開発言語 Python(その9)

【連載】

にわか管理者のためのLinux運用入門

【第170回】開発言語 Python(その9)

[2019/03/20 07:00]後藤大地 ブックマーク ブックマーク

サーバ/ストレージ

コンパイル済みPythonファイル

本格的にPythonでモジュールをいくつも開発して利用するようなことでもない限り、それほど必要性は高くないのだが、たくさんデプロイされているコンパイル済みのPythonファイルについても一応、知っておいたほうがよいだろう。

Pythonやそのパッケージをインストールすると、「.pyc」という拡張子のファイルがインストールされることを確認できると思う。通常、「__pycache__」という名前のディレクトリ以下にデプロイされていることが多い。例えば、Python 3.6.6の場合なら、次のようになっているはずだ。

daichi@ubuntu1804:~$ ls /usr/lib/python3.6/__pycache__/ | head
abc.cpython-36.pyc
aifc.cpython-36.pyc
antigravity.cpython-36.pyc
argparse.cpython-36.pyc
ast.cpython-36.pyc
asynchat.cpython-36.pyc
asyncore.cpython-36.pyc
base64.cpython-36.pyc
bdb.cpython-36.pyc
binhex.cpython-36.pyc
daichi@ubuntu1804:~$ ls /usr/lib/python3.6/__pycache__/ | wc -l
171
daichi@ubuntu1804:~$

fileコマンドで拡張子が「.pyc」のファイルを調べてみると、「python 3.6 byte-compiled」のようにコンパイル済みのPythonのバイトコードであることがわかる。

daichi@ubuntu1804:~$ file /usr/lib/python3.6/__pycache__/* | head
/usr/lib/python3.6/__pycache__/abc.cpython-36.pyc:                                     python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/aifc.cpython-36.pyc:                                    python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/antigravity.cpython-36.pyc:                             python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/argparse.cpython-36.pyc:                                python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/ast.cpython-36.pyc:                                     python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/asynchat.cpython-36.pyc:                                python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/asyncore.cpython-36.pyc:                                python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/base64.cpython-36.pyc:                                  python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/bdb.cpython-36.pyc:                                     python 3.6 byte-compiled
/usr/lib/python3.6/__pycache__/binhex.cpython-36.pyc:                                  python 3.6 byte-compiled
daichi@ubuntu1804:~$

含まれている文字列に関してはそのままのデータとして収められているので確認できるが、コンパイル後のバイトコードなので、中を見ようとしても次のような表示となり、確認できない。

Pythonバイトコードはそのままでは人には判読できない

Pythonは基本的にインタプリタとして動作するため、ユーザーが明示的にコンパイルする必要はないのだが、別途バイトコードを生成する機能も持っている。なぜかと言うと、インタプリタとは言っても動作時にはバイトコードを生成して動作しているからだ。そのため、Pythonのソースコードをあらかじめバイトコードに変換しておけば、読み込み時にソースコードからバイトコードに変換する処理を省略することができる。つまり、モジュールの読み込み時間を短縮することができることになる。

つまり、Pythonで「.pyc」という拡張子が付いたファイルは、読み込みの高速化を狙ってあらかじめバイトコードにコンパイルされたものなのだ。自作モジュールの高速読み込みを実現したい場合には利用を検討すればよいし、速度が気にならないなら別にやらなくてもよい。こういった目的でバイトコードファイルが用意されている、ということを理解しておいてもらえればよいと思う。

スタンダードモジュール

Pythonには「スタンダードモジュール」と呼ばれる基本モジュールがいくつか用意されている。スタンダードモジュールからは、Pythonを利用するにあたって最も基本的な機能や、カーネルまたはOSの提供している機能をダイレクトに使うような機能が利用できるようになっていることが多い。

最も代表的なのは、sysモジュールだ。例えば、Pythonをインタラクティブモードで使っているときに表示されるプロンプトはsysモジュールで定義されており、この値を変更すると次のようにプロンプト表示を変更することができる。

>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps2
'... '
>>> sys.ps3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: module 'sys' has no attribute 'ps3'
>>> sys.ps1 = '$ '
$ 
$ 
$ ls
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'ls' is not defined
$ print('Hello World!')
Hello World!
$

