importlib --- import 的实现

3.1 新版功能.

源代码 Lib/importlib/__init__.py

概述

importlib 包的目的有两个。 第一个目的是在 Python 源代码中提供 import 语句的实现（并且因此而扩展 __import__() 函数）。 这提供了一个可移植到任何 Python 解释器的 import 实现。 相比使用 Python 以外的编程语言实现方式，这一实现更加易于理解。

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

import 语句

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 552

确定性的 pyc 文件

PEP 3120

使用 UTF-8 作为默认的源编码

PEP 3147

PYC 仓库目录

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。

如果一个模块使用 from ... import ... 导入的对象来自另外一个模块，给其它模块调用 reload() 不会重新定义来自这个模块的对象 —— 解决这个问题的一种方式是重新执行 from 语句，另一种方式是使用 import 和限定名称(module.name)来代替。

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.

在 3.7 版更改: 当重新加载的那个模块缺少 ModuleSpec 的时候，会引起 ModuleNotFoundError 异常。

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)

一个抽象方法，用于查找指定模块的 spec 。若是顶层导入，path 将为 None。 否则就是查找子包或模块，path 将是父级包的 __path__ 值。找不到则会返回 None。传入的 target 是一个模块对象，查找器可以用来对返回的规格进行更有依据的猜测。在实现具体的 MetaPathFinders 代码时，可能会用到 importlib.util.spec_from_loader() 。

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)

一个抽象方法，用于查找指定模块的 spec。搜索器将只在指定的 path entry 内搜索该模块。找不到则会返回 None。在实现具体的 PathEntryFinders 代码时，可能会用到 importlib.util.spec_from_loader() 。

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。

加载器想要支持资源读取应该实现一个由 importlib.abc.ResourceReader 指定的``get_resource_reader(fullname)`` 方法。

在 3.7 版更改: 引入了可选的 get_resource_reader() 方法。

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）：

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.ResourceReader

提供读取 resources 能力的一个 abstract base class 。

从这个 ABC 的视角出发，resource 指一个包附带的二进制文件。常见的如在包的 __init__.py 文件旁的数据文件。这个类存在的目的是为了将对数据文件的访问进行抽象，这样包就和其数据文件的存储方式无关了。不论这些文件是存放在一个 zip 文件里还是直接在文件系统内。

对于该类中的任一方法，resource 参数的值都需要是一个在概念上表示文件名称的 path-like object。 这意味着任何子目录的路径都不该出现在 resouce 参数值内。 因为对于阅读器而言，包的位置就代表着「目录」。 因此目录和文件名就分别对应于包和资源。 这也是该类的实例都需要和一个包直接关联（而不是潜在指代很多包或者一整个模块）的原因。

想支持资源读取的加载器需要提供一个返回实现了此 ABC 的接口的 get_resource_reader(fullname) 方法。如果通过全名指定的模块不是一个包，这个方法应该返回 None。 当指定的模块是一个包时，应该只返回一个与这个抽象类ABC兼容的对象。

3.7 新版功能.

abstractmethod open_resource(resource)

返回一个打开的 file-like object 用于 resource 的二进制读取。

如果无法找到资源，将会引发 FileNotFoundError。

abstractmethod resource_path(resource)

返回 resource 的文件系统路径。

如果资源并不实际存在于文件系统中，将会引发 FileNotFoundError。

abstractmethod is_resource(name)

如果*name* 被视作资源，则返回True。如果*name*不存在，则引发 FileNotFoundError 异常。

abstractmethod contents()

反回由字符串组成的 iterable，表示这个包的所有内容。 请注意并不要求迭代器返回的所有名称都是实际的资源，例如返回 is_resource() 为假值的名称也是可接受的。

允许非资源名字被返回是为了允许存储的一个包和它的资源的方式是已知先验的并且非资源名字会有用的情况。比如，允许返回子目录名字，目的是当得知包和资源存储在文件系统上面的时候，能够直接使用子目录的名字。

这个抽象方法返回了一个不包含任何内容的可迭代对象。

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。

3.7 版后已移除: 由于要支持使用 importlib.abc.ResourceReader 类来加载资源，这个 ABC 已经被弃用了。

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：

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。

importlib.resources -- 资源

源码： Lib/importlib/resources.py

3.7 新版功能.

