能会不同）。

  当执行 `reload()` 的时候：

  - Python 模块的代码会被重新编译并且那个模块级的代码被重新执行，通过重新使用一开始加载那个模块的 loader，定义一个新的绑定在那个模块字典中的名称的对象集合。扩展模块的``init``函数不会被调用第二次。

  - 与Python中的所有的其它对象一样，旧的对象只有在它们的引用计数为0之后才会被回收。

  - 模块命名空间中的名称重新指向任何新的或更改后的对象。

  - 其他旧对象的引用（例如那个模块的外部名称）不会被重新绑定到引用的新对象的，并且如果有需要，必须在出现的每个命名空间中进行更新。

  有一些其他注意事项：

  当一个模块被重新加载的时候，它的字典（包含了那个模块的全区变量）会被保留。名称的重新定义会覆盖旧的定义，所以通常来说这不是问题。如果一个新模块没有定义在旧版本模块中定义的名称，则将保留旧版本中的定义。这一特性可用于作为那个模块的优点，如果它维护一个全局表或者对象的缓存 —— 使用 `try` 语句，就可以测试表的存在并且跳过它的初始化，如果有需要的话:

      try:
          cache
      except NameError:
          cache = {}

  重新加载内置的或者动态加载模块，通常来说不是很有用处。不推荐重新加载”`sys`，`__main__`，`builtins` 和其它关键模块。在很多例子中，扩展模块并不是设计为不止一次的初始化，并且当重新加载时，可能会以任意方式失败。

  If a module imports objects from another module using `from` … `import` …, calling `reload()` for the other module does not redefine the objects imported from it — one way around this is to re-execute the `from` statement, another is to use `import` and qualified names (module.name) instead.

  如果一个模块创建一个类的实例，重新加载定义那个类的模块不影响那些实例的方法定义———它们继续使用旧类中的定义。对于子类来说同样是正确的。

  3.4 新版功能.

## 31.5.3. `importlib.abc` —— 关于导入的抽象基类

源代码： Lib/importlib/abc.py

The `importlib.abc` module contains all of the core abstract base classes used by `import`. Some subclasses of the core abstract base classes are also provided to help in implementing the core ABCs.

ABC 类的层次结构：

    object
     +-- Finder (deprecated)
     |    +-- MetaPathFinder
     |    +-- PathEntryFinder
     +-- Loader
          +-- ResourceLoader --------+
          +-- InspectLoader          |
               +-- ExecutionLoader --+
                                     +-- FileLoader
                                     +-- SourceLoader

class `importlib.abc.``Finder`

  代表 finder 的一个抽象基类

  3.3 版后已移除: 使用 `MetaPathFinder` 或 `PathEntryFinder` 来代替。

  abstractmethod `find_module`(fullname, path=None)

    为指定的模块查找 loader 定义的抽象方法。本来是在 PEP 302 指定的，这个方法是在 `sys.meta_path` 和基于路径的导入子系统中使用。

    在 3.4 版更改: 当被调用的时候，返回 `None` 而不是引发 `NotImplementedError`。

class `importlib.abc.``MetaPathFinder`

  代表 meta path finder 的一个抽象基类。 为了保持兼容性，这是 `Finder` 的一个子类。

  3.3 新版功能.

  `find_spec`(fullname, path, target=None)

    An abstract method for finding a spec for the specified module. If this is a top-level import, path will be `None`. Otherwise, this is a search for a subpackage or module and path will be the value of `__path__` from the parent package. If a spec cannot be found, `None` is returned. When passed in, `target` is a module object that the finder may use to make a more educated guess about what spec to return.

    3.4 新版功能.

  `find_module`(fullname, path)

    一个用于查找指定的模块中 loader 的遗留方法。如果这是最高层级的导入，path 的值将会是 `None`。否则，这是一个查找子包或者模块的方法，并且 path 的值将会是来自父包的 `__path__` 的值。如果未发现加载器，返回 `None`。

    如果定义了 `find_spec()` 方法，则提供了向后兼容的功能。

    在 3.4 版更改: 当调用这个方法的时候返回 `None` 而不是引发 `NotImplementedError`。 可以使用 `find_spec()` 来提供功能。

    3.4 版后已移除: 使用 `find_spec()` 来代替。

  `invalidate_caches`()

    当被调用的时候，一个可选的方法应该将查找器使用的任何内部缓存进行无效。将在 `sys.meta_path` 上的所有查找器的缓存进行无效的时候，这个函数被 `importlib.invalidate_caches()` 所使用。

    在 3.4 版更改: 当方法被调用的时候，方法返回是 `None` 而不是 `NotImplemented` 。

class `importlib.abc.``PathEntryFinder`

  path entry finder 的一个抽象基类。尽管这个基类和 `MetaPathFinder` 有一些相似之处，但是 `PathEntryFinder` 只在由 `PathFinder` 提供的基于路径导入子系统中使用。这个抽象类是 Finder 的一个子类，仅仅是因为兼容性的原因。

  3.3 新版功能.

