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编译型语言有jit吗

发布时间:2023-05-23 11:17:54

① 请问C#是编译型语言还是解释型语言

C#是解释型语言,不是编译型语言。

只要不是"直接编译成机器指令并直接运行机器指令执行档"的编译语言,就属于解释语言。

java,C#、VB.net等的源码先编译成字节码,再由虚拟机“解释”执行字节码。
也属于解释语言,JIT即时编译的语言也属于解释语言。

现在虚拟机逐渐多样化,机器指令的硬件相关性逐渐淡化。所以编译语言和解释语言的概念越来越少被提到了。

Most so-called interpreted languages use an intermediate representation, which combines compiling and interpreting. In this case, a compiler may output some form of bytecode or threaded code, which is then executed by a bytecode interpreter.
大多数所谓的解释型语言都采用某种结合编译和解释的中间形态。以编译器输出某种字节码或线程码,然后由字节码解释器执行。 ---维基网络-解释型语言条

python语言的特点是什么

Python 特点:简单易学
Python 是一种代表简单注意思想的语言,阅读一个良好的 Python 程序,即使是在 Python 语法要求非常严格的大环境下,给人的感觉也像是在读英语段落一样。
换句话说,Python 编程语言最大的优点之一,是其具有伪代码的特质,它可以让我们在开发 Python 程序时,专注于解决问题,而不是搞明白语言本身。
Python 特点:开源
Python 是 FLOSS(自由/开源源码软件)之一,简单地理解就是,用户使用 Python 进行开发和发布自己编写的程序,不需要支付任何费用,也不用担心版权问题,即使作为商业用途,Python 也是免费的。
开源正在成为软件行业的一种发展趋势,现在有很多商业软件公司都开始将自己的产品变成开源的(例如 Java)。也许,Python 的开源正是它如此优秀的原因之一,因为会有这么一群人,他们希望看到一个更加优秀的 Python,从而为了这个目标,不断地对 Python 进行创造,不断地改进。
Python 特点:高级语言
Python 是高级语言,因此当使用 Python 语言编写程序时,我们无需再考虑一些底层细节方面的问题。例如,如何管理程序使用的内存等等。
Python 特点:解释型语言
一个用编译型语言(如 C 或 C++)写的程序,可以从源文件转换到一个计算机使用的语言。这个过程主要通过编译器完成。当运行程序的时候,我们可以把程序从硬盘复制到内存中并且运行。
而 Python 语言写的程序,则不需要编译成二进制代码,可以直接从源代码运行程序。在计算机内部,由 Python 解释器把源代码转换成字节码的中间形式,然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。
事实上,由于不再担心如何编译程序,使得使用 Python 变得更加简单,我们只需要将 Python 程序复制到另外一台计算机上,它就可以工作了。因此,Python 程序更加易于移植。
Python 特点:可移植性
由于 Python 是开源的,它已经被移植到许多平台上。如果能够避免使用依赖系统的特性,那就意味着,所有 Python 程序都无需修改就可以在好多平台上运行,包括 Linux 、Windows、FreeBSD、Solaris 等等,甚至还有 PocketPC、Symbian 以及 Google 基于 Linux 开发的 Android 平台。
解释型语言几乎天生就是跨平台的。Python 作为一门解释型的语言,它天生具有跨平台的特征,只要为平台提供了相应的 Python 解释器,Python 就可以在该平台上运行。
Python 特点:面向对象
Python 既支持面向过程编程,也支持面向对象编程。在“面向过程”的语言中(如 C 语言),程序仅仅是由可重用代码的函数构建起来的;而在“面向对象”的语言(如 C++)中,程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。
与其他编程语言(如 C++ 和 Java)相比,Python 是以一种非常强大,而又简单的方式实现的面向对象编程。
Python 特点:强大的功能
Python 强大的功能也许才是很多用户支持 Python 的最重要的原因,从字符串处理到复杂的 3D 图形编程,Python 借助扩展模块都可以轻松完成。
实际上,Python 的核心模块已经提供了足够强大的功能,使用 Python 精心设计的内置对象可以完成许多功能强大的操作。
此外,Python 的社区也很发达,即使一些小众的应用场景,Python 往往也有对应的开源模块来提供解决方案。
Python 特点:可扩展性
Python 的可扩展性体现为它的模块,Python 具有脚本语言中最丰富和强大的类库,这些类库覆盖了文件 I/O、GUI、网络编程、数据库访问、文本操作等绝大部分应用场景。
Python 可扩展性一个最好的体现是,当我们需要一段关键代码运行的更快时,可以将其用 C 或 C++ 语言编写,然后在 Python 程序中使用它们即可。
除了以上几个特点(也可称之为优点)之外,作为一个解释型语言,Python 自然也有一些弱点,比如:
速度慢:Python 程序比 Java、C、C++ 等程序的运行效率都要慢。
源代码加密困难:不像编译型语言的源程序会被编译成目标程序,Python 直接运行源程序,因此对源代码加密比较困难。
其实,这两个缺点并不是什么大问题,首先,由于目前计算机的硬件速度越来越快,软件工程往往更关注开发过程的效率和可靠性,而不是软件的运行效率;至于第二个问题就更不是问题了,现在软件行业的大势本就是开源,就像 Java 程序同样很容易反编译,但丝毫不会影响它的流行。