这个模块使得Python的导入系统提供了访问*包*内的*资源*的功能。如果能够导入一个包，那么就能够访问那个包里面的资源。资源可以以二进制或文本模式方式被打开或读取。

资源非常类似于目录内部的文件，要牢记的是这仅仅是一个比喻。资源和包不是与文件系统上的物理文件和目录一样存在着。

注解

本模块提供了类似于 pkg_resources Basic Resource Access 的功能，但没有该包的性能开销。这样读取包中的资源就更为容易，语义也更稳定一致。

该模块有独立的向下移植版本， using importlib.resources 和 migrating from pkg_resources to importlib.resources 提供了更多信息。

加载器想要支持资源读取应该实现一个由 importlib.abc.ResourceReader 指定的``get_resource_reader(fullname)`` 方法。

定义了以下类型。

importlib.resources.Package

Package 类型定义为 Union[str, ModuleType] 。这意味着只要函数说明接受 Package 的地方，就可以传入字符串或模块。模块对象必须拥有一个可解析的 __spec__.submodule_search_locations，不能是 None。

importlib.resources.Resource

此类型描述了传入本包各函数的资源名称。定义为 Union[str, os.PathLike]。

有以下函数可用：

importlib.resources.open_binary(package, resource)

以二进制读方式打开 package 内的 resource。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。 resource 是要在*package* 内打开的资源名；不能包含路径分隔符，也不能有子资源（即不能为目录）。本函数将返回一个``typing.BinaryIO`` 实例，即一个供读取的已打开的二进制 I/O 流。

importlib.resources.open_text(package, resource, encoding='utf-8', errors='strict')

以文本读方式打开 package 内的 resource。默认情况下，资源将以 UTF-8 格式打开以供读取。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。 resource 是要在 package 内打开的资源名；不能包含路径分隔符，也不能有子资源（即不能是目录）。encoding 和 errors 的含义与内置 open() 的一样。

本函数返回一个 typing.TextIO 实例，即一个打开的文本 I/O 流对象以供读取。

importlib.resources.read_binary(package, resource)

读取并返回 package 中的 resource 内容，格式为 bytes。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。 resource 是要在 package 内打开的资源名；不能包含路径分隔符，也不能有子资源（即不能是目录）。资源内容以 bytes 的形式返回。

importlib.resources.read_text(package, resource, encoding='utf-8', errors='strict')

读取并返回 package 中 resource 的内容，格式为 str。默认情况下，资源内容将以严格的 UTF-8 格式读取。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。 resource 是要在 package 内打开的资源名；不能包含路径分隔符，也不能有子资源（即不能是目录）。encoding 和 errors 的含义与内置 open() 的一样。资源内容将以 str 的形式返回。

importlib.resources.path(package, resource)

返回 resource 实际的文件系统路径。本函数返回一个上下文管理器，以供 with 语句中使用。上下文管理器提供一个 pathlib.Path 对象。

退出上下文管理程序时，可以清理所有临时文件，比如从压缩文件中提取资源时创建的那些文件。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。 resource 是要在 package 内打开的资源名；不能包含路径分隔符，也不能有子资源（即不能是目录）。

importlib.resources.is_resource(package, name)

如果包中存在名为 name 的资源，则返回 True，否则返回 False。 请记住，目录 不是 资源！ package 为包名或一个符合 Package 要求的模块对象。

importlib.resources.contents(package)

返回一个用于遍历包内各命名项的可迭代对象。该可迭代对象将返回 str 资源（如文件）及非资源（如目录）。该迭代器不会递归进入子目录。

package 是包名或符合 Package 要求的模块对象。

importlib.machinery —— 导入器和路径钩子函数。

源代码： Lib/importlib/machinery.py

本模块包含多个对象，以帮助 import 查找并加载模块。

importlib.machinery.SOURCE_SUFFIXES

一个字符串列表，表示源模块的可识别的文件后缀。

3.3 新版功能.

importlib.machinery.DEBUG_BYTECODE_SUFFIXES

一个字符串列表，表示未经优化字节码模块的文件后缀。

3.3 新版功能.

