基本概念
module
模塊， 一個 py 文件或以其他文件形式存在的可被導入的就是一個模塊
package
包，包含有 init 文件的文件夾
relative path
相對路徑，相對於某個目錄的路徑
absolute path
絕對路徑，全路徑
Python 解釋器是如何查找包和模塊的
Python 執行一個 py 文件，無論執行的方式是用絕對路徑還是相對路徑，interpreter 都會把文件所在的 directory 加入 sys.path 這個 list 中，並且是索引為 0 的位置。Python 就是在 sys.path 中查找包和模塊的。
# test.py
# coding:utf-8
import sys
print(sys.path)
print('Now in main.py')
def hello():
print('michael hello')
if __name__ == '__main__':
hello()
# 執行 python test.py
$ python test.py
['/tmp/module-package/app', '/usr/lib64/python27.zip', '/usr/lib64/python2.7', '/usr/lib64/python2.7/plat-linux2', '/usr/lib64/python2.7/lib-tk', '/usr/lib64/python2.7/lib-old', '/usr/lib64/python2.7/lib-dynload', '/usr/lib64/python2.7/site-packages', '/usr/lib/python2.7/site-packages']
Now in test.py
michael hello
Python 解釋器查找包的順序
解釋器查找包：
- 解釋器會默認加載一些 modules，除了
sys.builtin_module_names列出的內置模塊之外，還會加載其他一些標准庫，都存放在sys.modules字典中。 - 然后就是搜索
sys.path路徑下的模塊了。
In [3]: import sys
In [4]: print(sys.builtin_module_names)
('_abc', '_ast', '_codecs', '_collections', '_functools', '_imp', '_io', '_locale', '_operator', '_signal', '_sre', '_stat', '_string', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', 'atexit', 'builtins', 'errno', 'faulthandler', 'gc', 'itertools', 'marshal', 'posix', 'pwd', 'sys', 'time', 'xxsubtype', 'zipimport')
這樣的查找順序將會導致同名包或模塊被遮蔽。
示例2：
# tree
$ tree . -L 1
.
├── __init__.py
├── name
├── os.py
├── test2.py
├── test.py
└── test.pyc
# test2.py
import os
from redis import Redis
from test import hello
print('Now in test2.py')
print(os.getcwd())
# 執行 python test2.py
$ python test2.py
Traceback (most recent call last):
File "test2.py", line 2, in <module>
from redis import Redis
ImportError: No module named redis
這里的 os 模塊並不是是 built-in module，上面已經將 sys.builtin_module_names 內容打印出來了。只是 Python 解釋器啟動時就加載到了 sys.modules中緩存起來了。所以，即使在同目錄下有同名模塊，解釋器依然是可以找到正確的 os 模塊的！如果你在import os之前，先執行del sys.modules['os']，那么，標准模塊 os 就會被同目錄下的 os.py 屏蔽了。
redis 屬於第三方模塊，默認安裝位置是 Python 環境變量中的 site-packages，解釋器啟動之后，會將此目錄加到 sys.path，由於當前目錄會在 sys.path 的首位，當前目錄的 redis 優先被找到了，site-packages 中的 redis 模塊被屏蔽了。
綜上所述，搜索的一個順序是：sys.modules 緩存 -> sys.path[0] 即當前目錄查找 -> sys.path[1:]路徑查找。
同時發現，模塊被加載的時候，其中非函數或類的語句，例如 print('hello')、name=michael等，是會在 import的時候，默認就執行了。
交互式執行環境的查找順序
交互執行環境，解釋器會自動把當前目錄加入到sys.path，這一點和直接執行文件是一樣的，但是這種方式下，sys.path[0] 是存儲的當前目錄的相對路徑，而不是絕對路徑。
In [4]: import sys
In [5]: sys.path[0]
Out[5]: ''
模塊中的 __file__ 變量
文件中的 __file__
當模塊以文件的形式出現 file 指的是模塊文件的路徑名，以相對路徑執行 file 是相對路徑，以絕對路徑執行 file 是絕對路徑：
# test3.py
print __file__
# 執行 python test.py
$ python test3.py
test3.py
$ python /tmp/module-package/app/test3.py
/tmp/module-package/app/test3.py
交互式 Shell 中的 __file__
前交互式 Shell 的執行並不是以文件的形式加載，所以不存在 __file__ 這樣的屬性：
In [8]: __file__
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-358d5687b810> in <module>()
----> 1 __file__
NameError: name '__file__' is not defined
sys.argv[0] 變量
sys.argv[0] 是獲得入口執行文件路徑，__file__ 是真實被執行模塊的文件路徑。比如下面例子中，test2.py 就是入口執行文件，而 test.py 就是在 import 時真實被執行的模塊
# test.py
print(__file__)
print(sys.argv[0])
# test2.py
import test
# 執行 python test2.py
/tmp/module-package/app/test.py # __file__
test2.py # sys.argv[0]
sys.modules 的作用
載入的模塊存放在何處？ 答案是 sys.modules。 模塊一經載入， Python 會把這個模塊加入 sys.modules 中供下次載入使用，這樣可以加速模塊引入，起到緩存作用。sys.modules 是一個 dict 類型的值。
In [14]: sys.modules['requests']
---------------------------------------------------------------------------
KeyError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-14-8aefaef0aed5> in <module>()
----> 1 sys.modules['requests']
KeyError: 'requests'
In [15]: import requests
In [16]: sys.modules['requests']
Out[16]: <module 'requests' from '/usr/lib/python2.7/site-packages/requests/__init__.pyc'>
# 沒有預先引入 math，但是 sys.modules 中已經有這個鍵
In [18]: sys.modules['math']
Out[18]: <module 'math' from '/usr/lib64/python2.7/lib-dynload/math.so'>
需要注意的是， sys.modules['math'] 盡管可以看到 math 鍵，但是，要使用它，還是需要顯示 import math 之后才能使用的，因為那只是 Python 解釋器后台緩存的，你不顯示引入，本地空間還是不會去發現它。
總結
Python 通過查找 sys.path 來決定包的導入，Python解釋器啟動時加載的模塊緩存 > 同級目錄 > sys.path[1:]。Python 中的特有屬性 __file__ 以及 sys.argv[0]、sys.argv[0]、sys.modules 可以幫助分析包的查找和導入過程。
解決這個問題，請教了大牛同事，果然一下子讓我明白了。於是，自問自答了在 SegmentFault 上提的問題：
參考
- 三月沙-如何理解 Python 的模塊查找原理與方式 本文內容主要參考，但是該文章中提到的
os屬於built-in moulde的理解是有誤的，本文中修正了理解。 - 構建一個模塊的層級包
- The Python Standard Library
- Medium-Python 的 Import 陷阱
- CSDN-Python 模塊搜索路徑 提交了
PYTHONPATH這個環境變量的作用 - 曠世的憂傷-Python 如何處理模塊和包有相同名字的情況 來源：How python deals with module and package having the same name?
- librarybook-The sys module
- 官宣-System-specific parameters and functions
- 淺談 Python 的模塊導入