关于传统解释器，编译器和JIT编译器/解释器的说明

Question

我正在学习Java，以下内容对我来说有些混乱。我了解的是：

• Java编译器 →Java编译器仅将.java程序转换为.class文件，这意味着将我们的源代码转换为字节码（这是使Java平台独立的虚拟机（JVM）的操作码的列表）。

• Java Interpreter →仅“解释”代码，而 没有 将其转换为本地机器代码。它将一条字节码的每条指令作为一条命令一一执行并执行，而不管同一条指令出现多少次。这就是为什么它很慢，Java引入了JIT概念。

• JIT编译器 →这在执行时也会起作用。JIT编译器能够通过缓存已 翻译 的代码块的结果来提高性能-与每次发生时仅重新评估字节码中的每一行或操作数相比，它都可以。

现在我有几个问题：

1. 由于我的物理处理器仅理解本机代码，因此如何使用JVM的解释器执行Java程序？解释器不会将字节码转换为本地机器代码。除非有人将机器代码放入内存，否则物理处理器将无法执行它。

2. 假设以某种方式，解释器还将字节码转换为本机代码，那么“区分代码执行与缓存（JIT）和逐行执行（解释器）”是唯一区分JIT和解释器的东西吗？

3. 如果在执行时，JIT编译器将字节码转换为本机代码（用于执行程序），那么Java为什么不使用提前编译？生成依赖于JVM的字节码（进而使Java平台独立）之后，我们可以将其带到要执行它的目标机器上，然后将其转换为本机机器代码（如创建.exe或.out文件） C编译）。这是可能的，因为我们在每个系统上都有一个特定的JVM。这比使用JIT编译要快得多，因为它需要花费一些时间来编译和加载程序。仅通过分配字节码（在从字节码到机器码的最终转换之前生成），它仍将与平台无关。

Answer 1

免责声明：将所有这些与一粒盐一起食用；这太过简单了。

1：您是对的，因为计算机本身不理解代码，这就是为什么需要JVM本身的原因。假装XY意味着“将堆栈中的前两个元素相加并推入结果”。然后将实现JVM，如下所示：

for(byte bytecode : codeToExecute) {
    if (bytecode == XX) {
        // ...do stuff...
    } else if (bytecode == XY) {
        int a = pop();
        int b = pop();
        push(a+b);
    } else if (bytecode == XZ) {
        // ...do stuff...
    } // ... and so on for each possible instruction ...
}

JVM已在计算机的本机代码中实现了每条单独的指令，并从本质上查找了字节码的每个块以了解如何执行该指令。通过JIT编写代码，可以通过省略这种解释（例如，查找应该如何处理每条指令）来实现大幅度的加速。那，和优化。

2：JIT并没有真正运行代码；一切仍在JVM中运行。基本上，JIT在适当的时候将字节代码块转换为机器代码。当JVM遇到它时，它会认为“哦，嘿，这已经是机器代码了！亲爱的，现在我不必仔细检查每个字节，因为CPU可以自己理解它！我只是抽水，一切都会神奇地自行工作！”。

3：是的，可以通过这种方式预编译代码，以避免早期的解释和JITting开销。但是，这样做会损失一些非常有价值的东西。您会看到，当JVM解释代码时，它还会保留有关所有内容的统计信息。然后，当它对代码进行JIT时，它会知道使用不同部分的频率，从而使它可以在重要的地方对其进行优化，从而使常见的东西更快，而稀有的东西却被牺牲了，从而提高了整体性能。