3.5 版后已移除: 改用 BYTECODE_SUFFIXES 。

importlib.machinery.OPTIMIZED_BYTECODE_SUFFIXES

一个字符串列表，表示已优化字节码模块的文件后缀。

3.3 新版功能.

3.5 版后已移除: 改用 BYTECODE_SUFFIXES 。

importlib.machinery.BYTECODE_SUFFIXES

一个字符串列表，表示字节码模块的可识别的文件后缀（包含前导的句点符号）。

3.3 新版功能.

在 3.5 版更改: 该值不再依赖于 __debug__ 。

importlib.machinery.EXTENSION_SUFFIXES

一个字符串列表，表示扩展模块的可识别的文件后缀。

3.3 新版功能.

importlib.machinery.all_suffixes()

返回字符串的组合列表，代表标准导入机制可识别模块的所有文件后缀。这是个助手函数，只需知道某个文件系统路径是否会指向模块，而不需要任何关于模块种类的细节（例如 inspect.getmodulename()）。

3.3 新版功能.

class importlib.machinery.BuiltinImporter

用于导入内置模块的 importer。 所有已知的内置模块都已列入 sys.builtin_module_names。 此类实现了 importlib.abc.MetaPathFinder 和 importlib.abc.InspectLoader 抽象基类。

此类只定义类的方法，以减轻实例化的开销。

在 3.5 版更改: 作为 PEP 489 的一部分，现在内置模块导入器实现了 Loader.create_module() 和 Loader.exec_module()。

class importlib.machinery.FrozenImporter

用于已冻结模块的 importer。 此类实现了 importlib.abc.MetaPathFinder 和 importlib.abc.InspectLoader 抽象基类。

此类只定义类的方法，以减轻实例化的开销。

在 3.4 版更改: 有了 create_module() 和 exec_module() 方法。

class importlib.machinery.WindowsRegistryFinder

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

此类只定义类的方法，以减轻实例化的开销。

3.3 新版功能.

3.6 版后已移除: 改用 site 配置。未来版本的 Python 可能不会默认启用该查找器。

class importlib.machinery.PathFinder

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

此类只定义类的方法，以减轻实例化的开销。

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

类方法试图在 sys.path 或 path 上为 fullname 指定的模块查找 spec。对于每个路径条目，都会查看 sys.path_importer_cache 。如果找到非 False 的对象，则将其用作 path entry finder 来查找要搜索的模块。如果在 sys.path_importer_cache 中没有找到条目，那会在 sys.path_hooks 检索该路径条目的查找器，找到了则和查到的模块信息一起存入 sys.path_importer_cache 。如果查找器没有找到，则缓存中的查找器和模块信息都存为 None ，并返回。

3.4 新版功能.

在 3.5 版更改: 如果当前工作目录不再有效（用空字符串表示），则返回 None，但在 sys.path_importer_cache 中不会有缓存值。

classmethod find_module(fullname, path=None)

一个过时的 find_spec() 封装对象。

3.4 版后已移除: 使用 find_spec() 来代替。

classmethod invalidate_caches()

为所有存于 sys.path_importer_cache 中的查找器，调用其 importlib.abc.PathEntryFinder.invalidate_caches() 方法。 sys.path_importer_cache 中为 None 的条目将被删除。

在 3.7 版更改: sys.path_importer_cache 中的 None 条目将被删除。

在 3.4 版更改: 调用 sys.path_hooks 中的对象，当前工作目录为 '' (即空字符串)。

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

importlib.abc.PathEntryFinder 的一个具体实现，它会缓存来自文件系统的结果。

参数 path 是查找器负责搜索的目录。

loader_details 参数是数量不定的二元组，每个元组包含加载器及其可识别的文件后缀列表。加载器应为可调用对象，可接受两个参数，即模块的名称和已找到文件的路径。

查找器将按需对目录内容进行缓存，通过对每个模块的检索进行状态统计，验证缓存是否过期。因为缓存的滞后性依赖于操作系统文件系统状态信息的粒度，所以搜索模块、新建文件、然后搜索新文件代表的模块，这会存在竞争状态。如果这些操作的频率太快，甚至小于状态统计的粒度，那么模块搜索将会失败。为了防止这种情况发生，在动态创建模块时，请确保调用 importlib.invalidate_caches()。