  `find_spec`(fullname, target=None)

    An abstract method for finding a spec for the specified module. The finder will search for the module only within the path entry to which it is assigned. If a spec cannot be found, `None` is returned. When passed in, `target` is a module object that the finder may use to make a more educated guess about what spec to return.

    3.4 新版功能.

  `find_loader`(fullname)

    一个用于在模块中查找一个 loader 的遗留方法。 返回一个 `(loader, portion)` 的2元组，`portion` 是一个贡献给命名空间包部分的文件系统位置的序列。 加载器可能是 `None`，同时正在指定的 `portion` 表示的是贡献给命名空间包的文件系统位置。`portion` 可以使用一个空列表来表示加载器不是命名空间包的一部分。 如果 `loader` 是 `None` 并且 `portion` 是一个空列表，那么命名空间包中无加载器或者文件系统位置可查找到（即在那个模块中未能找到任何东西）。

    如果定义了 `find_spec()` ，则提供了向后兼容的功能。

    在 3.4 版更改: 返回 `(None, [])` 而不是引发 `NotImplementedError`。 当可于提供相应的功能的时候，使用 `find_spec()`。

    3.4 版后已移除: 使用 `find_spec()` 来代替。

  `find_module`(fullname)

    `Finder.find_module`的具体实现，该方法等价于``self.find_loader(fullname)[0]`()`。

    3.4 版后已移除: 使用 `find_spec()` 来代替。

  `invalidate_caches`()

    当被调用的时候，一个可选的方法应该将查找器使用的任何内部缓存进行无效。当将所有缓存的查找器的缓存进行无效的时候，该函数被 `PathFinder.invalidate_caches()` 使用。

class `importlib.abc.``Loader`

  loader 的抽象基类。 关于一个加载器的实际定义请查看 PEP 302。

  `create_module`(spec)

    当导入一个模块的时候，一个返回将要使用的那个模块对象的方法。这个方法可能返回 `None` ，这暗示着应该发生默认的模块创建语义。”

    3.4 新版功能.

    在 3.5 版更改: 从 Python 3.6 开始，当定义了 `exec_module()` 的时候，这个方法将不会是可选的。

  `exec_module`(module)

    当一个模块被导入或重新加载时，一个抽象方法在它自己的命名空间中执行那个模块。当调用 `exec_module()` 的时候，那个模块应该已经被初始化 了。当这个方法存在时，必须定义 `create_module()` 。

    3.4 新版功能.

    在 3.6 版更改: `create_module()` 也必须被定义。

  `load_module`(fullname)

    用于加载一个模块的传统方法。如果这个模块不能被导入，将引起 `ImportError` 异常，否则返回那个被加载的模块。

    如果请求的模块已经存在 `sys.modules`，应该使用并且重新加载那个模块。 否则加载器应该是创建一个新的模块并且在任何家过程开始之前将这个新模块插入到 `sys.modules` 中，来阻止递归导入。 如果加载器插入了一个模块并且加载失败了，加载器必须从 `sys.modules` 中将这个模块移除。在加载器开始执行之前，已经在 `sys.modules` 中的模块应该被忽略 (查看 `importlib.util.module_for_loader()`)。

    加载器应该在模块上面设置几个属性。（要知道当重新加载一个模块的时候，那些属性某部分可以改变）：

    - `__name__`

        模块的名字

    - `__file__`

        模块数据存储的路径(不是为了内置的模块而设置)

    - `__cached__`

        被存储或应该被存储的模块的编译版本的路径（当这个属性不恰当的时候不设置）。

    - `__path__`

        指定在一个包中搜索路径的一个字符串列表。这个属性不在模块上面进行设置。

    - `__package__`

        模块/包的父包。如果这个模块是最上层的，那么它是一个为空字符串的值。 `importlib.util.module_for_loader()` 装饰器可以处理 `__package__` 的细节。

    - `__loader__`

        用来加载那个模块的加载器。 `importlib.util.module_for_loader()` 装饰器可以处理 `__package__` 的细节。

    当 `exec_module()` 可用的时候，那么则提供了向后兼容的功能。

    在 3.4 版更改: 当这个方法被调用的时候，触发 `ImportError` 异常而不是 `NotImplementedError`。当 `exec_module()` 可用的时候，使用它的功能。

    3.4 版后已移除: 加载模块推荐的使用的 API 是 `exec_module()` (和 `create_module()`)。 加载器应该实现它而不是 load_module()。 当 exec_module() 被实现的时候，导入机制关心的是 load_module() 所有其他的责任。

  `module_repr`(module)

    一个遗留方法，在实现时计算并返回给定模块的 repr，作为字符串。 模块类型的默认 repr() 将根据需要使用此方法的结果。

    3.3 新版功能.