③ JIT编译器的简介

在Java编程语言和环境中,即时编译器(JIT compiler,just-in-time compiler)是一个把Java的字节码(包括需要被解释的指令的程序)转换成可以直接发送给处理器的指令的程序。当你写好一个Java程序后,源语言的语句将由Java编译器编译成字节码,而不是编译成与某个特定的处理器硬件平台对应的指令代码(比如,Intel的Pentium微处理器或IBM的System/390处理器)。字节码是可以发送给任何平台并且能在那个平台上运行的独立于平台的代码。

④ java中的JIT编译到底是什么意思

在JIT编译器生成本机代码后,它会重写存根例程,插入一个jmp指令跳转到刚才JIT编译器的代码。只有当要调用某个方法时,JIT编译器才会将CIL的方法体编译为相应的本机机器码版本。这样可以优化程序的工作集。

⑤ java是编译型语言还是解释型语言

概念:

编译型语言:把做好的源程序全部编译成二进制代码的可运行程序。然后,可直接运行这个程序。

解释型语言:把做好的源程序翻译一句,然后执行一句,直至结束!

区别:

编译型语言,执行速度快、效率高;依赖编译器、跨平台性差些。如C、C++、Delphi、 Pascal,Fortran。

解释型语言,执行速度慢、效率低;依赖解释器、跨平台性好。如Java、Basic.

通俗的讲,编译语言是在编译后可以直接运行,而解释语言的执行需要一个解释环境。

java很特殊,java程序也需要编译,但是没有直接编译称为机器语言,而是编译称为字节码,然后用解释方式执行字节码。

JIT:

首先采用编译形式生成某种中介代码(Java bytecode/MSIL),然后在运行时将其(通常以函数或Block为单位)最终转换成机器码,然后执行,转化的机器码可以被cache,以提高重复执行的效率

JAVA的第一道工序是javac编译,当然目标文件是BYTECODE。后续可能有三种处理方式:
1. 运行时,BYTECODE由JVM逐条解释执行,
2. 运行时,部分代码可能由JIT翻译为目标机器指令(以method为翻译单位,还会保存起来,第二次执行就不用翻译了)直接执行;
3. RTSJ。继JAVAC之后执行AOT二次编译,生成静态的目标平台代码(典型的就是IBM WEBSHPERE REAL TIME)。

⑥ 出现JIT之后,JAVA是否属于编译型语言了

通俗的讲,编译语言是在编译后可以直接运行,而解释语言的执行需要一个解释环境。
java很特殊,java程序也需要编译,但是没有直接编译称为机器语言,而是编译称为字节码,然后用解释方式执行字节码。
JIT:
首先采用编译形式生成某种中介代码(Java bytecode/MSIL),然后在运行时将其(通常以函数或Block为单位)最终转换成机器码,然后执行,转化的机器码可以被cache,以提高重复执行的效率

⑦ 了解什么叫做jit compiling,与传统的编译技术有何不同

Java 应用程序的性能经常成为开发社区中的讨论热点。因为该语言的设计初衷是使用解释的方式支持应用程序的可移植性目标,早期
Java 运行时所提供的性能级别远低于 C 和
C++
之类的编译语言。尽管这些语言可以提供更高的性能,但是生成的代码只能在有限的几种系统上执行。在过去的十年中,Java
运行时供应商开发了一些复杂的动态编译器,通常称作即时(Just-in-time,JIT)编译器。程序运行时,JIT
编译器选择将最频繁执行的方法编译成本地代码。运行时才进行本地代码编译而不是在程序运行前进行编译(用 C 或
C++ 编写的程序正好属于后一情形),保证了可移植性的需求。有些 JIT 编译器甚至不使用解释程序就能编译所有的代码,但是这些编译器仍然通过在程序执行时进行一些操作来保持 Java 应用程序的可移植性。
由于动态编译技术的多项改进,在很多应用程序中,现代的 JIT 编译器可以产生与 C 或 C++
静态编译相当的应用程序性能。但是,仍然有很多软件开发人员认为 —— 基于经验或者传闻 ——
动态编译可能严重干扰程序操作,因为编译器必须与应用程序共享 CPU。一些开发人员强烈呼吁对 Java
代码进行静态编译,并且坚信那样可以解决性能问题。对于某些应用程序和执行环境而言,这种观点是正确的,静态编译可以极大地提高 Java
性能,或者说它是惟一的实用选择。但是,静态地编译 Java 应用程序在获得高性能的同时也带来了很多复杂性。一般的
Java 开发人员可能并没有充分地感受到 JIT 动态编译器的优点。

本文考察了 Java 语言静态编译和动态编译所涉及的一些问题,重点介绍了实时 (RT) 系统。简要描述了 Java
语言解释程序的操作原理并说明了现代 JIT 编译器执行本地代码编译的优缺点。介绍了 IBM 在 WebSphere Real Time 中发布的
AOT 编译技术和它的一些优缺点。然后比较了这两种编译策略并指出了几种比较适合使用 AOT
编译的应用程序领域和执行环境。要点在于这两种编译技术并不互斥:即使在使用这两种技术最为有效的各种应用程序中,它们也分别存在一些影响应用程序的优缺
点。