3.3 新版功能.

path

查找器将要搜索的路径。

find_spec(fullname, target=None)

尝试在 path 中找到处理 fullname 的规格。

3.4 新版功能.

find_loader(fullname)

试图在 path 内找到处理 fullname 的加载器。

invalidate_caches()

清理内部缓存。

classmethod path_hook(*loader_details)

一个类方法，返回供 sys.path_hooks 使用的闭包。根据直接给出的路径参数和间接给出的 loader_details，闭包会返回一个 FileFinder 的实例。

如果给闭包的参数不是已存在的目录，将会触发 ImportError。

class importlib.machinery.SourceFileLoader(fullname, path)

importlib.abc.SourceLoader 的一个具体实现，该实现子类化了 importlib.abc.FileLoader 并提供了其他一些方法的具体实现。

3.3 新版功能.

name

该加载器将要处理的模块名称。

path

源文件的路径

is_package(fullname)

如果 path 看似包的路径，则返回 True。

path_stats(path)

importlib.abc.SourceLoader.path_stats() 的具体代码实现。

set_data(path, data)

importlib.abc.SourceLoader.set_data() 的具体代码实现。

load_module(name=None)

importlib.abc.Loader.load_module() 的具体代码实现，这里要加载的模块名是可选的。

3.6 版后已移除: 改用 importlib.abc.Loader.exec_module() 。

class importlib.machinery.SourcelessFileLoader(fullname, path)

importlib.abc.FileLoader 的具体代码实现，可导入字节码文件（也即源代码文件不存在）。

请注意，直接用字节码文件（而不是源代码文件），会让模块无法应用于所有的 Python 版本或字节码格式有所改动的新版本 Python。

3.3 新版功能.

name

加载器将要处理的模块名。

path

二进制码文件的路径。

is_package(fullname)

根据 path 确定该模块是否为包。

get_code(fullname)

返回由 path 创建的 name 的代码对象。

get_source(fullname)

因为用此加载器时字节码文件没有源码文件，所以返回 None。

load_module(name=None)

importlib.abc.Loader.load_module() 的具体代码实现，这里要加载的模块名是可选的。

3.6 版后已移除: 改用 importlib.abc.Loader.exec_module() 。

class importlib.machinery.ExtensionFileLoader(fullname, path)

importlib.abc.ExecutionLoader 的具体代码实现，用于扩展模块。

参数 fullname 指定了加载器要支持的模块名。参数 path 是指向扩展模块文件的路径。

3.3 新版功能.

name

装载器支持的模块名。

path

扩展模块的路径。

create_module(spec)

根据 PEP 489 ，由给定规范创建模块对象。

3.5 新版功能.

exec_module(module)

根据 PEP 489，初始化给定的模块对象。

3.5 新版功能.

is_package(fullname)

根据 EXTENSION_SUFFIXES ，如果文件路径指向某个包的 __init__ 模块，则返回 True。

get_code(fullname)

返回 None，因为扩展模块缺少代码对象。

get_source(fullname)

返回 None，因为扩展模块没有源代码。

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)

关于模块导入系统相关状态的规范。通常这是作为模块的 __spec__ 属性暴露出来。 在以下描述中，括号里的名字给出了模块对象中直接可用的属性。比如 module.__spec__.origin == module.__file__。 但是请注意，虽然 值 通常是相等的，但它们可以不同，因为两个对象之间没有进行同步。因此 __path__ 有可能在运行时做过更新，而这不会自动反映在 __spec__.submodule_search_locations 中。

3.4 新版功能.

name

（__name__）

一个字符串，表示模块的完全限定名称。

loader

（__loader__）

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

origin

（__file__）

装载模块所在位置的名称，如内置模块为 “buildin”，从源代码加载的模块为文件名。通常应设置 “origin” ，但它可能为 None (默认值)，表示未指定 (如命名空间包)。

submodule_search_locations

（__path__）

如果是包（否则为 ），子模块所在位置的字符串列表（否则为 None）。

loader_state

依模块不同的额外数据的容器，以供加载过程中使用（或 None）。

cached

（__cached__）

字符串，表示编译后的模块所在位置（或 None）。

parent

（__package__）

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

has_location

布尔值，表示模块的“origin”属性是否指向可加载的位置。

importlib.util —— 导入器的工具程序代码

源代码： Lib/importlib/util.py

本模块包含了帮助构建 importer 的多个对象。

importlib.util.MAGIC_NUMBER

代表字节码版本号的字节串。若要有助于加载/写入字节码，可考虑采用 importlib.abc.SourceLoader。

3.4 新版功能.