    在 3.4 版更改: 是可选的方法而不是一个抽象方法。

    3.4 版后已移除: 现在导入机制会自动地关注这个方法。

class `importlib.abc.``ResourceLoader`

  一个 loader 的抽象基类，它实现了可选的 PEP 302 协议用于从存储后端加载任意资源。

  abstractmethod `get_data`(path)

    一个用于返回位于 path 的字节数据的抽象方法。有一个允许存储任意数据的类文件存储后端的加载器能够实现这个抽象方法来直接访问这些被存储的数据。如果不能够找到 path，则会引发 `OSError` 异常。path 被希望使用一个模块的 `__file` 属性或来自一个包的 `__path__` 来构建。

    在 3.4 版更改: 引发 `OSError` 异常而不是 `NotImplementedError` 异常。

class `importlib.abc.``InspectLoader`

  一个实现加载器检查模块可选的 PEP 302 协议的 loader 的抽象基类。

  `get_code`(fullname)

    返回一个模块的代码对象，或如果模块没有一个代码对象（例如，对于内置的模块来说，这会是这种情况），则为 `None`。 如果加载器不能找到请求的模块，则引发 `ImportError` 异常。

    注解

    当这个方法有一个默认的实现的时候，出于性能方面的考虑，如果有可能的话，建议覆盖它。

    在 3.4 版更改: 不再抽象并且提供一个具体的实现。

  abstractmethod `get_source`(fullname)

    一个返回模块源的抽象方法。使用 universal newlines 作为文本字符串被返回，将所有可识别行分割符翻译成 `'\n'` 字符。 如果没有可用的源（例如，一个内置模块），则返回 `None`。 如果加载器不能找到指定的模块，则引发 `ImportError` 异常。

    在 3.4 版更改: 引发 `ImportError` 而不是 `NotImplementedError`。

  `is_package`(fullname)

    一个抽象方法，如果这个模块是一个包则返回真值，否则返回假值。 如果 loader 不能找到这个模块，则引发 `ImportError`。

    在 3.4 版更改: 引发 `ImportError` 而不是 `NotImplementedError`。

  static `source_to_code`(data, path='<string>')

    创建一个来自Python源码的代码对象。

    参数 data 可以是任意 `compile()` 函数支持的类型（例如字符串或字节串）。 参数 path 应该是源代码来源的路径，这可能是一个抽象概念（例如位于一个 zip 文件中）。

    在有后续代码对象的情况下，可以在一个模块中通过运行``exec(code, module.__dict__)``来执行它。

    3.4 新版功能.

    在 3.5 版更改: 使得这个方法变成静态的。

  `exec_module`(module)

    `Loader.exec_module()` 的实现。

    3.4 新版功能.

  `load_module`(fullname)

    `Loader.load_module()` 的实现。

    3.4 版后已移除: 使用 `exec_module()` 来代替。

class `importlib.abc.``ExecutionLoader`

  一个继承自 `InspectLoader` 的抽象基类，当被实现时，帮助一个模块作为脚本来执行。 这个抽象基类表示可选的 PEP 302 协议。

  abstractmethod `get_filename`(fullname)

    一个用来为指定模块返回 `__file__` 的值的抽象方法。如果无路径可用，则引发 `ImportError`。

    如果源代码可用，那么这个方法返回源文件的路径，不管是否是用来加载模块的字节码。

    在 3.4 版更改: 引发 `ImportError` 而不是 `NotImplementedError`。

class `importlib.abc.``FileLoader`(fullname, path)

  一个继承自 `ResourceLoader` 和 `ExecutionLoader`，提供 `ResourceLoader.get_data()` 和 `ExecutionLoader.get_filename()` 具体实现的抽象基类。

  参数*fullname*是加载器要处理的模块的完全解析的名字。参数*path*是模块文件的路径。

  3.3 新版功能.

