Python程序的运行是一个从源代码到机器执行的完整流程,涉及多个层次的协同工作，其核心运行机制可以概括为四个关键阶段：词法分析、语法解析、字节码生成和虚拟机执行，下面我们将逐步解析这一过程。

Python解释器读取源代码文件（.py文件），并进行词法分析（Lexical Analysis），此阶段将源代码分解为一系列标记（tokens），例如关键字、标识符、运算符等，代码行print("Hello")会被拆分为print、、"Hello"、等标记，词法分析器（Lexer）负责识别这些基本单元，并排除空白字符和注释。

接下来是语法解析（Parsing）阶段，解析器（Parser）根据Python的语法规则，将标记流组织成抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST），AST是一种树状结构，直观反映了代码的逻辑层次，赋值语句在AST中可能表现为一个根节点，连接变量名和值表达式两个子节点，此阶段会检查语法错误，如缺少冒号或括号不匹配。

编译器（Compiler）将AST转换为字节码（Bytecode），字节码是一种低级、与平台无关的中间表示，类似于机器指令，但由Python虚拟机（PVM）执行而非直接由CPU处理，字节码文件（.pyc）通常缓存在pycache目录中，以提高后续执行效率。print("Hello")可能被编译为LOAD_NAME、LOAD_CONST和CALL_FUNCTION等字节码指令。

Python虚拟机（Python Virtual Machine, PVM）执行字节码，PVM是一个循环解释器，逐条读取字节码指令并调用对应的底层操作，遇到LOAD_NAME指令时，PVM会从命名空间加载变量；遇到CALL_FUNCTION则执行函数调用，PVM还管理内存分配、垃圾回收（通过引用计数和循环垃圾收集器）以及异常处理等运行时任务。

Python运行环境依赖全局解释器锁（GIL），确保同一时刻只有一个线程执行字节码，这简化了内存管理但影响了多线程并行性能，对于计算密集型任务，可通过多进程或C扩展规避GIL限制。

整个过程体现了Python作为解释型语言的特点：无需显式编译，但隐式经历了编译和解释两个阶段，与C++等编译型语言直接生成机器码不同，Python通过字节码和PVM实现了跨平台兼容性，但牺牲了部分执行效率，开发者可使用dis模块反汇编字节码，深入观察编译细节，或通过PyPy等替代实现提升性能。

Python程序的运行是词法分析、语法解析、字节码编译和虚拟机执行的有机整合，平衡了开发效率与跨平台能力，成为其广泛流行的技术基石。