31 | 运行时（一）：从0到语言级的虚拟化
宫文学
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
你好，我是宫文学。今天，我会带你去考察现代语言设计中的运行时特性，并讨论一下与标准库有关的话题。
你可能要问了，咱们这门课是要讲编译原理啊，为什么要学运行时呢。其实，对于一门语言来说，除了要提供编译器外，还必须提供运行时功能和标准库：一是，编译器生成的目标代码，需要运行时的帮助才能顺利运行；二是，我们写代码的时候，有一些标准的功能，像是读写文件的功能，自己实现起来太麻烦，或者根本不可能用这门语言本身来实现，这时就需要标准库的支持。
其实，我们也经常会接触到运行时和库，但可能只是停留在使用层面上，并不太会关注它们的原理等。如果真要细究起来、真要对编译原理有更透彻的理解的话，你可能就会有下面这些问题了：
到底什么是运行时？任何语言都有运行时吗？运行时和编译器是什么关系？
什么是标准库？标准库和运行时库又是什么关系？库一般都包含什么功能？
今天，我们就来探讨一下这些与运行时和标准库有关的话题。这样，你能更加充分地理解设计一门语言要完成哪些工作，以及这些工作跟编译技术又有什么关系，也就能对编译原理有更深一层的理解。
首先，我们来了解一下运行时，以及它和编译技术的关系。
什么是运行时（Runtime）？
我们在第 5 讲说过，每种语言都有一个特定的执行模型（Execution Model）。而这个执行模型就需要运行时系统（Runtime System）的支持。我们把这种可以支撑程序运行的运行时系统，简称为运行时。
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本文深入探讨了现代语言设计中的运行时特性及标准库相关话题。通过具体语言的例子，介绍了Java、Python、C、C++、Go等语言的运行时特点，并强调了C语言的极简特性和依赖于操作系统的运行机制。此外，文章还介绍了标准库的分类、特殊性以及需要包含的功能，如IO功能、内置数据类型、容器型数据结构等。内容涵盖了运行时系统的运行机制、内存管理机制、并行机制等功能，以及标准库的设计和功能要求。通过本文，读者可以深入了解现代语言设计中运行时和标准库的重要性，为理解编译技术的使用环境提供了重要参考价值。
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yjhmelody严格来说标准库不一定包含io功能，这取决于运行环境或者说宿主，比如浏览器端js，wasm作者回复: 没错。标准库的定义，每个语言都不一样。我只是说通常的情况。 在早期的语言中，甚至库跟语言的界限也没有划分得很清楚，就像Fortran。有的语言的某些io功能，直接是语言中的一部分。
2021-05-20
星空老师，想问下，国内这种以盈利及产生商业价值为首要目的的风气下，抛开一门语言的其他部分不谈，就标准库这块，有多少人能写的出来呢，这得很深厚的功力支撑吧，有20年编程经验的人且技术还高的还有多少人坚持在一线长期编码呢，目前国内有纯自研的语言吗2023-07-08归属地：北京- Gavinjvm作为进程是在操作系统上运行的，jvm应该也有自己的栈吧，和字节码运行的栈有什么区别？2022-05-21
- Gavinjvm栈和操作系统线程栈有什么区别，操作系统栈分内核态和用户态，jvm怎么区分的2022-05-21
浩仔是程序员老师，可以举个例子说说，比如读取一个文件，编译器是怎么实现的吗？2022-02-06
ifelse
🤗2022-01-25
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