  `name`

    加载器可以处理的模块的名字。

  `path`

    模块的文件路径

  `load_module`(fullname)

    调用super的``load_module()``。

    3.4 版后已移除: 使用 `Loader.exec_module()` 来代替。

  abstractmethod `get_filename`(fullname)

    返回 `path`。

  abstractmethod `get_data`(path)

    读取 path 作为二进制文件并且返回来自它的字节数据。

class `importlib.abc.``SourceLoader`

  一个用于实现源文件（和可选地字节码）加载的抽象基类。这个类继承自 `ResourceLoader` 和 `ExecutionLoader`，需要实现：

  - `ResourceLoader.get_data()`

  - `ExecutionLoader.get_filename()`

      应该是只返回源文件的路径；不支持无源加载。

  由这个类定义的抽象方法用来添加可选的字节码文件支持。不实现这些可选的方法（或导致它们引发 `NotImplementedError` 异常）导致这个加载器只能与源代码一起工作。 实现这些方法允许加载器能与源 和 字节码文件一起工作。不允许只提供字节码的 无源式 加载。字节码文件是通过移除 Python 编译器的解析步骤来加速加载的优化，并且因此没有开放出字节码专用的 API。

  `path_stats`(path)

    返回一个包含关于指定路径的元数据的 `dict` 的可选的抽象方法。 支持的字典键有：

    - `'mtime'` (必选项): 一个表示源码修改时间的整数或浮点数；

    - `'size'` (可选项)：源码的字节大小。

    字典中任何其他键会被忽略，以允许将来的扩展。 如果不能处理该路径，则会引发 `OSError`。

    3.3 新版功能.

    在 3.4 版更改: 引发 `OSError` 而不是 `NotImplemented`。

  `path_mtime`(path)

    返回指定文件路径修改时间的可选的抽象方法。

    3.3 版后已移除: 在有了 `path_stats()` 的情况下，这个方法被弃用了。 没必要去实现它了，但是为了兼容性，它依然处于可用状态。 如果文件路径不能被处理，则引发 `OSError` 异常。

    在 3.4 版更改: 引发 `OSError` 而不是 `NotImplemented`。

  `set_data`(path, data)

    往一个文件路径写入指定字节的的可选的抽象方法。任何中间不存在的目录不会被自动创建。

    由于路径是只读的，当写入的路径产生错误时（`errno.EACCES`/`PermissionError`），不会传播异常。

    在 3.4 版更改: 当被调用时，不再引起 `NotImplementedError` 异常。

  `get_code`(fullname)

    `InspectLoader.get_code()` 的具体实现。

  `exec_module`(module)

    `Loader.exec_module()` 的具体实现。

    3.4 新版功能.

  `load_module`(fullname)

    Concrete implementation of `Loader.load_module()`.

    3.4 版后已移除: 使用 `exec_module()` 来代替。

  `get_source`(fullname)

    `InspectLoader.get_source()` 的具体实现。

  `is_package`(fullname)

    `InspectLoader.is_package()` 的具体实现。一个模块被确定为一个包的条件是：它的文件路径（由 `ExecutionLoader.get_filename()` 提供）当文件扩展名被移除时是一个命名为 `__init__` 的文件，并且 这个模块名字本身不是以``__init__``结束。

## 31.5.4. `importlib.machinery` – Importers and path hooks

Source code: Lib/importlib/machinery.py

This module contains the various objects that help `import` find and load modules.

`importlib.machinery.``SOURCE_SUFFIXES`

  A list of strings representing the recognized file suffixes for source modules.

  3.3 新版功能.

`importlib.machinery.``DEBUG_BYTECODE_SUFFIXES`

  A list of strings representing the file suffixes for non-optimized bytecode modules.

  3.3 新版功能.

  3.5 版后已移除: Use `BYTECODE_SUFFIXES` instead.

`importlib.machinery.``OPTIMIZED_BYTECODE_SUFFIXES`

  A list of strings representing the file suffixes for optimized bytecode modules.

  3.3 新版功能.

  3.5 版后已移除: Use `BYTECODE_SUFFIXES` instead.

`importlib.machinery.``BYTECODE_SUFFIXES`

  A list of strings representing the recognized file suffixes for bytecode modules (including the leading dot).

  3.3 新版功能.

  在 3.5 版更改: The value is no longer dependent on `__debug__`.

`importlib.machinery.``EXTENSION_SUFFIXES`

  A list of strings representing the recognized file suffixes for extension modules.

  3.3 新版功能.

`importlib.machinery.``all_suffixes`()

  Returns a combined list of strings representing all file suffixes for modules recognized by the standard import machinery. This is a helper for code which simply needs to know if a filesystem path potentially refers to a module without needing any details on the kind of module (for example, `inspect.getmodulename()`).

  3.3 新版功能.

class `importlib.machinery.``BuiltinImporter`

  An importer for built-in modules. All known built-in modules are listed in `sys.builtin_module_names`. This class implements the `importlib.abc.MetaPathFinder` and `importlib.abc.InspectLoader` ABCs.

  Only class methods are defined by this class to alleviate the need for instantiation.

  在 3.5 版更改: As part of PEP 489, the builtin importer now implements `Loader.create_module()` and `Loader.exec_module()`

class `importlib.machinery.``FrozenImporter`

  An importer for frozen modules. This class implements the `importlib.abc.MetaPathFinder` and `importlib.abc.InspectLoader` ABCs.