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

返回 PEP 3147/PEP 488 定义的，与源 path 相关联的已编译字节码文件的路径。 例如，如果 path 为 /foo/bar/baz.py 则 Python 3.2 中的返回值将是 /foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.pyc。 字符串 cpython-32 来自于当前的魔法标签 (参见 get_tag(); 如果 sys.implementation.cache_tag 未定义则将会引发 NotImplementedError)。

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.

debug_override 参数已废弃，可用于覆盖系统的 __debug__ 值。True 值相当于将 optimization 设为空字符串。False 则相当于*optimization* 设为 1。如果 debug_override 和 optimization 都不为 None，则会触发 TypeError。

3.4 新版功能.

在 3.5 版更改: 增加了 optimization 参数，废弃了 debug_override 参数。

在 3.6 版更改: 接受一个 path-like object。

importlib.util.source_from_cache(path)

根据指向一个 PEP 3147 文件名的 path，返回相关联的源代码文件路径。 举例来说，如果 path 为 /foo/bar/__pycache__/baz.cpython-32.pyc 则返回的路径将是 /foo/bar/baz.py。 path 不需要已存在，但如果它未遵循 PEP 3147 或 PEP 488 的格式，则会引发 ValueError。 如果未定义 sys.implementation.cache_tag，则会引发 NotImplementedError。

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)

对代表源代码的字节串进行解码，并将其作为带有通用换行符的字符串返回（符合 importlib.abc.InspectLoader.get_source() 要求）。

3.4 新版功能.

importlib.util.resolve_name(name, package)

将模块的相对名称解析为绝对名称。

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)

查找模块的 spec，可选相对指定的 包 名。如果该模块位于 sys.modules 中，则会返回 sys.modules[name].__spec__ （除非 spec为 None 或未作设置，这时会触发 ValueError)。否则将用 sys.meta_path 进行搜索。若找不到则返回 None。

如果 name 为一个子模块（带有一个句点），则会自动导入父级模块。

name 和 package 的用法与 import_module() 相同。

3.4 新版功能.

在 3.7 版更改: 如果 package 实际上不是一个包（即缺少 __path__ 属性）则会引发 ModuleNotFoundError 而不是 AttributeError。

importlib.util.module_from_spec(spec)

基于 spec 和 spec.loader.create_module 创建一个新模块。

如果 spec.loader.create_module 未返回 None，那么先前已存在的属性不会被重置。另外，如果 AttributeError 是在访问 spec 或设置模块属性时触发的，则不会触发 。

本函数比 types.ModuleType 创建新模块要好，因为用到 spec 模块设置了尽可能多的导入控制属性。

3.5 新版功能.

@importlib.util.module_for_loader

importlib.abc.Loader.load_module() 的一个 decorator，用来选取合适的模块对象以供加载。被装饰方法的签名应带有两个位置参数（如：load_module(self, module)），其中第二个参数将是加载器用到的模块 对象。请注意，由于假定有两个参数，所以装饰器对静态方法不起作用。

装饰的方法将接受要加载的模块的 name，正如 loader 一样。如果在 sys.modules 中没有找到该模块，那么将构造一个新模块。不管模块来自哪里， __loader__ 设置为 self ，并且 __package__ 是根据 importlib.abc.InspectLoader.is_package() 的返回值设置的。这些属性会无条件进行设置以便支持重载。

如果被装饰的方法触发异常，并且已有模块加入 sys.modules 中，那么该模块将被移除，以防 sys.modules 中残留一个部分初始化的模块。如果该模块原先已在 sys.modules 中，则会保留。