なお、モジュールで定義された変数などはdir()関数を利用すると一覧表示することができる。例えば、sysモジュールの場合は以下のようになる。

>>> import sys
>>> dir(sys)
['__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__interactivehook__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__', '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_getframe', '_git', '_home', '_xoptions', 'abiflags', 'api_version', 'argv', 'base_exec_prefix', 'base_prefix', 'builtin_module_names', 'byteorder', 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info', 'float_repr_style', 'get_asyncgen_hooks', 'get_coroutine_wrapper', 'getallocatedblocks', 'getcheckinterval', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags', 'getfilesystemencodeerrors', 'getfilesystemencoding', 'getprofile', 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval', 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info', 'intern', 'is_finalizing', 'last_traceback', 'last_type', 'last_value', 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', '
ath', 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1', 'ps2', 'set_asyncgen_hooks', 'set_coroutine_wrapper', 'setcheckinterval', 'setdlopenflags', 'setprofile', 'setrecursionlimit', 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout', 'thread_info', 'version', 'version_info', 'warnoptions']
>>>

前回、モジュールの動きを知るために次のようなフィボナッチ数列を計算する関数を含むモジュール「fibo.py」をサンプルとして取り上げたが、これを読み込んでdirs()関数で表示させると次のようになる。

■フィボナッチ数列モジュール「fibo.py」

# Fibonacci numbers module

def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        print(a, end=' ')
        a, b = b, a+b
    print()

def fib2(n):   # return Fibonacci series up to n
    result = []
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        result.append(a)
        a, b = b, a+b
    return result

■fibo.pyで定義されているものを一覧表示

>>> import fibo
>>> dir(fibo)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'fib', 'fib2']
>>>

dir()関数は、引数にモジュール名を指定しなかった場合、以下のように自分が定義したものが一覧表示される。

>>> v = 0
>>> str = 'str'
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'str', 'v']
>>>

組み込み関数と組み込み変数

なお、ここまでの方法だとモジュールや自分が定義した関数(または変数)については一覧表示させることができるものの、組み込み関数や組み込み変数については表示させることができない。

組み込み関数や組み込み変数を一覧表示させるには、次のようにbuiltinsモジュールを読み込ませてdir(builtins)で表示させればよい。

>>> import builtins
>>> dir(builtins)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'Tab
rror', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
>>>

組み込み関数や組み込み変数については、名前の衝突を避けたい場合など、時々知りたくなることがあるので、この方法を覚えておくとよいと思う。たまに表示させて確認しておくとよいだろう。

【参考資料】
The Python Tutorial

※ 本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合がございます。予めご了承ください。

一覧はこちら

連載目次

もっと知りたい!こちらもオススメ

なぜ今、統合システムなのか? 押さえておくべき「3つのインパクト」

なぜ今、統合システムなのか? 押さえておくべき「3つのインパクト」

ガートナー ジャパンは10月31日~11月2日、都内で「Gartner Symposium/ITxpo 2017」を開催。11月1日には同社 主席アナリストの青山浩子氏が登壇し「CIOが理解すべき統合システムの3大インパクト」と題する講演を行った。本稿では、講演の内容をダイジェストでお届けする。

関連リンク

この記事に興味を持ったら"いいね!"を Click
Facebook で IT Search+ の人気記事をお届けします

会員登録(無料)

注目の特集/連載
[解説動画] Googleアナリティクス分析&活用講座 - Webサイト改善の正しい考え方
知りたい! カナコさん 皆で話そうAIのコト
教えてカナコさん! これならわかるAI入門
対話システムをつくろう! Python超入門
Kubernetes入門
AWSで作るクラウドネイティブアプリケーションの基本
ソフトウェア開発自動化入門
PowerShell Core入門
徹底研究! ハイブリッドクラウド
マイナビニュース スペシャルセミナー 講演レポート/当日講演資料 まとめ
セキュリティアワード特設ページ

一覧はこちら

今注目のIT用語の意味を事典でチェック!

一覧はこちら

ページの先頭に戻る