  Only class methods are defined by this class to alleviate the need for instantiation.

class `importlib.machinery.``WindowsRegistryFinder`

  Finder for modules declared in the Windows registry. This class implements the `importlib.abc.MetaPathFinder` ABC.

  Only class methods are defined by this class to alleviate the need for instantiation.

  3.3 新版功能.

  3.6 版后已移除: Use `site` configuration instead. Future versions of Python may not enable this finder by default.

class `importlib.machinery.``PathFinder`

  A Finder for `sys.path` and package `__path__` attributes. This class implements the `importlib.abc.MetaPathFinder` ABC.

  Only class methods are defined by this class to alleviate the need for instantiation.

  classmethod `find_spec`(fullname, path=None, target=None)

    Class method that attempts to find a spec for the module specified by fullname on `sys.path` or, if defined, on path. For each path entry that is searched, `sys.path_importer_cache` is checked. If a non-false object is found then it is used as the path entry finder to look for the module being searched for. If no entry is found in `sys.path_importer_cache`, then `sys.path_hooks` is searched for a finder for the path entry and, if found, is stored in `sys.path_importer_cache` along with being queried about the module. If no finder is ever found then `None` is both stored in the cache and returned.

    3.4 新版功能.

    在 3.5 版更改: If the current working directory – represented by an empty string – is no longer valid then `None` is returned but no value is cached in `sys.path_importer_cache`.

  classmethod `find_module`(fullname, path=None)

    A legacy wrapper around `find_spec()`.

    3.4 版后已移除: 使用 `find_spec()` 来代替。

  classmethod `invalidate_caches`()

    Calls `importlib.abc.PathEntryFinder.invalidate_caches()` on all finders stored in `sys.path_importer_cache`.

  在 3.4 版更改: Calls objects in `sys.path_hooks` with the current working directory for `''` (i.e. the empty string).

class `importlib.machinery.``FileFinder`(path, *loader_details)

  A concrete implementation of `importlib.abc.PathEntryFinder` which caches results from the file system.

  The path argument is the directory for which the finder is in charge of searching.

  The loader_details argument is a variable number of 2-item tuples each containing a loader and a sequence of file suffixes the loader recognizes. The loaders are expected to be callables which accept two arguments of the module’s name and the path to the file found.

  The finder will cache the directory contents as necessary, making stat calls for each module search to verify the cache is not outdated. Because cache staleness relies upon the granularity of the operating system’s state information of the file system, there is a potential race condition of searching for a module, creating a new file, and then searching for the module the new file represents. If the operations happen fast enough to fit within the granularity of stat calls, then the module search will fail. To prevent this from happening, when you create a module dynamically, make sure to call `importlib.invalidate_caches()`.

  3.3 新版功能.

  `path`

    The path the finder will search in.

  `find_spec`(fullname, target=None)

    Attempt to find the spec to handle fullname within `path`.

    3.4 新版功能.

  `find_loader`(fullname)

    Attempt to find the loader to handle fullname within `path`.

  `invalidate_caches`()

    Clear out the internal cache.

  classmethod `path_hook`(*loader_details)

    A class method which returns a closure for use on `sys.path_hooks`. An instance of `FileFinder` is returned by the closure using the path argument given to the closure directly and loader_details indirectly.

    If the argument to the closure is not an existing directory, `ImportError` is raised.

class `importlib.machinery.``SourceFileLoader`(fullname, path)

  A concrete implementation of `importlib.abc.SourceLoader` by subclassing `importlib.abc.FileLoader` and providing some concrete implementations of other methods.

  3.3 新版功能.

  `name`

    The name of the module that this loader will handle.

  `path`

    The path to the source file.

  `is_package`(fullname)

    Return true if `path` appears to be for a package.

  `path_stats`(path)

    Concrete implementation of `importlib.abc.SourceLoader.path_stats()`.

  `set_data`(path, data)

    Concrete implementation of `importlib.abc.SourceLoader.set_data()`.

  `load_module`(name=None)

    Concrete implementation of `importlib.abc.Loader.load_module()` where specifying the name of the module to load is optional.

    3.6 版后已移除: Use `importlib.abc.Loader.exec_module()` instead.

class `importlib.machinery.``SourcelessFileLoader`(fullname, path)

  A concrete implementation of `importlib.abc.FileLoader` which can import bytecode files (i.e. no source code files exist).

  Please note that direct use of bytecode files (and thus not source code files) inhibits your modules from being usable by all Python implementations or new versions of Python which change the bytecode format.

  3.3 新版功能.

  `name`

    The name of the module the loader will handle.

  `path`

    The path to the bytecode file.

  `is_package`(fullname)

    Determines if the module is a package based on `path`.

  `get_code`(fullname)

    Returns the code object for `name` created from `path`.