执行 Java 程序

Java 程序最初是通过 Java SDK 的 javac程序编译成本地的与平台无关的格式(类文件)。可将此格式看作 Java
平台,因为它定义了执行 Java 程序所需的所有信息。Java 程序执行引擎,也称作 Java 运行时环境(JRE),包含了为特定的本地平台实现
Java 平台的虚拟机。例如,基于 Linux 的 Intel x86 平台、Sun Solaris 平台和 AIX 操作系统上运行的 IBM
System p 平台,每个平台都拥有一个 JRE。这些 JRE 实现实现了所有的本地支持,从而可以正确执行为
Java 平台编写的程序。

事实上,操作数堆栈的大小有实际限制,但是编程人员极少编写超出该限制的方法。JVM 提供了安全性检查,对那些创建出此类方法的编程人员进行通知。

Java 平台程序表示的一个重要部分是字节码序列,它描述了 Java
类中每个方法所执行的操作。字节码使用一个理论上无限大的操作数堆栈来描述计算。这个基于堆栈的程序表示提供了平台无关性,因为它不依赖任何特定本地平台
的 CPU 中可用寄存器的数目。可在操作数堆栈上执行的操作的定义都独立于所有本地处理器的指令集。Java
虚拟机(JVM)规范定义了这些字节码的执行(参见 参考资料)。执行 Java 程序时,用于任何特定本地平台的任何 JRE 都必须遵守 JVM
规范中列出的规则。

因为基于堆栈的本地平台很少(Intel X87 浮点数协处理器是一个明显的例外),所以大多数本地平台不能直接执行 Java 字节码。为了解决这个问题,早期的 JRE 通过解释字节码来执行 Java 程序。即 JVM 在一个循环中重复操作:

◆获取待执行的下一个字节码;

◆解码;

◆从操作数堆栈获取所需的操作数;

◆按照 JVM 规范执行操作;

◆将结果写回堆栈。

这种方法的优点是其简单性:JRE 开发人员只需编写代码来处理每种字节码即可。并且因为用于描述操作的字节码少于 255 个,所以实现的成本比较低。当然,缺点是性能:这是一个早期造成很多人对 Java 平台不满的问题,尽管拥有很多其他优点。

解决与 C 或 C++ 之类的语言之间的性能差距意味着,使用不会牺牲可移植性的方式开发用于 Java 平台的本地代码编译。

编译 Java 代码

尽管传闻中 Java 编程的 “一次编写,随处运行”
的口号可能并非在所有情况下都严格成立,但是对于大量的应用程序来说情况确实如此。另一方面,本地编译本质上是特定于平台的。那么 Java
平台如何在不牺牲平台无关性的情况下实现本地编译的性能?答案就是使用 JIT 编译器进行动态编译,这种方法已经使用了十年(参见图 1):

图 1. JIT 编译器

使用 JIT 编译器时,Java
程序按每次编译一个方法的形式进行编译,因为它们在本地处理器指令中执行以获得更高的性能。此过程将生成方法的一个内部表示,该表示与字节码不同但是其级
别要高于目标处理器的本地指令。(IBM JIT
编译器使用一个表达式树序列表示方法的操作。)编译器执行一系列优化以提高质量和效率,最后执行一个代码生成步骤将优化后的内部表示转换成目标处理器的本
地指令。生成的代码依赖运行时环境来执行一些活动,比如确保类型转换的合法性或者对不能在代码中直接执行的某些类型的对象进行分配。JIT
编译器操作的编译线程与应用程序线程是分开的,因此应用程序不需要等待编译的执行。

图 1 中还描述了用于观察执行程序行为的分析框架,通过周期性地对线程取样找出频繁执行的方法。该框架还为专门进行分析的方法提供了工具,用来存储程序的此次执行中可能不会改变的动态值。

因为这个 JIT 编译过程在程序执行时发生,所以能够保持平台无关性:发布的仍然是中立的 Java 平台代码。C 和 C++ 之类的语言缺乏这种优点,因为它们在程序执行前进行本地编译;发布给(本地平台)执行环境的是本地代码。

挑战

尽管通过 JIT 编译保持了平台无关性,但是付出了一定代价。因为在程序执行时进行编译,所以编译代码的时间将计入程序的执行时间。任何编写过大型 C 或 C++ 程序的人都知道,编译过程往往较慢。

为了克服这个缺点,现代的 JIT
编译器使用了下面两种方法的任意一种(某些情况下同时使用了这两种方法)。第一种方法是:编译所有的代码,但是不执行任何耗时多的分析和转换,因此可以快
速生成代码。由于生成代码的速度很快,因此尽管可以明显观察到编译带来的开销,但是这很容易就被反复执行本地代码所带来的性能改善所掩盖。第二种方法是:
将编译资源只分配给少量的频繁执行的方法(通常称作热方法)。低编译开销更容易被反复执行热代码带来的性能优势掩盖。很多应用程序只执行少量的热方法,因
此这种方法有效地实现了编译性能成本的最小化。

动态编译器的一个主要的复杂性在于权衡了解编译代码的预期获益使方法的执行对整个程序的性能起多大作用。一个极端的例子是,程序执行后,您非常清楚哪些方
法对于这个特定的执行的性能贡献最大,但是编译这些方法毫无用处,因为程序已经完成。而在另一个极端,程序执行前无法得知哪些方法重要,但是每种方法的潜
在受益都最大化了。大多数动态编译器的操作介于这两个极端之间,方法是权衡了解方法预期获益的重要程度。

