python - 在循环引用下理解python的import *机制

Question

我为了回答aquestion posted here on SO而玩示例，发现很难理解python的import *破坏作用域的机制。
首先是一点上下文：这个问题不涉及实际问题；我很清楚from foo import *是不受欢迎的（这是正确的），而且我明白，这是因为代码中的原因比清晰性更深。我在这里的兴趣是理解导致循环不良行为的机制。换句话说，我理解观察到的行为是预期的；我不明白为什么。
我无法理解的情况是，当使用导入模块（import *）引用导入模块（b）时出现的问题。当导入模块使用a或不使用*时，我设法观察到行为上的细微差异，但总体（不良）行为是相同的。我找不到任何明确的解释，无论是在文件中还是在这样。
通过对作用域上可用内容的调查，我构建了一个小示例，根据上述问题和我在SO和其他地方进行的一些搜索，说明了其内容的差异。我尽量简洁地演示。下面的所有代码和实验都是用Python2.7.8完成的。
工作场景
首先是包含包含一个类的平凡模块的平凡模块，*：

class A:
    pass

客户端代码的第一个变体，导入模块A， a.py：

from pprint import pprint

def dump_frame(offset=0):
    import sys
    frame = sys._getframe(1+offset)
    d = frame.f_globals
    d.update(frame.f_locals)
    return d

print 'before import v1'
pprint (dump_frame())

import a

print 'after import v1'
pprint (dump_frame())
print a.A()

同一代码的第二个变体，从模块导入 b_v1.py， *：

from pprint import pprint

def dump_frame(offset=0):
    import sys
    frame = sys._getframe(1+offset)
    d = frame.f_globals
    d.update(frame.f_locals)
    return d

print 'before import v2'
pprint (dump_frame())

from a import * 

print 'after import v2'
pprint (dump_frame())
print A()

在导入之前同时运行 a和 b_v2.py会产生相同的输出，并且两者都能够按预期实例化。然而，正如预期的那样，在进口之后，它们又有所不同。我强调了区别：
b_v1，在范围内

'a': <module 'a' from '.../stackoverflow/instance/a.py'>

而 b_v2没有，但是

'A': <class a.A at 0x...>

导入前后，作用域都包含设置为 b_v1.py的 b_v2.py。
两个变量都成功地实例化了 __builtins__。
不工作的情况
有趣的行为是当改变 <module '__builtin__' (built-in)>以包含对 A的循环引用时（在 a.py和 b变体中）。
调整代码：

from b_v1 import *
class A:
    pass

（简而言之，只显示了一个 b_v1的情况；显然，在 b_v2的情况下，导入是针对这个模块的，而不是针对 a.py）
在我用循环引用对场景中范围内容的观察中，我看到：
在这两种变体中，在导入 a.py之前， b_v2.py与上述情况相似。但是，在导入之后，它被更改并包含
“算术错误”：，
'断言错误'：，
'属性错误'：，
...
在这里粘贴的时间是不必要的。
更改的 b_v1.py出现两次。我可以理解这是导入的结果，如果代码在函数中，则可能不会发生这种情况。
在variant a中，模块 __builtins__出现在范围中；它出现在variant dict中。
在这两种变体中， __builtins__的实例化都失败。考虑到在variant b_v2中，该模块存在于作用域中（因此，我假设已成功导入），我本来希望能够实例化 a。事实并非如此。但也有区别：在 b_v1情况下，它以 A失败，而对于 b_v1，失败是a A。在后一种情况下，无论我是否尝试实例化为 b_v1.py（如工作示例中所示）的 AttributeError: 'module' object has no attribute 'A'，它总是相同的错误。
总结我的问题：
一个圆形的物体通过什么机械装置把望远镜弄乱了？
为什么在b v1的情况下不能实例化 b_v2.py，尽管模块在作用域中？

Answer 1

Python模块自上而下执行。导入语句和其他语句一样是可执行的。当import语句运行时，它会执行以下操作（为了便于说明，请参阅language reference以了解详细信息）：
检查模块是否在sys.modules中列出。如果是，请立即归还
查找模块（通常但不总是通过搜索文件系统）。
在sys.modules中为模块创建一个空条目，名称空间为空。
在新创建的命名空间中自上而下执行模块。
假设我们有这样的文件：
a.py：

from b import *
foo = object()

b.py：

from a import *
print(repr(foo))

进一步假设 a.py首先被导入。让我们一行一行地看一下：
其他人导入 a。在我们开始执行之前，对 a的引用存储在 sys.modules['a']中。
a.py运行 from b import *。这将转换为“ import b，然后将 b命名空间中的所有内容获取到 a命名空间中。”
Python在 sys.modules['b']
b.py运行 from a import *。Python导入 a。
自 a以来，立即导入 sys.modules['a']返回。
由于 a.py尚未执行 foo = object()， a.foo尚未存在，因此不能倾倒到 b命名空间中。
b.py在上崩溃。