  `get_source`(fullname)

    Returns `None` as bytecode files have no source when this loader is used.

  `load_module`(name=None)

  Concrete implementation of `importlib.abc.Loader.load_module()` where specifying the name of the module to load is optional.

  3.6 版后已移除: Use `importlib.abc.Loader.exec_module()` instead.

class `importlib.machinery.``ExtensionFileLoader`(fullname, path)

  A concrete implementation of `importlib.abc.ExecutionLoader` for extension modules.

  The fullname argument specifies the name of the module the loader is to support. The path argument is the path to the extension module’s file.

  3.3 新版功能.

  `name`

    Name of the module the loader supports.

  `path`

    Path to the extension module.

  `create_module`(spec)

    Creates the module object from the given specification in accordance with PEP 489.

    3.5 新版功能.

  `exec_module`(module)

    Initializes the given module object in accordance with PEP 489.

    3.5 新版功能.

  `is_package`(fullname)

    Returns `True` if the file path points to a package’s `__init__` module based on `EXTENSION_SUFFIXES`.

  `get_code`(fullname)

    Returns `None` as extension modules lack a code object.

  `get_source`(fullname)

    Returns `None` as extension modules do not have source code.

  `get_filename`(fullname)

    返回 `path`。

    3.4 新版功能.

class `importlib.machinery.``ModuleSpec`(name, loader, *, origin=None, loader_state=None, is_package=None)

  A specification for a module’s import-system-related state. This is typically exposed as the module’s `__spec__` attribute. In the descriptions below, the names in parentheses give the corresponding attribute available directly on the module object. E.g. `module.__spec__.origin == module.__file__`. Note however that while the values are usually equivalent, they can differ since there is no synchronization between the two objects. Thus it is possible to update the module’s `__path__` at runtime, and this will not be automatically reflected in `__spec__.submodule_search_locations`.

  3.4 新版功能.

  `name`

  (`__name__`)

  A string for the fully-qualified name of the module.

  `loader`

  (`__loader__`)

  The loader to use for loading. For namespace packages this should be set to `None`.

  `origin`

  (`__file__`)

  Name of the place from which the module is loaded, e.g. “builtin” for built-in modules and the filename for modules loaded from source. Normally “origin” should be set, but it may be `None` (the default) which indicates it is unspecified.

  `submodule_search_locations`

  (`__path__`)

  List of strings for where to find submodules, if a package (`None` otherwise).

  `loader_state`

  Container of extra module-specific data for use during loading (or `None`).

  `cached`

  (`__cached__`)

  String for where the compiled module should be stored (or `None`).

  `parent`

  (`__package__`)

  (Read-only) Fully-qualified name of the package to which the module belongs as a submodule (or `None`).

  `has_location`

  Boolean indicating whether or not the module’s “origin” attribute refers to a loadable location.

## 31.5.5. `importlib.util` – Utility code for importers

Source code: Lib/importlib/util.py

This module contains the various objects that help in the construction of an importer.

`importlib.util.``MAGIC_NUMBER`

  The bytes which represent the bytecode version number. If you need help with loading/writing bytecode then consider `importlib.abc.SourceLoader`.

  3.4 新版功能.

`importlib.util.``cache_from_source`(path, debug_override=None, *, optimization=None)

  Return the PEP 3147/PEP 488 path to the byte-compiled file associated with the source path. For example, if path is `/foo/bar/baz.py` the return value would be `/foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.pyc` for Python 3.2. The `cpython-32` string comes from the current magic tag (see `get_tag()`; if `sys.implementation.cache_tag` is not defined then `NotImplementedError` will be raised).

  The optimization parameter is used to specify the optimization level of the bytecode file. An empty string represents no optimization, so `/foo/bar/baz.py` with an optimization of `''` will result in a bytecode path of `/foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.pyc`. `None` causes the interpter’s optimization level to be used. Any other value’s string representation being used, so `/foo/bar/baz.py` with an optimization of `2` will lead to the bytecode path of `/foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.opt-2.pyc`. The string representation of optimization can only be alphanumeric, else `ValueError` is raised.

  The debug_override parameter is deprecated and can be used to override the system’s value for `__debug__`. A `True` value is the equivalent of setting optimization to the empty string. A `False` value is the same as setting optimization to `1`. If both debug_override an optimization are not `None` then `TypeError` is raised.

  3.4 新版功能.

  在 3.5 版更改: The optimization parameter was added and the debug_override parameter was deprecated.

  在 3.6 版更改: 接受一个 path-like object。

`importlib.util.``source_from_cache`(path)

  Given the path to a PEP 3147 file name, return the associated source code file path. For example, if path is `/foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.pyc` the returned path would be `/foo/bar/baz.py`. path need not exist, however if it does not conform to PEP 3147 or PEP 488 format, a `ValueError` is raised. If `sys.implementation.cache_tag` is not defined, `NotImplementedError` is raised.

