這是一個程序員的電腦硬盤, 在一個叫做“學習”的目錄下有兩個小程序, 一個叫做Hello.java , 另外一個叫做hello.c 。
Hello.java 自視甚高,有點看不起老派的hello.c , 經常叫他“C老頭”。
這hello.c 也瞧不起“囂張”的 java 程序, 也給他起來一個外號: “Java 小子”。
但是這個目錄下沒有其他人, 每天深夜,主人睡去以後就是無邊的黑暗和無盡的孤獨, 儘管互相看不順眼, C老頭和Java小子還是得聊聊天解悶。
“C老頭兒, 我聽說你們C語言在誕生的時候也是以可移植性著稱?” Java 小子率先發難,充分發揮了中國人話裡有話,笑裡藏刀的特點。可移植性是Java最引以為傲的亮點, 編寫一次,處處運行可不是說著玩的, 他決定以己之長攻彼之短,先給C老頭挖個坑, 等他入坑後再羞辱他一番。
“哪裡哪裡, 我們可比不上你們Java ” 沒想到C老頭竟然不跳坑, Java 小子的招數被化於無形。
“那你們怎麼號稱移植性好啊,難道在Windows平臺上開發的程序能運行在Linux上?” Java小子心有不甘,繼續窮追不捨。
“我們那是代碼的可移植性,不是程序的可移植性,比方說吧, 像我這個hello.c 可以在windows上編譯運行, 也可以在Linux上編譯運行, 完全不用修改代碼。 ”
Java 小子感到很吃驚, 這是一次編寫到處編譯啊, 好像不比自己差啊。 他覺得有點沮喪,看來這一板斧砍不下去了。
可是轉念一想, hello.c只是個非常簡單的程序,像Windows、Linux上都有他的編譯器和標準程序庫, 那肯定可以移植了, 要是使用了系統平臺的接口了呢?
“你要是調用了Windows平臺的API,例如創建一個線程,拿到Linux上怎麼辦?”
“那我們C語言就用條件編譯” C老頭早就料到Java小子會這麼問。
“哈哈,有沒有搞錯, 這麼麻煩啊,源代碼中這麼多古怪的#ifdef, 程序員們還不累死。 ” Java小子終於抓住了把柄。
“這已經很不錯了,在我們C語言剛剛誕生的時候, 可是上個世紀70年代, 根本沒有什麼Java虛擬機之說, 沒有什麼抽象層能屏蔽底層的平臺API, 可不得辛苦程序員?” C老頭說得很客觀,Java 小子的囂張的氣焰消失了大半。
“那C語言怎麼不與時俱進,也搞個虛擬機啊” Java 小子異想天開。
“這你就不懂了, C語言生來就是做系統級編程的,就是要貼近硬件,追求性能和效率,弄個虛擬機,我怎麼去直接操作內存? 和硬件交互? 對了,我們可以用指針可以直接操作內存,效率極高, 你的Java就不行了吧”
“Java 當然沒有指針了, 那玩意兒太容易出錯,也容易出現漏洞, 我們的James Gosling老爹就禁止我們直接操作內存。”
“我們C語言一旦編譯鏈接以後,就成為一個可以獨立執行的程序了, 而你呢,只是變成一個Hello.class 而已,沒有虛擬機, 你都運行不了, 說得難聽一點, 就是一個寄生蟲啊。” Java 老頭不動聲色,開始組織反擊。
Java 表示無言以對。
“還有啊, 我的hello.exe一旦運行, 那就是一個獨立的進程,擁有一個獨立的地址空間,被CPU獨立調度; 而你的Hello.class 什麼都不是, Java虛擬機(java.exe)才是一個進程,Hello.class 被裝載以後只能在這個進程裡作為一個線程來運行, 生活的空間也就是什麼方法區、堆..... 這境界也差得太遠了吧”
薑還是老的辣, C老頭招招致命。
"等等, 你剛才說了一個什麼詞來著,鏈接?這是什麼鬼東西?" Java 小子抓住了一根稻草。
“鏈接你都不懂? 真夠老土的, 趕緊去看看《深入理解計算機系統》第7章吧。 簡單來說是把一個符號和這個符號的地址給綁定起來。”
“我只看過《深入理解Java虛擬機》 , 沒看到什麼鏈接啊, 你那個定義太抽象了,沒人能聽懂!”
C老頭心裡鄙視了一下Java小子,所學果然淺薄, 盤算著舉個例子來說明下什麼是鏈接。
“你知道編譯是怎麼回事嗎? ” C 老頭打算另闢蹊徑給Java講講。
“那我肯定知道啊, 我這個Hello.java經過編譯以後,不就變成Hello.class了”
“我們C語言的程序,經過預處理,編譯,彙編等步驟以後,能變成一個叫做'目標文件' 的東西”
“假設我這個hello.c程序又調用了cal.c中的函數add :”
hello.c :
cal.c :
“那就會生成兩個目標文件, hello.o 和 cal.o”
Java 小子問道: “難道你這個hello.o 不能執行嗎? ”
“那肯定不能執行,你看那個add函數的定義是在cal.o 這個目標文件中, 我hello.o中根本就沒有啊!怎麼執行? 所以編譯器只好在hello.o 中記錄類似這樣的東西:hello.o 中需要調用add 函數,但是這個函數的實際地址不在本文件中,鏈接的時候需要找到實際地址,把它給替換掉! 替換的過程就是一個重定位的過程 , 這一步做完了,才可以執行。 ”
Java 小子說: “不對吧, 假設我也調用了另外一個類Calculator.java 中add方法, 我們倆編譯以後生成兩個class 文件,這兩個文件完全獨立, 不用做鏈接, 直接就可以運行啊。 ”
“你們肯定會做鏈接的,只不過這個鏈接不是在編譯期做的,而是在運行期做的。 等到Hello.class被裝入你的Java虛擬機運行的時候, 會發現有個指令要調用Calculator的add方法, 這個時候就需要裝載Claculator.class ,找到add方法來調用執行。 這也是一種鏈接,只不過是運行時的動態鏈接而已。” C老頭做了一個總結陳述。
Java 小子現在明白了C老頭說的鏈接的含義: 把一個符號(add函數的名稱)和這個符號的地址(add函數的真正地址,那裡有add函數的指令)給綁定起來。
“這老頭還挺厲害嘛” Java小子心裡不由得對C老頭產生了敬意, 他決定從明天開始,不再叫他C老頭了,叫他老師, 向他多多請教。
眼看著天馬上亮了,兩人互道晚安。
第二天半夜,Java小子興沖沖地找C老師討教, 可是hello.c已經找不到了, 同一個目錄下來了一個叫做hello.py的新傢伙, 他熱情地對Java小子打打招呼: “你好,我是Python,初來乍到,請多多關照。”
“你知道hello.c去哪兒了嗎?”
“他呀, 程序員主人覺得C語言的指針太複雜了,實在是學不會,就放棄了, 順便把hello.c給刪除了。 ”
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