关于整个编译过程和库文件的问题

Posted 2023-05-02

论述1
在C中
编译器单独编译(Compile)每个源文件(.c)生成相应的目标文件(.obj)
链接器链接(Link)各个目标文件(.obj)和资源文件(.res)生成可执行文件(.exe)
其中，obj是Complie的产物，同时也是Link的对象，而exe是Link的产物

问题1（可多选）
静态库文件(lib)是
A、Compile的产物
B、Link的对象
C、Link的产物
D、其他(请详细说明)

论述2
link成功会生成可执行文件(exe)，此时运行程序(Execute Program)就相当于运行exe文件

问题2（可多选）
动态库文件(dll)是
A、Link的产物
B、Execute时链接的对象
C、其他(请详细说明)

问题3
一个程序从编译、链接、生成可执行文件到运行它，是不是系统自动并且一定会生成lib和dll?
如果不是，如何手动去生成lib和dll？

问题1：
BD
D：通过目标文件归档程序（VC++中是lib.exe）和其它方式（例如由dll文件生成lib文件）得到的产物 。
问题2：
AB
问题3：
不一定。首先，一个完整的程序的全编译过程可以仅依赖于现有的库文件，且不在这个程序的编译过程生成库文件。其次，库文件的格式不一定是lib和dll文件。至于手动生成lib和dll，这个和使用的工具相关。例如VC++的命令行可以用编译程序cl.exe编译源文件为目标文件，用归档程序lib.exe连接obj和lib文件生成静态库，用链接程序link.exe链接目标文件和资源文件生成exe和dll。
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[原创回答团]

参考资料：原创 + Google确认

参考技术A 1 ABD, 会加载到生成的可执行文件中
2 ABC, 不会加载到生成的可执行文件中
3 不是. 编译器会有对应的选项去帮助你生成所需的文件, 比如
gcc a.c -shared -o a.dll -Wl,--output-def,a.def,--out-implib,liba.a
就可以给你生成个.dll

Java代码编译和执行的整个过程

Java代码的编译和执行的整个过程大概是：开发人员编写Java代码(.java文件)，然后将之编译成字节码(.class文件)，再然后字节码被装入内存，一旦字节码进入虚拟机，它就会被解释器解释执行，或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。

（1）Java代码编译是由Java源码编译器来完成，也就是Java代码到JVM字节码（.class文件）的过程。 流程图如下所示：

（2）Java字节码的执行是由JVM执行引擎来完成，流程图如下所示：

 

Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制:

·Java源码编译机制

·类加载机制

·类执行机制

 

（1）Java源码编译机制

Java 源码编译由以下三个过程组成：

①分析和输入到符号表

②注解处理

③语义分析和生成class文件

流程图如下所示：

最后生成的class文件由以下部分组成：

①结构信息：包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息

②元数据：对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池

③方法信息：对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息

（2）类加载机制
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

①Bootstrap ClassLoader

负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类

②Extension ClassLoader

负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

③App ClassLoader

负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

④Custom ClassLoader

属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader

 

加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

（3）类执行机制

JVM是基于堆栈的虚拟机。JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

JVM执行class字节码，线程创建后，都会产生程序计数器（PC）和栈（Stack），程序计数器存放下一条要执行的指令在方法内的偏移量，栈中存放一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法的每次调用，而栈帧又是有局部变量区和操作数栈两部分组成，局部变量区用于存放方法中的局部变量和参数，操作数栈中用于存放方法执行过程中产生的中间结果。栈的结构如下图所示：