  3.4 新版功能.

  在 3.6 版更改: 接受一个 path-like object。

`importlib.util.``decode_source`(source_bytes)

  Decode the given bytes representing source code and return it as a string with universal newlines (as required by `importlib.abc.InspectLoader.get_source()`).

  3.4 新版功能.

`importlib.util.``resolve_name`(name, package)

  Resolve a relative module name to an absolute one.

  If name has no leading dots, then name is simply returned. This allows for usage such as `importlib.util.resolve_name('sys', __package__)` without doing a check to see if the package argument is needed.

  `ValueError` is raised if name is a relative module name but package is a false value (e.g. `None` or the empty string). `ValueError` is also raised a relative name would escape its containing package (e.g. requesting `..bacon` from within the `spam` package).

  3.3 新版功能.

`importlib.util.``find_spec`(name, package=None)

  Find the spec for a module, optionally relative to the specified package name. If the module is in `sys.modules`, then `sys.modules[name].__spec__` is returned (unless the spec would be `None` or is not set, in which case `ValueError` is raised). Otherwise a search using `sys.meta_path` is done. `None` is returned if no spec is found.

  If name is for a submodule (contains a dot), the parent module is automatically imported.

  name and package work the same as for `import_module()`.

  3.4 新版功能.

`importlib.util.``module_from_spec`(spec)

  Create a new module based on spec and `spec.loader.create_module`.

  If `spec.loader.create_module` does not return `None`, then any pre-existing attributes will not be reset. Also, no `AttributeError` will be raised if triggered while accessing spec or setting an attribute on the module.

  This function is preferred over using `types.ModuleType` to create a new module as spec is used to set as many import-controlled attributes on the module as possible.

  3.5 新版功能.

`@``importlib.util.``module_for_loader`

  A decorator for `importlib.abc.Loader.load_module()` to handle selecting the proper module object to load with. The decorated method is expected to have a call signature taking two positional arguments (e.g. `load_module(self, module)`) for which the second argument will be the module object to be used by the loader. Note that the decorator will not work on static methods because of the assumption of two arguments.

  The decorated method will take in the name of the module to be loaded as expected for a loader. If the module is not found in `sys.modules` then a new one is constructed. Regardless of where the module came from, `__loader__` set to self and `__package__` is set based on what `importlib.abc.InspectLoader.is_package()` returns (if available). These attributes are set unconditionally to support reloading.

  If an exception is raised by the decorated method and a module was added to `sys.modules`, then the module will be removed to prevent a partially initialized module from being in left in `sys.modules`. If the module was already in `sys.modules` then it is left alone.

  在 3.3 版更改: `__loader__` and `__package__` are automatically set (when possible).

  在 3.4 版更改: Set `__name__`, `__loader__` `__package__` unconditionally to support reloading.

  3.4 版后已移除: The import machinery now directly performs all the functionality provided by this function.

`@``importlib.util.``set_loader`

  A decorator for `importlib.abc.Loader.load_module()` to set the `__loader__` attribute on the returned module. If the attribute is already set the decorator does nothing. It is assumed that the first positional argument to the wrapped method (i.e. `self`) is what `__loader__` should be set to.

  在 3.4 版更改: Set `__loader__` if set to `None`, as if the attribute does not exist.

  3.4 版后已移除: The import machinery takes care of this automatically.

`@``importlib.util.``set_package`

  A decorator for `importlib.abc.Loader.load_module()` to set the `__package__` attribute on the returned module. If `__package__` is set and has a value other than `None` it will not be changed.

  3.4 版后已移除: The import machinery takes care of this automatically.

`importlib.util.``spec_from_loader`(name, loader, *, origin=None, is_package=None)

  A factory function for creating a `ModuleSpec` instance based on a loader. The parameters have the same meaning as they do for ModuleSpec. The function uses available loader APIs, such as `InspectLoader.is_package()`, to fill in any missing information on the spec.

  3.4 新版功能.

`importlib.util.``spec_from_file_location`(name, location, *, loader=None, submodule_search_locations=None)

  A factory function for creating a `ModuleSpec` instance based on the path to a file. Missing information will be filled in on the spec by making use of loader APIs and by the implication that the module will be file-based.

  3.4 新版功能.

  在 3.6 版更改: 接受一个 path-like object。

class `importlib.util.``LazyLoader`(loader)

  A class which postpones the execution of the loader of a module until the module has an attribute accessed.

  This class only works with loaders that define `exec_module()` as control over what module type is used for the module is required. For those same reasons, the loader’s `create_module()` method must return `None` or a type for which its `__class__` attribute can be mutated along with not using slots. Finally, modules which substitute the object placed into `sys.modules` will not work as there is no way to properly replace the module references throughout the interpreter safely; `ValueError` is raised if such a substitution is detected.

