Python导入异常行为底层逻辑解惑：为何包命名空间超出预期？

这个现象是Python导入系统的标准设计，和Python 3.9版本无关，所有主流Python版本都遵循该逻辑，核心原因如下：

导入系统核心规则 #

Python的所有导入操作都会优先查询sys.modules全局缓存，只要对应模块/包已经存在于缓存中，就不会重复执行加载逻辑，仅做命名空间绑定。

from countries import spain的完整执行步骤 #

• 第一步：加载父包countries
  先检查sys.modules中是否存在countries键，不存在则找到对应包目录，执行__init__.py生成包模块对象，存入sys.modules['countries']，此时该对象已包含greece属性（来自__init__.py的from . import greece声明）。
• 第二步：查找子模块spain
  从sys.modules['countries']的属性中查找spain，找不到时会自动加载countries/spain.py生成countries.spain模块对象，并存入sys.modules['countries.spain']。
• 第三步：自动绑定父包属性
  子模块加载完成后，Python会自动将该子模块对象作为属性挂载到父包的模块对象上，等价于执行sys.modules['countries'].spain = sys.modules['countries.spain']的操作。
• 第四步：将spain绑定到当前执行上下文的命名空间中。

后续import countries的执行步骤 #

此时sys.modules['countries']已经存在，Python不会重新执行countries包的__init__.py，只会直接把缓存中的countries模块对象绑定到当前上下文的countries变量上。
由于该模块对象已经在之前的导入操作中被挂载了spain属性，所以dir(countries)会同时返回greece和spain两个对象。

类似的常见场景：执行import os.path后，此前已经导入的os模块也会自动拥有path属性，和你遇到的逻辑完全一致。

验证方法 #

你可以通过打印sys.modules['countries'].__dict__验证该逻辑：在执行from countries import spain前后分别打印该字典，可以看到spain键会在导入子模块后自动出现在父包的属性字典中。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jeffery