Java 语言需要动态加载类这一事实对 Java
编译器的设计有着重要的影响。如果待编译代码引用的其他类还没有加载怎么办?比如一个方法需要读取某个尚未加载的类的静态字段值。Java
语言要求第一次执行类引用时加载这个类并将其解析到当前的 JVM
中。直到第一次执行时才解析引用,这意味着没有地址可供从中加载该静态字段。编译器如何处理这种可能性?编译器生成一些代码,用于在没有加载类时加载并解
析类。类一旦被解析,就会以一种线程安全的方式修改原始代码位置以便直接访问静态字段的地址,因为此时已获知该地址。

IBM JIT
编译器中进行了大量的努力以便使用安全而有效率的代码补丁技术,因此在解析类之后,执行的本地代码只加载字段的值,就像编译时已经解析了字段一样。另外一
种方法是生成一些代码,用于在查明字段的位置以前一直检查是否已经解析字段,然后加载该值。对于那些由未解析变成已解析并被频繁访问的字段来说,这种简单
的过程可能带来严重的性能问题。

动态编译的优点

动态地编译 Java 程序有一些重要的优点,甚至能够比静态编译语言更好地生成代码,现代的 JIT 编译器常常向生成的代码中插入挂钩以收集有关程序行为的信息,以便如果要选择方法进行重编译,就可以更好地优化动态行为。

关于此方法的一个很好的例子是收集一个特定 array操作的长度。如果发现每次执行操作时该长度基本不变,则可以为最频繁使用的

array长度生成专门的代码,或者可以调用调整为该长度的代码序列。由于内存系统和指令集设计的特性,用于复制内存的最佳通用例程的执行速度通
常比用于复制特定长度的代码慢。例如,复制 8
个字节的对齐的数据可能需要一到两条指令直接复制,相比之下,使用可以处理任意字节数和任意对齐方式的一般复制循环可能需要 10 条指令来复制同样的 8

个字节。但是,即使此类专门的代码是为某个特定的长度生成的,生成的代码也必须正确地执行其他长度的复制。生成代码只是为了使常见长度的操作执行得更快,
因此平均下来,性能得到了改进。此类优化对大多数静态编译语言通常不实用,因为所有可能的执行中长度恒定的操作比一个特定程序执行中长度恒定的操作要少得
多。

此类优化的另一个重要的例子是基于类层次结构的优化。例如,一个虚方法调用需要查看接收方对象的类调用,以便找出哪个实际目标实现了接收方对象的虚方法。
研究表明:大多数虚调用只有一个目标对应于所有的接收方对象,而 JIT
编译器可以为直接调用生成比虚调用更有效率的代码。通过分析代码编译后类层次结构的状态,JIT
编译器可以为虚调用找到一个目标方法,并且生成直接调用目标方法的代码而不是执行较慢的虚调用。当然,如果类层次结构发生变化,并且出现另外的目标方法,
则 JIT
编译器可以更正最初生成的代码以便执行虚调用。在实践中,很少需要作出这些更正。另外,由于可能需要作出此类更正,因此静态地执行这种优化非常麻烦。

因为动态编译器通常只是集中编译少量的热方法,所以可以执行更主动的分析来生成更好的代码,使编译的回报更高。事实上,大部分现代的
JIT
编译器也支持重编译被认为是热方法的方法。可以使用静态编译器(不太强调编译时间)中常见的非常主动的优化来分析和转换这些频繁执行的方法,以便生成更好
的代码并获得更高的性能。

这些改进及其他一些类似的改进所产生的综合效果是:对于大量的 Java 应用程序来说,动态编译已经弥补了与 C 和 C++ 之类语言的静态本地编译性能之间的差距,在某些情况下,甚至超过了后者的性能。

缺点

但是,动态编译确实具有一些缺点,这些缺点使它在某些情况下算不上一个理想的解决方案。例如,因为识别频繁执行的方法以及编译这些方法需要时间,所以应用
程序通常要经历一个准备过程,在这个过程中性能无法达到其最高值。在这个准备过程中出现性能问题有几个原因。首先,大量的初始编译可能直接影响应用程序的
启动时间。不仅这些编译延迟了应用程序达到稳定状态的时间(想象 Web
服务器经
历一个初始阶段后才能够执行实际有用的工作),而且在准备阶段中频繁执行的方法可能对应用程序的稳定状态的性能所起的作用也不大。如果 JIT
编译会延迟启动又不能显着改善应用程序的长期性能,则执行这种编译就非常浪费。虽然所有的现代 JVM
都执行调优来减轻启动延迟,但是并非在所有情况下都能够完全解决这个问题。

其次,有些应用程序完全不能忍受动态编译带来的延迟。如 GUI 接口之类交互式应用程序就是这样的例子。在这种情况下,编译活动可能对用户使用造成不利影响,同时又不能显着地改善应用程序的性能。

