Python 中 -m 的典型用法、原理解析与发展演变
在命令行中使用Python时，它可以接收大约20个选项（option），语法格式如下：
python[-bBdEhiIOqsSuvVWx?][-ccommand|-mmodule-name|script|-][args]
本文想要聊聊比较特殊的“-m”选项：关于它的典型用法、原理解析与发展演变的过程。
首先，让我们用“--help”来看看它的解释：
-mmodrunlibrarymoduleasascript(terminatesoptionlist)
"mod"是“module”的缩写，即“-m”选项后面的内容是module（模块），其作用是把模块当成脚本来运行。
“terminatesoptionlist”意味着“-m”之后的其它选项不起作用，在这点上它跟“-c”是一样的，都是“终极选项”。官方把它们定义为“接口选项”（Interfaceoptions），需要区别于其它的普通选项或通用选项。
-m选项的五个典型用法
Python中有很多使用-m选项的场景，相信大家可能会用到或者看见过，我在这里想分享5个。
在Python3中，只需一行命令就能实现一个简单的HTTP服务：
python-mhttp.server8000 #注:在Python2中是这样 python-mSimpleHTTPServer8000
执行后，在本机打开“http://localhost:8000 ”，或者在局域网内的其它机器上打开“ http://本机ip:8000 ”，就能访问到执行目录下的内容，例如下图就是我本机的内容：
与此类似，我们只需要一行命令“python-mpydoc-pxxx”，就能生成HTML格式的官方帮助文档，可以在浏览器中访问。
上面的命令执行了pydoc模块，会在9000端口启动一个http服务，在浏览器中打开，我的结果如下：
它的第三个常见用法是执行pdb的调试命令“python-mpdbxxx.py”，以调试模式来执行“xxx.py”脚本：
第四个同样挺有用的场景是用timeit在命令行中测试一小段代码的运行时间。以下的3段代码，用不同的方式拼接“0-1-2-……-99”数字串。可以直观地看出它们的效率差异：
最后，还有一种常常被人忽略的场景：“python-mpipinstallxxx”。我们可能会习惯性地使用“pipinstallxxx”，或者做了版本区分时用“pip3installxxx”，总之不在前面用“python-m”做指定。但这种写法可能会出问题。
很巧合的是，在本月初（2019.11.01），Python的核心开发者、第一届指导委员会五人成员之一的BrettCannon专门写了一篇博客《Whyyoushoulduse"python-mpip"》，提出应该使用“python-mpip”的方式，并做了详细的解释。
他的主要观点是：在存在多个Python版本的环境中，这种写法可以精确地控制三方库的安装位置。例如用“python3.8-mpip”，可以明确指定给3.8版本安装，而不会混淆成其它的版本。
（延伸阅读：关于Brett的文章，这有一篇简短的归纳《原来我一直安装Python库的姿势都不对呀！》）
-m选项的两种原理解析
看了前面的几种典型用法，你是否开始好奇：“-m”是怎么运作的？它是怎么实现的？
对于“python-mname”，一句话解释：Python会检索sys.path，查找名字为“name”的模块或者包（含命名空间包），并将其内容当成“__main__”模块来执行。
1、对于普通模块
以“.py”为后缀的文件就是一个模块，在“-m”之后使用时，只需要使用模块名，不需要写出后缀，但前提是该模块名是有效的，且不能是用C语言写成的模块。
在“-m”之后，如果是一个无效的模块名，则会报错“Nomodulenamedxxx”。
如果是一个带后缀的模块，则首先会导入该模块，然后可能报错：Errorwhilefindingmodulespecificationfor'xxx.py'(AttributeError:module'xxx'hasnoattribute'__path__'。
对于一个普通模块，有时候这两种写法表面看起来是等效的：
两种写法都会把定位到的模块脚本当成主程序入口来执行，即在执行时，该脚本的__name__都是”__main__“，跟import导入方式是不同的。
但它的前提是：在执行目录中存在着“test.py”，且只有唯一的“test”模块。对于本例，如果换一个目录执行的话，“pythontest.py”当然会报找不到文件的错误，然而，“python-mtest”却不会报错，因为解释器在遍历sys.path时可以找到同名的“test”模块，并且执行：
