憑啥Java運(yùn)行環(huán)境稱虛擬機(jī) Python只能稱解釋器
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這個(gè)問題估計(jì)想過的人不多,先找維基百科看一下虛擬機(jī)的定義。
虛擬機(jī)的定義有2個(gè),一種是類似Vmware的系統(tǒng)虛擬機(jī),另一種是虛擬機(jī)稱之為程序虛擬機(jī),諸如JVM,CLR就是最常見到的虛擬機(jī)。
程序虛擬機(jī)也稱作托管運(yùn)行時(shí)環(huán)境,運(yùn)行這個(gè)虛擬機(jī)時(shí),就好比普通的OS中的一個(gè)進(jìn)程。當(dāng)這個(gè)進(jìn)程啟動時(shí),虛擬機(jī)啟動,當(dāng)進(jìn)程銷毀時(shí),虛擬機(jī)銷毀。使用虛擬機(jī)的目的就是提供一個(gè)和平臺無關(guān)的編程環(huán)境。
JVM中的執(zhí)行引擎只能處理編譯后的Java字節(jié)碼,字節(jié)碼處理引擎其實(shí)包含一個(gè)字節(jié)碼解釋器和一個(gè)JIT編譯器(和.net的CLR中JIT差別很大),解釋器逐條的執(zhí)行字節(jié)碼指令,速度稍慢。JIT編譯器則會將熱點(diǎn)代碼編譯緩存起來,因此執(zhí)行速度加快。
解釋器的概念比較簡單,它可以將代碼翻譯,并運(yùn)行,不需要經(jīng)過編譯,JVM中的解釋器正式這樣的,JVM中解釋的就是字節(jié)碼。解釋器運(yùn)行程序的方法有3種:
直接運(yùn)行高級編程語言(如Shell內(nèi)置的解釋器)
轉(zhuǎn)換高級編程語言碼到一些有效率的字節(jié)碼(Bytecode),并運(yùn)行這些字節(jié)碼
以解釋器包含的編譯器對高級語言編譯,并指示處理器運(yùn)行編譯后的程序(例如:JIT)
其中Python的解釋器就是屬于第二種,Python代碼在***運(yùn)行時(shí),它會將Python代碼編譯成字節(jié)碼,如果可以的話,它會將這個(gè)字節(jié)碼保存到.pyc文件中,這樣下次啟動的時(shí)候就不會再編譯這些代碼而是直接解釋運(yùn)行字節(jié)碼。事實(shí)上,這種機(jī)制正在模糊解釋器和編譯器之間的界限,或者說是模糊了解釋型語言和編譯型語言的界限。
通過JVM和解釋器的概念澄清,似乎還是不明白為啥JVM就被稱為虛擬機(jī),JVM中有運(yùn)行的是字節(jié)碼,它可能直接被解釋執(zhí)行,也可能被再次編譯成目標(biāo)語言,Python中的解釋器也會先預(yù)編譯Python代碼為字節(jié)碼,再解釋執(zhí)行。那么到底有啥區(qū)別?
很多人參與了討論,分別從不同的角度去闡述區(qū)別。
有人認(rèn)為虛擬機(jī)是和語言無關(guān)的,JVM為例,除了Java之外,Scala,Clojure,甚至Python借助于Jython工具,也可以運(yùn)行在JVM上,而沒聽說什么語言能有Python解釋器解釋執(zhí)行,除了Python。
也有人從語言的類型上,Java為靜態(tài)類型的語言,而Python為動態(tài)語言。這使得Java字節(jié)碼既可以被解釋執(zhí)行也可以被編譯成機(jī)器指令再執(zhí)行。而Python則復(fù)雜多了,它雖然讓程序員可以不去關(guān)注變量的類型,但解釋器不得不去推斷數(shù)據(jù)類型,這一定程度上影響性能。
還有觀點(diǎn)認(rèn)為解釋器是一個(gè)歷史遺留術(shù)語,現(xiàn)代語言中虛擬機(jī)和解釋器的分界已經(jīng)很模糊甚至不存在。
事實(shí)上,筆者在《Learning Python》一書中,看到把作者把Python的解釋器稱為PVM,基于這個(gè)事實(shí)來講,本人更認(rèn)同的是解釋器和虛擬機(jī)的區(qū)別正在越來越小,已經(jīng)是我中有你,你中有我的地步。獨(dú)立的分割來看,可能還能區(qū)分這幾步是解釋器行為,這幾步是虛擬機(jī)的行為,但是作為一個(gè)整體來看,兩者的區(qū)別確實(shí)沒那么明顯。