最后,用于实时环境并具有严格的任务时限的应用程序可能无法忍受编译的不确定性性能影响或动态编译器本身的内存开销。

因此,虽然 JIT 编译技术已经能够提供与静态语言性能相当(甚至更好)的性能水平,但是动态编译并不适合于某些应用程序。在这些情况下,Java 代码的提前(Ahead-of-time,AOT)编译可能是合适的解决方案。

AOT Java 编译

大致说来,Java 语言本地编译应该是为传统语言(如 C++ 或
Fortran)而开发的编译技术的一个简单应用。不幸的是,Java 语言本身的动态特性带来了额外的复杂性,影响了 Java
程序静态编译代码的质量。但是基本思想仍然是相同的:在程序执行前生成 Java 方法的本地代码,以便在程序运行时直接使用本地代码。目的在于避免
JIT 编译器的运行时性能消耗或内存消耗,或者避免解释程序的早期性能开销。

挑战

动态类加载是动态 JIT 编译器面临的一个挑战,也是 AOT
编译的一个更重要的问题。只有在执行代码引用类的时候才加载该类。因为是在程序执行前进行 AOT
编译的,所以编译器无法预测加载了哪些类。就是说编译器无法获知任何静态字段的地址、任何对象的任何实例字段的偏移量或任何调用的实际目标,甚至对直接调
用(非虚调用)也是如此。在执行代码时,如果证明对任何这类信息的预测是错误的,这意味着代码是错误的并且还牺牲了 Java 的一致性。

因为代码可以在任何环境中执行,所以类文件可能与代码编译时不同。例如,一个 JVM
实例可能从磁盘的某个特定位置加载类,而后面一个实例可能从不同的位置甚至网络加载该类。设想一个正在进行 bug
修复的开发环境:类文件的内容可能随不同的应用程序的执行而变化。此外,Java 代码可能在程序执行前根本不存在:比如 Java
反射服务通常在运行时生成新类来支持程序的行为。

缺少关于静态、字段、类和方法的信息意味着严重限制了 Java 编译器中优化框架的大部分功能。内联可能是静态或动态编译器应用的最重要的优化,但是由于编译器无法获知调用的目标方法,因此无法再使用这种优化。

内联

内联是一种用于在运行时生成代码避免程序开始和结束时开销的技术,方法是将函数的调用代码插入到调用方的函数中。但是内联最大的益处可能是优化方可见的代码的范围扩大了,从而能够生成更高质量的代码。下面是一个内联前的代码示例:

int foo() { int x=2, y=3; return bar(x,y); }final int bar(int a, int b) { return a+b; }

如果编译器可以证明这个 bar就是 foo()中调用的那个方法,则 bar中的代码可以取代 foo()中对
bar()的调用。这时,bar()方法是 final类型,因此肯定是 foo()中调用的那个方法。甚至在一些虚调用例子中,动态 JIT
编译器通常能够推测性地内联目标方法的代码,并且在绝大多数情况下能够正确使用。编译器将生成以下代码:

int foo() { int x=2, y=3; return x+y; }

在这个例子中,简化前名为值传播的优化可以生成直接返回
5的代码。如果不使用内联,则不能执行这种优化,产生的性能就会低很多。如果没有解析
bar()方法(例如静态编译),则不能执行这种优化,而代码必须执行虚调用。运行时,实际调用的可能是另外一个执行两个数字相乘而不是相加的
bar方法。所以不能在 Java 程序的静态编译期间直接使用内联。

AOT
代码因此必须在没有解析每个静态、字段、类和方法引用的情况下生成。执行时,每个这些引用必须利用当前运行时环境的正确值进行更新。这个过程可能直接影响
第一次执行的性能,因为在第一次执行时将解析所有引用。当然,后续执行将从修补代码中获益,从而可以更直接地引用实例、静态字段或方法目标。

另外,为 Java 方法生成的本地代码通常需要使用仅在单个 JVM 实例中使用的值。例如,代码必须调用 JVM
运行时中的某些运行时例程来执行特定操作,如查找未解析的方法或分配内存。这些运行时例程的地址可能在每次将 JVM 加载到内存时变化。因此 AOT
编译代码需要绑定到 JVM 的当前执行环境中,然后才能执行。其他的例子有字符串的地址和常量池入口的内部位置。

在 WebSphere Real Time 中,AOT 本地代码编译通过 jxeinajar工具(参见图 2)来执行。该工具对 JAR 文件中所有类的所有方法应用本地代码编译,也可以选择性地对需要的方法应用本地代码编译。结果被存储到名为 Java eXEcutable (JXE) 的内部格式中,但是也可轻松地存储到任意的持久性容器中。

您可能认为对所有的代码进行静态编译是最好的方法,因为可以在运行时执行最大数量的本地代码。但是此处可以作出一些权衡。编译的方法越多,代码占用的内存
就越多。编译后的本地代码大概比字节码大 10 倍:本地代码本身的密度比字节码小,而且必须包含代码的附加元数据,以便将代码绑定到 JVM
中,并且在出现异常或请求堆栈跟踪时正确执行代码。构成普通 Java 应用程序的 JAR
文件通常包含许多很少执行的方法。编译这些方法会消耗内存却没有什么预期收益。相关的内存消耗包括以下过程:将代码存储到磁盘上、从磁盘取出代码并装入
JVM,以及将代码绑定到 JVM。除非多次执行代码,否则这些代价不能由本地代码相对解释的性能优势来弥补。