在 3.3 版更改: 有可能时自动设置 __loader__ 和 __package__ 。

在 3.4 版更改: 无条件设置 __name__ 、 __loader__ 、 __package__ 以支持再次加载。

3.4 版后已移除: 现在，导入机制直接执行本函数提供的所有功能。

@importlib.util.set_loader

一个 decorator，用于 importlib.abc.Loader.load_module() 在返回的模块上设置 __loader__ 属性。如果该属性已被设置，装饰器就什么都不做。这里假定被封装方法的第一个位置参数（即 self）就是 __loader__ 要设置的。

在 3.4 版更改: 如果设为 None ，则会去设置 __loader__ ，就像该属性不存在一样。

3.4 版后已移除: 现在导入机制会自动用到本方法。

@importlib.util.set_package

一个用于 importlib.abc.Loader.load_module() 的 decorator ，以便设置返回模块的 __package__ 属性。如果 __package__ 已设置且不为 None，则不会做改动。

3.4 版后已移除: 现在导入机制会自动用到本方法。

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

一个工厂函数，用于创建基于加载器的 ModuleSpec 实例。 形参的含义与 ModuleSpec 的相同。 该函数会利用当前可用的 loader API，比如 InspectLoader.is_package()，以填充所有缺失的规格信息。

3.4 新版功能.

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

一个工厂函数，用于创建基于文件路径的 ModuleSpec 实例。 缺失的信息将通过利用加载器 API 以及模块将基于文件的隐含条件在 spec 上进行填充。

3.4 新版功能.

在 3.6 版更改: 接受一个 path-like object。

importlib.util.source_hash(source_bytes)

以字节串的形式返回 source_bytes 的哈希值。基于哈希值的 .pyc 文件在头部嵌入了对应源文件内容的 source_hash()。

3.7 新版功能.

class importlib.util.LazyLoader(loader)

此类会延迟执行模块加载器，直至该模块有一个属性被访问到。

此类 只 适用于定义了 exec_module() 的加载器，因为需要控制模块的类型。 同理，加载器的 create_module() 方法必须返回 None 或 __class__ 属性可被改变且不用 slots 的类型。 最后，用于替换 sys.modules 内容的模块将无法工作，因为无法在整个解释器中安全地替换模块的引用；如果检测到这种替换，将触发 ValueError。

注解

如果项目对启动时间要求很高，只要模块未被用过，此类能够最小化加载模块的开销。对于启动时间并不重要的项目来说，由于加载过程中产生的错误信息会被暂时搁置，因此强烈不建议使用此类。

3.5 新版功能.

在 3.6 版更改: 开始调用 create_module()，移除 importlib.machinery.BuiltinImporter 和 importlib.machinery.ExtensionFileLoader 的兼容性警告。

classmethod factory(loader)

静态方法，返回创建延迟加载器的可调用对象。就是说用在加载器用类而不是实例传递的场合。

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

例子

用编程方式导入

要以编程方式导入一个模块，请使用 importlib.import_module() ：

import importlib

itertools = importlib.import_module('itertools')

检查某模块可否导入。

若要查看某个模块是否可导入，但不需要实际执行导入，则应使用 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

直接导入源文件。

若要直接导入 Python 源码文件，请使用一下方案（仅 Python 3.5 以上版本有效）：

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

设置导入器

对于深度定制的导入，通常需要实现一个 importer。 这意味着得同时管理 finder 和 loader。 根据不同的需求，有两种类型的查找器可供选择： meta path finder 或 path entry finder。 前者应位于 sys.meta_path 之上，而后者是用 path entry hook 在 sys.path_hooks 上创建但与 sys.path 一起工作，可能会创建一个查找器。以下例子将演示如何注册自己的导入器，以供导入使用（关于自建导入器请阅读本包内定义的类文档）：

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))

importlib.import_module() 的近似实现

导入过程本身是用 Python 代码实现的，这样就能通过 importlib 将大多数导入机制暴露出来。以下代码近似实现了 importlib.import_module() ，以帮助说明 importlib 暴露出来的各种 API （importlib 的用法适用于 Python 3.4 以上版本 ，其他代码适用于 Python 3.6 以上版本）。

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