  注解

  For projects where startup time is critical, this class allows for potentially minimizing the cost of loading a module if it is never used. For projects where startup time is not essential then use of this class is heavily discouraged due to error messages created during loading being postponed and thus occurring out of context.

  3.5 新版功能.

  在 3.6 版更改: Began calling `create_module()`, removing the compatibility warning for `importlib.machinery.BuiltinImporter` and `importlib.machinery.ExtensionFileLoader`.

  classmethod `factory`(loader)

    A static method which returns a callable that creates a lazy loader. This is meant to be used in situations where the loader is passed by class instead of by instance.

        suffixes = importlib.machinery.SOURCE_SUFFIXES
        loader = importlib.machinery.SourceFileLoader
        lazy_loader = importlib.util.LazyLoader.factory(loader)
        finder = importlib.machinery.FileFinder(path, (lazy_loader, suffixes))

## 31.5.6. 例子

### 31.5.6.1. Importing programmatically

To programmatically import a module, use `importlib.import_module()`.

    import importlib

    itertools = importlib.import_module('itertools')

### 31.5.6.2. Checking if a module can be imported

If you need to find out if a module can be imported without actually doing the import, then you should use `importlib.util.find_spec()`.

    import importlib.util
    import sys

    # For illustrative purposes.
    name = 'itertools'

    spec = importlib.util.find_spec(name)
    if spec is None:
        print("can't find the itertools module")
    else:
        # If you chose to perform the actual import ...
        module = importlib.util.module_from_spec(spec)
        spec.loader.exec_module(module)
        # Adding the module to sys.modules is optional.
        sys.modules[name] = module

### 31.5.6.3. Importing a source file directly

To import a Python source file directly, use the following recipe (Python 3.5 and newer only):

    import importlib.util
    import sys

    # For illustrative purposes.
    import tokenize
    file_path = tokenize.__file__
    module_name = tokenize.__name__

    spec = importlib.util.spec_from_file_location(module_name, file_path)
    module = importlib.util.module_from_spec(spec)
    spec.loader.exec_module(module)
    # Optional; only necessary if you want to be able to import the module
    # by name later.
    sys.modules[module_name] = module

### 31.5.6.4. Setting up an importer

For deep customizations of import, you typically want to implement an importer. This means managing both the finder and loader side of things. For finders there are two flavours to choose from depending on your needs: a meta path finder or a path entry finder. The former is what you would put on `sys.meta_path` while the latter is what you create using a path entry hook on `sys.path_hooks` which works with `sys.path` entries to potentially create a finder. This example will show you how to register your own importers so that import will use them (for creating an importer for yourself, read the documentation for the appropriate classes defined within this package):

    import importlib.machinery
    import sys

    # For illustrative purposes only.
    SpamMetaPathFinder = importlib.machinery.PathFinder
    SpamPathEntryFinder = importlib.machinery.FileFinder
    loader_details = (importlib.machinery.SourceFileLoader,
                      importlib.machinery.SOURCE_SUFFIXES)

    # Setting up a meta path finder.
    # Make sure to put the finder in the proper location in the list in terms of
    # priority.
    sys.meta_path.append(SpamMetaPathFinder)

    # Setting up a path entry finder.
    # Make sure to put the path hook in the proper location in the list in terms
    # of priority.
    sys.path_hooks.append(SpamPathEntryFinder.path_hook(loader_details))

### 31.5.6.5. Approximating `importlib.import_module()`

Import itself is implemented in Python code, making it possible to expose most of the import machinery through importlib. The following helps illustrate the various APIs that importlib exposes by providing an approximate implementation of `importlib.import_module()` (Python 3.4 and newer for the importlib usage, Python 3.6 and newer for other parts of the code).

    import importlib.util
    import sys

    def import_module(name, package=None):
        """An approximate implementation of import."""
        absolute_name = importlib.util.resolve_name(name, package)
        try:
            return sys.modules[absolute_name]
        except KeyError:
            pass

        path = None
        if '.' in absolute_name:
            parent_name, _, child_name = absolute_name.rpartition('.')
            parent_module = import_module(parent_name)
            path = parent_module.__spec__.submodule_search_locations
        for finder in sys.meta_path:
            spec = finder.find_spec(absolute_name, path)
            if spec is not None:
                break
        else:
            msg = f'No module named {absolute_name!r}'
            raise ModuleNotFoundError(msg, name=absolute_name)
        module = importlib.util.module_from_spec(spec)
        spec.loader.exec_module(module)
        sys.modules[absolute_name] = module
        if path is not None:
            setattr(parent_module, child_name, module)
        return module