Ⅰ python程序如何工作
随着人工智能时代的来临,python成为了人们学习编程的首先语言。那么,python程序怎么运行的?我们下面来介绍下。
python程序执行原理
我们都知道,使用C,C++之类的编译性语言编写的程序,是需要从源文件转换成计算机使用的机器语言,经过链接器链接之后形成了二进制可执行文件。运行该程序的时候,就可以二进制程序从硬盘载入到内存中并运行。
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但是对于Python而言,Python源码不需要编译成二进制代码,它可以直接从源代码运行程序。Python解释器将源代码转换为字节码,然后把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。当我们运行Python程序的时候,Python解释器会执行两个步骤。
(1) 把源代码编译成字节码。编译后的字节码是特定于Python的一种表现形式,它不是二进制的机器码,需要进一步编译才能被机器执行,这也是Python代码无法运行的像C,C++一样快的原因。如果Python进程在机器上拥有写入权限,那么它将把程序的字节码保存为一个以.pyc为扩展名的文件,如果Python无法在机器上写入字节码,那么宇节码将会在内存中生成并在程序结束时自动丢弃。在构建程序的时候最好给Python赋上在计算机上写的权限,这样只要源代码没有改变,生成的.pyc文件可以重复利用,提高执行效率。
(2) 把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。PVM是Python Virtual Machine的简称,它是Python的运行引擎,是Python系统的一部分,它是迭代运行字节码指令的一个大循环,一个接一个地完成操作。
Ⅱ javac是什么
Java编译器(javac)是一个用于将Java源代码编译成字节码的程序。
拓展知识:
Java开发工具包(JDK)中的一部分,用于将Java源代码(.java文件)转换为Java虚拟机(JVM)可以执行的字节码。
当您编写Java源代码时,您需要使用一个文本编辑器或集成开发环境(IDE)来编写代码。当您保存文件时,文件将保存为.java文件。然后,您可以使用javac编译器将这些.java文件编译成字节码文件,这些文件可以在Java虚拟机上运行。
在编译过程中,javac编译器将读取.java文件,将其转换为字节码文件(通常为.class文件),这些文件包含Java代码的机器代码表示。这些字节码文件可以在任何支持Java虚拟机的平台上运行,而无需安装或理解特定的本地代码。此外,javac编译器还具有一些其他功能,例如错误检查和优化。它会在编译过程中检查代码中的错误,并尝试优化字节码以减少内存使用和提高执行速度。
总的来说,javac编译器是Java开发过程中不可或缺的一部分,它可以将Java源代码转换为可在Java虚拟机上运行的字节码,并提供错误检查和优化功能,以提高开发效率和代码质量。
Ⅲ Java的详细运行步骤
Java程序从源文件创建到程序运行要经过两大步骤:1、源文件由编译器编译成字节码(ByteCode)
2、字节码由java虚拟机解释运行。因为java程序既要编译同时也要经过JVM的解释运行,所以说Java被称为半解释语言( "semi-interpreted" language)。
下面通过以下这个java程序,来说明java程序从编译到最后运行的整个流程。代码如下:
//MainApp.java
public class MainApp {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal("Puppy");
animal.printName();
}
}
//Animal.java
public class Animal {
public String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
public void printName() {
System.out.println("Animal ["+name+"]");
}
}
第一步(编译): 创建完源文件之后,程序会先被编译为.class文件。Java编译一个类时,如果这个类所依赖的类还没有被编译,编译器就会先编译这个被依赖的类,然后引用,否则直接引用,这个有点象make。如果java编译器在指定目录下找不到该类所其依赖的类的.class文件或者.java源文件的话,编译器话报“cant find symbol”的错误。
编译后的字节码文件格式主要分为两部分:常量池和方法字节码。常量池记录的是代码出现过的所有token(类名,成员变量名等等)以及符号引用(方法引用,成员变量引用等等);方法字节码放的是类中各个方法的字节码。下面是MainApp.class通过反汇编的结果,我们可以清楚看到.class文件的结构:
第二步(运行):java类运行的过程大概可分为两个过程:1、类的加载 2、类的执行。需要说明的是:JVM主要在程序第一次主动使用类的时候,才会去加载该类。也就是说,JVM并不是在一开始就把一个程序就所有的类都加载到内存中,而是到不得不用的时候才把它加载进来,而且只加载一次。
下面是程序运行的详细步骤:
在编译好java程序得到MainApp.class文件后,在命令行上敲java AppMain。系统就会启动一个jvm进程,jvm进程从classpath路径中找到一个名为AppMain.class的二进制文件,将MainApp的类信息加载到运行时数据区的方法区内,这个过程叫做MainApp类的加载。
然后JVM找到AppMain的主函数入口,开始执行main函数。
main函数的第一条命令是Animal animal = new Animal("Puppy");就是让JVM创建一个Animal对象,但是这时候方法区中没有Animal类的信息,所以JVM马上加载Animal类,把Animal类的类型信息放到方法区中。
加载完Animal类之后,Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Animal实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Animal实例,这个Animal实例持有着指向方法区的Animal类的类型信息(其中包含有方法表,java动态绑定的底层实现)的引用。
当使用animal.printName()的时候,JVM根据animal引用找到Animal对象,然后根据Animal对象持有的引用定位到方法区中Animal类的类型信息的方法表,获得printName()函数的字节码的地址。
开始运行printName()函数。
特别说明:java类中所有public和protected的实例方法都采用动态绑定机制,所有私有方法、静态方法、构造器及初始化方法<clinit>都是采用静态绑定机制。而使用动态绑定机制的时候会用到方法表,静态绑定时并不会用到。