源代碼、目標代碼、可執行代碼、本地代碼的區別


Source Code 源代碼

  源代碼,顧名思義,是由程序員編寫的原始文件。如果你想知道源代碼的定義,上述描述已經足夠了,但下面的描述會更好的幫助你理解這個主題。

  源代碼指的是由程序員編寫的文本文件。程序員為了執行某些任務以人類可讀的語言編寫這些代碼,絕大部分都是英文。然后以某種特定的格式保存這些文件,像Java語言的.java,C#語言的.cs等等。這些文件可以是按照某種特定語言的慣例和規則編寫的,而這種語言可以是程序員選擇的任何高級語言,並相應的被保存為正確的擴展名。這些源碼對人類來說是可讀的,但機器不能直接理解這種以英文或者其他人類語言指定的指令。所以這些代碼對機器是沒有用的,只有將其編譯成機器可執行的代碼。

  源代碼作為這種語言的編譯器的輸入。

  

 

 

 Object Code 目標代碼

  目標代碼是機器可執行的的文件,其中包含了編譯器產生的二進制形式的機器指令

  這種定義是不言自明的,但加上如下解釋可能會更好理解。

  首先,目標代碼是編譯器的輸出,是二進制文件,包含了程序員在源碼中指定的指令。這些指令會以二進制的形式進行編碼,目標代碼是機器可讀的,或者說是機器可執行的,但對於人類來說不可讀,除非你是二進制形式的代碼的專家。

  目標代碼是由成為編譯的過程產生的,這個過程是由編譯器執行的,將源代碼轉換成機器可執行的代碼。

  目標代碼是基於某種特定的系統體系的。由一種機器上的編譯器編譯出來的文件可能不能在另一種不同體系的機器上執行。盡管,這個問題已經由“中間代碼”和“即時編譯器”解決,但仍然有許多語言,像Java,遵循目標代碼生成的傳統方式。

  關於目標代碼的最后一點是反映更改的。修改源碼后,每次需要編譯源代碼以反映目標代碼中的更改。

下面是兩種類型代碼的總結。

Source Code Object Code
程序員編寫 編譯器產生
文本豐富的文檔 二進制數字組成目標代碼
人類可讀 機器可讀
可以隨時間改變 每次改變都要進行編譯
不是系統特定的 系統特定
用作編譯器的輸入 編譯器的輸出
使用英文單詞並根據語言語法編寫的指令 二進制形式的指令

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

以上部分翻譯自: https://www.thecrazyprogrammer.com/2018/05/source-code-and-object-code.html

 

可執行代碼

  由編譯程序生成的目標代碼並不能立即執行,其中還有許多沒有解決的問題。例如,某個源文件中的函數可能引用了另一個源文件中定義的某個符號(如變量或者函數調用等);在程序中可能調用了某個庫文件中的函數,等等。所有的這些問題,都需要鏈接程序的處理方能得以解決。

  鏈接程序

  鏈接程序的主要工作就是將有關的目標文件彼此相連接,也即將在一個文件中引用的符號同該符號在另一個文件中的定義連接起來,使得所有的這些目標文件成為一個能夠被操作系統裝入執行的統一整體。

  根據開發人員指定的同庫函數的連接方式的不同,鏈接處理可分為兩種:

    (1)靜態鏈接

      在這種鏈接方式下,函數的代碼將從其所在靜態鏈接庫中被拷貝到最終的可執行程序中。這樣該程序在執行時這些代碼將被裝入到該進程的虛擬地址空間中。靜態鏈接庫實際上是一個目標文件的集合,其中的每個文件含有庫中的一個或一組相關函數的代碼。即是說,靜態鏈接將鏈接庫的代碼復制到可執行程序中,使得可執行程序的體積變大。

    (2)動態鏈接

      在此種方式下,函數的代碼被放到稱作是動態鏈接庫或共享對象的某個目標文件中。鏈接程序此時所作的只是在最終的可執行程序中記錄下共享對象的名字以及其他少量的登記信息。在此可執行文件被執行時,動態鏈接庫的全部內容將被映射到運行時相應進程的虛地址空間中。動態鏈接程序將根據可執行程序中記錄的信息找到相應的函數代碼。即是說,動態鏈接指的是需要鏈接的代碼放到一個共享對象中,共享對象映射到進程虛地址空間,鏈接程序記錄可執行程序將來需要用的代碼信息,根據這些信息迅速定位相應的代碼片段。

