Pybind11 理解

Pybind11 源码分析

MNN 社区上提供了通过 Python 使用 MNN 的方式，具体可以见：

https://github.com/alibaba/MNN/tree/master/pymnn/src

我们通过 Pybind11 来提供比较优雅的桥接方式。由于 Pybind 11 是一层抽象 C++ 到 Python 桥接的库，上层封装了很多难以理解的细节和流程，本文就带大家抽丝剥茧一下。

关于 Python 桥接，如果你不是很了解，那么在阅读本文之前，请记住如下两句话：

代码必须要以传统的 module 添加类的方式来进行，相关代码是：
- PyInitModule
- PyModule_AddObject(xxx)
Python 没办法直接编写 C++ Extension，都是通过再包一层 C 方法（Python 自身的 C 接口）的方式来进行。

换句话说，不管什么，都需要以一个 module 为载体，且需要name

创建模块方法

因此我们的入口就在 PYBIND11_MODULE(name, variable)

全部的宏就是：

#define PYBIND11_MODULE(name, variable) \ 【1】static void PYBIND11_CONCAT(pybind11_init_, name)(pybind11::module &); \ 【2】PYBIND11_PLUGIN_IMPL(name) { \ 【3】PYBIND11_CHECK_PYTHON_VERSION \ auto m = pybind11::module(PYBIND11_TOSTRING(name)); \ try { \ PYBIND11_CONCAT(pybind11_init_, name)(m); \ return m.ptr(); \ } PYBIND11_CATCH_INIT_EXCEPTIONS \ } \ void PYBIND11_CONCAT(pybind11_init_, name)(pybind11::module &variable)

比较晦涩，我们以 mnn 来举例，帮宏全部展开来探索下。

首先声明一个函数 static void pybind11_init_mnn(pybind11::module &);，在宏的最后会有实现。
PYBIND11_PLUGIN_IMPL(mnn)这一步是必要的一步，所有 Python 的扩展模块都需要声明对应的初始化方法，用于注册被调用。

import mnn 就会调用 init_mnn 这样的方法。
initmnn 里面定义了 pybind11_init_wrapper 这是真正的初始化实现。(注意 static 声明)
pybind11_init_wrapper 里面真正的实现分为几步：
- 构造一个 module 对象（class module），auto m = pybind11::module(PYBIND11_TOSTRING(name));
- 调用之前声明的 pybind11_init_mnn 函数，传入module对象，仿造 Python C Extension 的方式来添加方法、定义、变量等。 pybind11_init_mnn(m)
- 实现 pybind11_init_mnn {xxx}

所以一切核心的关键就是在 class module，抛开繁杂的东西：
- 第一步，创建一个 CPython 中的 module object，见：
  
  所以，本质上无论 Pybind11 在干什么，都是利用 CPython 底层的技术在那里操作。
- 把对应的方法加入到这个 CPython Module 中，如下：