问Java解释器或任何解释器到底是如何工作的？

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给出1000英尺的视角，希望能让事情变得清晰起来：

java应用程序有两个主要步骤：编译和运行时。每个进程都有非常不同的功能和目的。下面列出了这两种方法的主要流程：

编译

• 这(通常)由[com.sun.tools.javac][1]执行，通常在tools.jar文件中，通常在$JAVA_HOME中-与java.jar等位于同一位置。
• 此处的目标是将.java源文件转换为包含java运行时环境的“配方”的.class文件。

编译步骤：

1. ：读取文件，并剥离其“边界”语法字符，如大括号、分号和圆括号。它们的存在是为了告诉解析器将每个源组件翻译成哪个java对象(在下一篇point).
2. creation：抽象语法树是如何表示源文件中对此有更多介绍。这是一个文字“树”数据结构，它的根类是[com.sun.tools.JCTree][3]。总体思想是每个表达式和每个语句都有一个java对象。在这个时间点上，人们对每种类型所代表的实际“类型”知之甚少。在创建syntax
3. Desugar：时，唯一要检查的是字面syntax
4. Desugar：，这是for循环和其他语法糖被转换为更简单形式的地方。语言仍然是“树”的形式，而不是字节码，所以在编译器变得复杂的地方，这可以很容易地happen
5. ：。Java是一种静态语言，因此编译器必须使用Visitor模式遍历AST，并在tim之前找出所有内容的类型，并确保在运行时所有内容(好吧，几乎)都是合法的，就类型、方法签名等而言。如果某些内容过于模糊或无效，则检查编译fails.
6. Bytecode：控制流，以确保程序执行逻辑有效(没有不可达的语句等)。如果一切都通过了检查而没有错误，那么AST就会被转换成程序represents.
7. .class文件写入：的字节码:此时，类文件就被写入了。从本质上讲，字节码是专门机器代码之上的一小层抽象层。这使得移植到其他机器/中央处理器结构/平台成为可能，而不必担心它们之间相对较小的差异。

运行时

• 每个计算机平台都有不同的运行时环境/虚拟机实施。Java是通用的，但运行时环境是一个完全独立的部分，它只知道如何将字节码从类文件转换成与目标平台兼容的机器码，而且它也针对不同的platform.
• There进行了高度优化，有许多不同的运行时/ VM实现，但最流行的是Hotspot VM。
• VM非常复杂，可以在运行时优化您的代码。启动时间很慢，但它在运行过程中基本上会“学习”。
• 这就是运行中的“JIT”(即时)概念-编译器通过检查正确的类型和语法完成了所有繁重的工作，VM只需在运行过程中将字节码转换并优化为机器码。

还有..。

Java是在JSR 199下标准化的编译器

• 。虽然不完全属于同一类(找不到确切的JLS)，但许多其他语言和工具利用标准化的编译过程/API来使用Oracle提供的高级JVM (运行时)技术，同时允许不同的语法。Java参见Scala、Groovy、Kotlin、Jython、JRuby等。所有这些都利用了运行时环境，因为它们转换了不同的语法以与Java编译器
  • 兼容！它相当整洁-任何人都可以用他们想要的任何语法编写高性能语言，因为两者是解耦的。对于JVM

，几乎每一种语言都有相应的调整

我将根据我创建DSL的经验来回答。

C是编译的，因为你把源代码传给了gcc，然后在机器代码中运行存储的程序。

Python之所以被解释，是因为您通过将程序源代码传递给解释器来运行程序。解释器读取源文件并执行它。

Java是两者的混合体，因为您将Java文件“编译”为字节码，然后调用JVM来运行它。字节码不是机器码，它需要由JVM解释。Java是介于C和Python之间的一层，因为你不能做像"eval“这样花哨的事情(像在Python中那样在运行时计算代码块或表达式)。然而，Java具有C程序不可能拥有的反射能力。简而言之，Java运行时的设计处于纯编译语言和解释语言之间的中间层，在性能和灵活性方面是这两种语言中最好的(也是最差的)。

然而，Python也有一个虚拟机和它自己的字节码格式。这同样适用于Perl、Lua等。这些解释器首先将源文件转换为字节码，然后解释字节码。

我一直想知道为什么这样做是必要的，直到我为模拟DSL制作了自己的解释器。我的解释器执行词法分析(将源文件拆分为标记)，将其转换为抽象语法树，然后通过遍历该树来计算该树的值。出于软件工程的考虑，我使用了一些设计模式，并且我的代码大量使用了多态性。与处理模仿真实计算机体系结构的有效字节码格式相比，这非常慢。如果我创建自己的虚拟机或使用现有的虚拟机，我的模拟将会更快。例如，对于计算一个很长的数值表达式，将其转换为类似于汇编代码的东西会比处理抽象树的分支更快，因为这需要调用大量的多态方法。

执行程序有两种方法。

• By a：在Windows .exe上，它将编程语言(比如.c)中的文本解析为机器码。然后可以独立于编译器执行。

这种编译可以通过将几个.c文件编译成几个目标文件(中间产品)，然后将它们链接到单个应用程序或库中来完成。

• 通过interpreter：解析编程语言(比如.java)中的文本，然后“立即”执行程序。

对于java，这种方法有点混合/堆叠: java编译器javac将.java编译成.class文件，然后可能将这些文件压缩到.jar (或.war、.ear ...)中。对于抽象堆栈机器，.class文件由更抽象的字节代码组成。

然后，java运行时java (称为JVM、java虚拟机或字节码解释器)可以执行.class/.jar。这实际上是一个java字节码的解释器。

现在，它还在运行时将(部分)字节码转换为机器码。这也称为将字节码转换为机器码的即时编译器。

简而言之：- compiler只是创建代码；- interpreter会立即执行。

解释器将遍历解析的命令/高级中间代码，并用一段代码解释每个命令。间接的，原则上是慢的。