01|源起:动态编程语言如何引爆虚拟机的革命?
海纳
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你好,我是海纳。欢迎你加入学习,迈出从零开始实现 Python 虚拟机的第一步。
在正式开始之前,我想先带你回顾一下编程语言的发展历史,在这个过程中你会看到编程语言虚拟机是如何产生的,它为了填补静态语言的缺陷演化出了哪些能力,还有不同编程语言的实现策略。学完了这节课的内容你就能回答“虚拟机从哪儿来”这个问题了。
编程语言的发展
计算机技术发展到今天,诞生了很多编程语言,这些语言的工作原理各不相同。根据它们与硬件平台的远近关系,我们可以把编程语言粗略地划分为以汇编为代表的底层语言和以 C++、Java 为代表的高级语言。
汇编语言的特点是直接与硬件平台提供的寄存器、内存、IO 端口打交道,能力十分强大,所以早期操作系统镜像的加载和初始化经常会使用汇编语言来实现;语言助记符(例如 mov、add)几乎与 CPU 指令一一对应,使用汇编语言基本不需要考虑编译器的影响,这就让编程人员对代码有绝对的控制权。但是汇编语言因为太接近底层,这就使得其表达能力不强,开发效率低。
为了提高应用程序的开发效率,人们发明了高级语言。C 语言是非常重要的一个语言,它保留了内嵌汇编,并且可以通过链接器将汇编语言开发的模块与 C 语言开发的模块链接在一起;同时 C 语言的指针也保留了汇编语言中内存操作的逻辑。它是一门承上启下的语言,大多数操作系统都是用 C 语言开发的,说 C 语言是计算机行业的基石也不过分。
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1. 编程语言的发展历史,从汇编语言到高级语言的演变,以及面向对象编程思想的流行。 2. C++语言存在的内存管理和跨平台痛点,包括内存泄漏和静态编译带来的部署困难。 3. 编程语言虚拟机的作用,主要包括屏蔽硬件差异和自动内存管理。 4. Java虚拟机的工作原理,以及字节码的执行过程和Java语言虚拟机的跨平台特性。 5. 自动内存管理的重要性,以及垃圾回收算法的发展和应用。 6. 垃圾回收算法的两大类别:引用计数和 Tracing GC,以及大多数编程语言虚拟机使用的Tracing GC。 7. 垃圾回收算法的研究历史和成熟度,以及不同编程语言虚拟机对垃圾回收的应用。 8. 编程语言虚拟机的即时编译等新特性的发展。 9. 编程语言虚拟机的字节码执行器的功能在不同硬件平台和操作系统上的一致性。 10. 编程语言虚拟机的发展对填补静态语言缺陷的影响和意义。
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