图 2. jxeinajar

跟大小问题相违背的一个事实是:在编译过的方法和解释过的方法之间进行的调用(即编译过的方法调用解释过的方法,或者相反)可能比这两类方法各自内部之间
进行的调用所需的开销大。动态编译器通过最终编译所有由 JIT
编译代码频繁调用的那些解释过的方法来减少这项开销,但是如果不使用动态编译器,则这项开销就不可避免。因此如果是选择性地编译方法,则必须谨慎操作以使
从已编译方法到未编译方法的转换最小化。为了在所有可能的执行中都避免这个问题而选择正确的方法会非常困难。
优点
虽然 AOT 编译代码具有上述的缺点和挑战,但是提前编译 Java 程序可以提高性能,尤其是在不能将动态编译器作为有效解决方案的环境中。

可以通过谨慎地使用 AOT 编译代码加快应用程序启动,因为虽然这种代码通常比 JIT
编译代码慢,但是却比解释代码快很多倍。此外,因为加载和绑定 AOT
编译代码的时间通常比检测和动态编译一个重要方法的时间少,所以能够在程序执行的早期达到那样的性能。类似地,交互式应用程序可以很快地从本地代码中获
益,无需使用引起较差响应能力的动态编译。

RT 应用程序也能从 AOT 编译代码中获得重要的收益:更具确定性的性能超过了解释的性能。WebSphere Real Time
使用的动态 JIT 编译器针对在 RT 系统中的使用进行了专门的调整。使编译线程以低于 RT
任务的优先级操作,并且作出了调整以避免生成带有严重的不确定性性能影响的代码。但是,在一些 RT 环境中,出现 JIT
编译器是不可接受的。此类环境通常需要最严格的时限管理控制。在这些例子中,AOT
编译代码可以提供比解释过的代码更好的原始性能,又不会影响现有的确定性。消除 JIT
编译线程甚至消除了启动更高优先级 RT 任务时发生的线程抢占所带来的性能影响。

优缺点统计

动态(JIT)编译器支持平台中立性,并通过利用应用程序执行的动态行为和关于加载的类及其层次结构的信息来生成高质量的代码。但是
JIT
编译器具有一个有限的编译时预算,而且会影响程序的运行时性能。另一方面,静态(AOT)编译器则牺牲了平台无关性和代码质量,因为它们不能利用程序的动
态行为,也不具有关于加载的类或类层次结构的信息。AOT 编译拥有有效无限制的编译时预算,因为 AOT
编译时间不会影响运行时性能,但是在实践中开发人员不会长期等待静态编译步骤的完成。

表 1 总结了本文讨论的 Java 语言动态和静态编译器的一些特性:

表 1. 比较编译技术

两种技术都需要谨慎选择编译的方法以实现最高的性能。对动态编译器而言,编译器自身作出决策,而对于静态编译器,由开发人员作出选择。让
JIT 编译器选择编译的方法是不是优点很难说,取决于编译器在给定情形中推断能力的好坏。在大多数情况下,我们认为这是一种优点。

因为它们可以最好地优化运行中的程序,所以 JIT 编译器在提供稳定状态性能方面更胜一筹,而这一点在大量的生产 Java
系统中最为重要。静态编译可以产生最佳的交互式性能,因为没有运行时编译行为来影响用户预期的响应时间。通过调整动态编译器可以在某种程度上解决启动和确
定性性能问题,但是静态编译在需要时可提供最快的启动速度和最高级别的确定性。表 2 在四种不同的执行环境中对这两种编译技术进行了比较:

表 2. 使用这些技术的最佳环境

图 3 展示了启动性能和稳定状态性能的总体趋势:

图 3. AOT 和 JIT 的性能对比

使用 JIT 编译器的初始阶段性能很低,因为要首先解释方法。随着编译方法的增多及 JIT
执行编译所需时间的缩短,性能曲线逐渐升高最后达到性能峰值。另一方面,AOT 编译代码启动时的性能比解释的性能高很多,但是无法达到 JIT
编译器所能达到的最高性能。将静态代码绑定到 JVM 实例中会产生一些开销,因此开始时的性能比稳定状态的性能值低,但是能够比使用 JIT
编译器更快地达到稳定状态的性能水平。

没有一种本地代码编译技术能够适合所有的 Java
执行环境。某种技术所擅长的通常正是其他技术的弱项。出于这个原因,需要同时使用这两种编译技术以满足 Java
应用程序开发人员的要求。事实上,可以结合使用静态和动态编译以便提供最大可能的性能提升 —— 但是必须具备平台无关性,它是 Java
语言的主要卖点,因此不成问题。

结束语

本文探讨了 Java 语言本地代码编译的问题,主要介绍了 JIT 编译器形式的动态编译和静态 AOT 编译,比较了二者的优缺点。

虽然动态编译器在过去的十年里实现了极大的成熟,使大量的各种 Java 应用程序可以赶上或超过静态编译语言(如 C++ 或
Fortran)所能够达到的性能。但是动态编译在某些类型的应用程序和执行环境中仍然不太合适。虽然 AOT
编译号称动态编译缺点的万能解决方案,但是由于 Java 语言本身的动态特性,它也面临着提供本地编译全部潜能的挑战。