由此差异，我们其实可以总结出“-m”的用法：已知一个模块的名字，但不知道它的文件路径，那么使用“-m”就意味着交给解释器自行查找，若找到，则当成脚本执行。
以前文的“python-mhttp.server8000”为例，我们也可以找到“server”模块的绝对路径，然后执行，尽管这样会变得很麻烦。
那么，“-m”方式与直接运行脚本相比，在实现上有什么不同呢？
直接运行脚本时，相当于给出了脚本的完整路径（不管是绝对路径还是相对路径），解释器根据文件系统的查找机制，定位到该脚本，然后执行使用“-m”方式时，解释器需要在不import的情况下，在所有模块命名空间中查找，定位到脚本的路径，然后执行。为了实现这个过程，解释器会借助两个模块：pkgutil和runpy，前者用来获取所有的模块列表，后者根据模块名来定位并执行脚本2、对于包内模块
如果“-m”之后要执行的是一个包，那么解释器经过前面提到的查找过程，先定位到该包，然后会去执行它的“__main__”子模块，也就是说，在包目录下需要实现一个“__main__.py”文件。
换句话说，假设有个包的名称是“pname”，那么，“python-mpname”，其实就等效于“python-mpname.__main__”。
仍以前文创建HTTP服务为例，“http”是Python内置的一个包，它没有“__main__.py”文件，所以使用“-m”方式执行时，就会报错：Nomodulenamedhttp.__main__;'http'isapackageandcannotbedirectlyexecuted。
作为对比，我们可以看看前文提到的pip，它也是一个包，为什么“python-mpip”的方式可以使用呢？当然是因为它有“__main__.py”文件：
“python-mpip”实际上执行的就是这个“__main__.py”文件，它主要作为一个调用入口，调用了核心的"pip._internal.main"。
http包因为没有一个统一的入口模块，所以采用了“python-m包.模块”的方式，而pip包因为有统一的入口模块，所以加了一个“__main__.py”文件，最后只需要写“python-m包”，简明直观。
-m选项的十年演变过程
最早引入-m选项的是Python2.4版本（2004年），当时功能还挺受限，只能作用于普通的内置模块（如pdb和profile）。
随后，知名开发者NickCoghlan提出的《PEP338--Executingmodulesasscripts》把它的功能提升了一个台阶。这个PEP在2004年提出，最终实现在2006年的2.5版本。
（插个题外话：NickCoghlan是核心开发者中的核心之一，也是第一届指导委员会的五人成员之一。记得当初看材料，他是在2005年被选为核心开发者的，这时间与PEP-338的时间紧密贴合）
这个PEP的几个核心点是：
- 结合了PEP-302的新探针机制（newimporthooks），提升了解释器查找包内模块的能力
- 结合了其它的导入机制（例如zipimport和冻结模块(frozenmodules)），拓展了解释器查找模块的范围与精度
- 开发了新的runpy.run_module(modulename)来实现本功能，而不用修改CPython解释器，如此可方便移植到其它解释器
至此，-m选项使得Python可以在所有的命名空间内定位到命令行中给定的模块。
2009年，在Python3.1版本中，只需给定包的名称，就能定位和运行它的“__main__”子模块。2014年，-m扩展到支持命名空间包。
至此，经过十年的发展演变，-m选项变得功能齐全，羽翼丰满。
最后，我们来个ending吧：-m选项可能看似不起眼，但它绝对是最特别的选项之一，它使得在命令行中，使用内置模块、标准包与三方库时变得更轻松便利。有机会就多用一下吧，体会它带来的愉悦体验。
参考材料
https://docs.python.org/3.7/using/cmdline.html#cmdoption-m
https://snarky.ca/why-you-should-use-python-m-pip
https://www.python.org/dev/peps/pep-0338/
总结
以上所述是小编给大家介绍的Python中-m的典型用法、原理解析与发展演变，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对毛票票网站的支持！
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