Gerando Bytecode de Módulos em Python

Quando executamos um script em Python, geralmente o processo é dividido em duas etapas:

O arquivo com o código (extensão .py) é compilado para um bytecode intermediário.
Em seguida, o bytecode compilado é interpretado, o que representa a execução propriamente dita do programa.

Não precisamos gerar bytecode explicitamente, pois ele é criado automaticamente durante a execução do script Python. Se o programa importa módulos ou bibliotecas externos e essa é a primeira importação, o bytecode compilado desses módulos é salvo em um arquivo com extensão .pyc e armazenado no diretório __pycache__, na mesma pasta onde o arquivo de código Python está localizado. Caso façamos modificações no código original de uma biblioteca, o Python recompila o bytecode. Se não houver alterações, o bytecode previamente compilado é carregado do arquivo .pyc, o que otimiza a execução do programa, tornando a compilação e execução mais rápidas.

No entanto, o bytecode do script principal, ou seja, o arquivo principal do programa que é passado para o interpretador, não é salvo em um arquivo .pyc. Ele é recompilado toda vez que a aplicação é iniciada.

Suponha que temos um arquivo user.py em nossa pasta de projeto, contendo uma função simples que recebe dois parâmetros e exibe seus valores:

def printUser(username, userage):
    print(f"Name: {username}  Age: {userage}")

Vamos agora importar esse arquivo no módulo principal do programa, que chamaremos de app.py:

import user

username = "Tom"
userage = 39

user.printUser(username, userage)

Ao executar esse script na pasta do projeto (onde o módulo user.py está localizado), será criado um diretório __pycache__. Dentro desse diretório, será gerado um arquivo de bytecode chamado algo como user.cpython-311.pyc, onde a versão (por exemplo, 311) representa a versão do interpretador Python utilizado (Python 3.11 neste caso). Esse arquivo .pyc é binário, portanto não há utilidade em abri-lo em um editor de texto.

.
├── __pycache__
│   └── user.cpython-311.pyc
├── app.py
└── user.py

Compilando Bytecode Manualmente

Embora o bytecode seja gerado automaticamente, também é possível criá-lo manualmente. Existem várias formas de fazer isso: usando o script py_compile ou o módulo compileall.

Utilizando o py_compile

O script py_compile é usado para compilar arquivos individuais. Para compilar o script user.py em um arquivo de bytecode, podemos usar o seguinte código:

import py_compile

py_compile.compile("user.py")  # caminho para o script

Passamos o caminho do script para a função compile(). Após a execução, o diretório __pycache__ será criado na pasta atual, contendo o arquivo user.cpython-311.pyc.

Utilizando o compileall

O módulo compileall permite compilar todos os arquivos Python em um diretório específico. Por exemplo, para compilar todos os arquivos em C:/python/files, usamos:

python -m compileall C:/python/files

Por padrão, até mesmo arquivos em subdiretórios serão compilados. Se quisermos compilar apenas os arquivos na pasta especificada, sem incluir subpastas, usamos a opção -l:

python -m compileall -l C:/python/files

Documentação oficial