这两种技术都不能解决 Java 执行环境中本地代码编译的所有需求,但是反过来又可以在最有效的地方作为工具使用。这两种技术可以相互补充。能够恰当地使用这两种编译模型的运行时系统可以使很大范围内的应用程序开发环境中的开发人员和用户受益。

⑧ 编译型语言有哪些呢

编译型语言有C、C++、Objective-C、Swift、Kotlin等高级语言。需要将源代码编译成机器码,再由机器运行机器码。只需编译一次,运行速度快,执行效率高。

编译型语言和解释型语言区别在于:

编译型语言,通常都会对源代码进行编译,生成可以执行的二进制代码,执行的是编译后的结果。

解释型语言,通常不用对源代码进行编译,一般是通过解释器载入脚本后运行。由于每个语句都是执行的时候才进行解释翻译,这样解释性语言每次执行就要翻译一次,效率相对要低。至于难度,个人感觉java相对要更复杂些。

⑨ java是什么类型的编程语言

一、你可以说它是编译型的。因为所有的Java代码都是要编译的,.java不经过编译就什么用都没有。
二、你可以说它是解释型的。因为java代码编译后不能直接运行,它是解释运行在JVM上的,所以它是解释运行的,那也就算是解释的了。
三、但是,现在的JVM为了效率,都有一些JIT优化。它又会把.class的二进制代码编译为本地的代码直接运行,所以,又是编译的。
像C、C++ 他们经过一次编译之后直接可以编译成操作系统了解的类型,可以直接执行的 所以他们是编译型的语言。没有经过第二次的处理 而Java不一样他首先由编译器编译成.class类型的文件,这个是java自己类型的文件 然后在通过虚拟机(JVM)从.class文件中读一行解释执行一行,所以他是解释型的语言,而由于java对于多种不同的操作系统有不同的JVM所以 Java实现了真正意义上的跨平台!

⑩ 什么是java

什么是JAVA?

提问者: nan7913 - 见习魔法师 二级

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Java是SUN公司开发的一种面向对象的新一代网络编程语言,它可以在各种不同的机器、操作系统的网络环境中进行开发,具有解释型语言(如Basic语言)和编译型语言(如C语言)的特性。Java摒弃了C 中各种弊大于利的功能和许多很少用到的功能,用Java开发的程序可以在网络上传输,并运行于任何客户机上。

特点

1、简单性:

Java语言通过提供最基本的方法来完成指定的任务,只需理解一些基本的概念,就可以用它编写出适合于各种情况的应用程序。Java略去了运算符重载、多重继承等模糊的概念,并且通过实现自动垃圾收集大大简化了程序设计者的内存管理工作。另外,Java也适合于在小型机上运行,它的基本解释器及类的支持只有40KB左右,加上标准类库和线程的支持也只有215KB左右。库和线程的支持大概有215KB左右。

2、面向对象:

Java语言的设计集中于对象及其接口,它提供了简单的类机制以及动态的接口模型。对象中封装了它的状态变量以及相应的方法,实现了模块化和信息隐藏;而类则提供了一类对象的原型,并且通过继承机制,子类可以使用父类所提供的方法,实现了代码的复用。

3、分布性:

Java是面向网络的语言。通过它提供的类库可以处理TCP/IP协议,用户可以通过URL地址在网络上很方便地访问其它对象。

4、可靠性:

Java在编译和运行程序时,都要对可能出现的问题进行检查,以消除错误的产生。它提供自动垃圾收集来进行内存管理,防止程序员在管理内存时容易产生的错误。通过集成的面向对象的例外处理机制,在编译时,Java提示出可能出现但未被处理的例外,帮助程序员正确地进行选择以防止系统的崩溃。另外,Java在编译时还可捕获类型声明中的许多常见错误,防止动态运行时不匹配问题的出现。

5、安全性:

用于网络、分布环境下的Java必须要防止病毒的入侵。Java不支持指针, 一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现,这样就防止程序员使用“特洛伊”木马等欺骗手段访问对象的私有成员,同时也避免了指针操作中容易产生的错误。

6、体系结构中立:

Java解释器生成与体系结构无关的字节码指令,只要安装Java运行系统,Java程序就可在任意的处理器上运行。这些字节码指令对应于Java虚拟机中的表示,Java解释器得到字节码后,对它进行转换,使之能够在不同的平台运行。

7、可移植性:

与平台无关的特性使Java程序可以方便地被移植到网络上的不同机器。同时,Java的类库中也实现了与不同平台的接口,使这些类库可以移植。另外,Java编译器是由Java语言实现的,Java运行时系统由标准C实现,这使得Java 系统本身也具有可移植性。

8、解释执行:

Java解释器直接对Java字节码进行解释执行。字节码本身携带了许多编译时信息,使得连接过程更加简单。

9、高性能:

和其它解释执行的语言如BASIC、TCL不同,Java字节码的设计使之能很容易地直接转换成对应于特定CPU的机器码,从而得到较高的性能。

10、多线程:

多线程机制使应用程序能够并行执行,而且同步机制保证了对共享数据的正确操作。通过使用多线程,程序设计者可以分别用不同的线程完成特定的行为,而不需要采用全局的事件循环机制,这样就很容易地实现网络上的实时交互行为。

