Python模块自动加载实现方法

前一段时间，在猿编程讲师岗前培训中，有学员问到在pgzero里面，为什么 import pgzrun 之后，music、mouse、keyboard这些模块就能自动加载，不需要import，就能直接使用了。于是我看了一下源码，最核心的代码是这两句，摘录如下：

mod = sys.modules['__main__']
mod.__dict__.update(builtins.__dict__)  # builtins 模块中引用了music等模块

以上代码中，有一个关键的方法，就是sys.modules。sys.modules是一个全局字典，该字典是python启动后就加载在内存中。当导入新的模块时，sys.modules都将记录这些模块。字典sys.modules对于加载模块起到了缓冲的作用。当某个模块第一次导入，字典sys.modules将自动记录该模块。当第二次再导入该模块时，python会直接到字典中查找，从而加快了程序运行的速度。

理解以上的解释之后，我们再看一个例子：

import sys
mod = sys.modules['__main__']
mod.__dict__.update({'aa':'bb'})
print(aa)   # 此处能输出bb

以上代码相当于把 aa:bb 这个键值对，添加到了sys模块中，而sys模块是提供对解释器使用或维护的一些变量的访问，像我们定义变量，其实也可以通过sys拿到，那么以上的 update 方法，等同于定义了变量aa='bb'，所以打印aa可以得到bb的值。

接下来，我们再看一下如何实现模块自动加载，依次定义如下文件。

# main.py
import sys
import autoload

mod = sys.modules['__main__']
mod.__dict__.update(autoload.__dict__)
print(a.add(1,2))  # 输出3
print(b.div(1,2))  # 输出0.5

# autoload.py
import a
import b

# a.py
def add(num1, num2):
   return num1 + num2

# b.py
def div(num1, num2):
   return num1 / num2

以上例子中，main.py 只引入了 autoload 模块，而在 autoload 中引入a、b两个模块。因为 main.py 文件中有 mod.__dict__.update() 操作，从而实现了 a、b两个模块的自动加载，就这。