  對於可執行文件中的函數調用,可分別采用動態鏈接或靜態鏈接的方法。使用動態鏈接能夠使最終的可執行文件比較短小,並且當共享對象被多個進程使用時能節約一些內存,因為在內存中只需要保存一份此共享對象的代碼。但並不是使用動態鏈接就一定比靜態鏈接要優越。在某些情況下動態鏈接可能帶來一些性能上的損害。

以上部分來自: https://blog.csdn.net/yxc135/article/details/7564060

 

Native Method 本地方法

  Java方法是Java語言編寫的,編譯成字節碼,存儲在class文件中。本地方法是由其他語言編寫的,編譯程和處理器相關的機器代碼。本地方法保存在動態鏈接庫中。即.dll(windos)文件中,格式是各個平台專有的。Java方法是與平台無關的,但本地方法不是。

  (1)什么是本地方法

    一個Native Method就是一個java方法調用非java代碼的接口。一個Native Method是這樣一個java的方法:該方法的實現由非java語言實現,比如C。這個特征非java所特有,很多其他的編程語言都有這一機制。

    在定義一個native method時,並不提供實現體,因為其實現體是由非java語言在外面實現的。例如:

    pubic class IHaveNatives {

      native public void  Native1(int x);

      native static public long Native2();

      native synchronized private float Native3(Object o);

      native void Native4(int[] array) throws Exception;

    }

    標識符native可以與所有其他的java標識符連用,但是abstract除外。這是合理的,因為native暗示這些方法是有實現體的,只不過這些實現體是非java的,但是abstract卻顯然的指明這些方法無實現體.

    一個native method可以返回任何java類型,包括非基本類型,而且同樣可以進行異常控制。native method的存在並不會對其他類調用這些本地方法產生任何影響,實際上調用這些方法的其他類甚至不知道它所調用的是一個本地方法。本地方法非常有用,因為它有效地擴充了jvm.事實上,我們所寫地java代碼已經用到了本地方法,在sun的java的並發(多線程)的機制實現中,許多與操作系統的接觸點都用到了本地方法。這使得java程序能夠超越java運行時的界限。有了本地方法,java程序可以在做任何應用層次的任務。

  (2)為什么要用Native Method

    java使用起來非常方便,然而有些層次的任務用java實現起來不容易,或者我們對程序的效率很在意時,問題就來了。

    與java環境外交互:

    有時java應用需要與java外面的環境交互。這是本地方法存在的主要原因,你可以想想java需要與一些底層系統如操作系統或某些硬件交換信息時的情況。本地方法正是這樣一種交流機制:它為我們提供了一個非常簡潔的接口,而且我們無需去了解java應用之外的繁瑣細節。

    與操作系統交互:

    JVM支持着java語言本身和運行時庫,它是java程序賴以生存的平台,它由一個解釋器(解釋字節碼)和一些連接到本地代碼的庫組成。然而不管怎樣,它畢竟不是一個完成的系統,它經常依賴於一些底層系統的支持。這些底層系統常常是非常強大的操作系統。通過使用本地方法,我們得以用java實現了jre的與底層系統的交互,甚至jvm的一些部分就是用C寫的,還有,如果我們要使用一些java語言本身沒有提供封裝的操作系統的特性時,我們也需要使用本地方法。

    Sun's Java

    Sun的解釋器是用C實現的,這使得它能像一些普通的C一樣與外部交互。jre大部分是用java實現的,它也通過一些本地方法與外界交互。例如:類java.lang.Thread的setPriority()方法是用java實現的,但是它實現調用的是該類里的本地方法setPriority0()。這個方法是用C實現的,並被植入JVM內部,外Windows 95 平台上,這個本地方法最終調用Win32 SetPriority() API。這是一個本地方法的具體實現由JVM直接提供,更多的情況是本地方法由外部的動態鏈接庫(external dynamic link library)提供。然后被JVM調用。

  

  

 


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