11、动态性:

Java的设计使它适合于一个不断发展的环境。在类库中可以自由地加入新的方法和实例变量而不会影响用户程序的执行。并且Java通过接口来支持多重继承,使之比严格的类继承具有更灵活的方式和扩展性。

Java语言的特性使它可以最大限度地利用网络。Ap-plet是Java的小应用程序,它是动态、安全、跨平台的网络应用程序。JavaApplet嵌入HTML语言,通过主页发布到Internet。网络用户访问服务器的Applet时,这些Applet 从网络上进行传输,然后在支持Java的浏览器中运行。由于Java语言的安全机制,用户一旦载入Applet,就可以放心地来生成多媒体的用户界面或完成复杂的计算而不必担心病毒的入侵。虽然Applet可以和图像、声音、动画等一样从网络上下载,但它并不同于这些多媒体的文件格式,它可以接收用户的输入,动态地进行改变,而不仅仅是动画的显示和声音的播放。

Java的开发工具。

1、 UltraEdit

UltraEdit是共享软件,最新版本是V10.20b。其官方网址是:[url]www.ultraedit.com[/url] 。它是一个功能强大的文本、HTML、程序源代码编辑器。作为源代码编辑器,它的默认配置可以对C/C , VB, HTML, Java和 Perl进行语法着色。用它设计Java程序时,可以对Java的关键词进行识别并着色,方便了Java程序设计。它具有完备的复制、粘贴、剪切、查找、替换、格式控制等编辑功能。可以在Advanced菜单的Tool Configuration 菜单项配置好Java的编译器Javac和解释器Java,直接编译运行Java程序。

配置Javac:在Command Line里输入:D:jspj2sdkinJavac %f,这里Javac的路径要根据JDK的实际安装路径来指定,%f是指当前活动文档的全文件名。在Menu Item Name 里输入Javac ,让其显示在Advanced菜单里,这样就可以直接执行它进行编译了。选中Output To List Box和Capture Output ,这样就可以在源代码下面的输出窗口里看到编译时的错误信息了。

配置不带参数运行的解释器Java:在Command Line里输入:D:jspj2sdkinJava %n,在Menu Item Name 里输入: Java filename,选中Output To List Box和Capture Output ,运行结果显示在输出窗口里。

配置带参数运行的解释器Java:在Command Line里输入:d:jspj2sdkinJava %n%modify%,在Menu Item Name 里输入:Java filename parameter,这样当执行这个菜单项的时候,会显示一个要求输入参数的对话框。

2、 Editplus

EditPlus也是共享软件,最新版本是EditPlus 2.12。其官方网址是:[url]www.editplus.com[/url]。EditPlus也是功能很全面的文本、HTML、程序源代码编辑器。默认的支持HTML、CSS、PHP、ASP、Perl、C/C 、Java、JavaScript和VBScript的语法着色。通过定制语法文件还可以扩展到其他程序语言。可以在Tools菜单的Configure User Tools菜单项配置用户工具,类似于UltraEdit的配置,配置好Java的编译器Javac和解释器Java后,通过EditPlus的菜单可以直接编译执行Java程序。

3、Jcreator

Jcreator是一个用于Java程序设计的集成开发环境,具有编辑、调试、运行Java程序的功能。官方网址是:[url]www.jcreator.com[/url] 。当前最新版本是Jcreator 3.10,它又分为LE和Pro版本。LE版本功能上受到一些限制,是免费版本。Pro版本功能最全,但这个版本是一个共享软件。这个软件比较小巧,对硬件要求不是很高,完全用C 写的,速度快、效率高。具有语法着色、代码自动完成、代码参数提示、工程向导、类向导等功能。第一次启动时提示设置Java JDK主目录及JDK JavaDoc目录,软件自动设置好类路径、编译器及解释器路径,还可以在帮助菜单中使用JDK Help。但目前这个版本对中文支持性不好。

4、Eclipse

Eclipse是一个开放可扩展的集成开发环境(IDE)。它不仅可以用于Java的开发,通过开发插件,还可以构建其他的开发工具。Eclipse是开放源代码的项目,并可以免费下载。它的官方网址是:[url]www.eclipse.org[/url],提供Releases、Stable Builds、Integration Builds和Nightly Builds下载。建议使用Releases或Stable Builds版本。

Releases版本是Eclipse开发团队发布的主要发行版本,是经过测试的稳定的版本,适合要求稳定而不需要最新改进功能的使用者选择。目前最新的Release版本是Eclipse 3.0。Stable Builds版本对大多数使用者而言已足够稳定,由开发团队用比较稳定的Integration Build版本提升到Stable Build而来,适合想使用Eclipse新功能的使用者选择。对于Releases版本2.1.x,在Eclipse的官方网站上有一个语言包可以下载,这样Eclipse及其帮助都有简体中文版。Eclipse用于Java开发,与UltraEdit、Editplus两种编辑器和Jcreator IDE比较,Eclipse更专业,功能更强大。

总之,Java语言提供一种强有力的工具支援程序设计员。Java让程序设计变得更容易,因为它属于面向对象语言,而且提供了自动的内存垃圾收集功能。再者,由于Java码具备结构中立性,因此其应用程序成为非同质性运算环境 (例如Internet)的理想方案。

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