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編譯安全唯一實例

發布時間:2022-10-19 15:53:18

⑴ c語言怎樣讓編譯出來的程序最多隻有一個實例

那你要負責,看進程里有已經有……就覆蓋不新建。這個開發環境里有吧。
另外程序結束了咋不關閉窗口,現在程序不都是自己開自己窗口的,大多數都是。

⑵ 了解什麼叫做jit compiling,與傳統的編譯技術有何不同

java 應用程序的性能經常成為開發社區中的討論熱點。因為該語言的設計初衷是使用解釋的方式支持應用程序的可移植性目標,早期
Java 運行時所提供的性能級別遠低於 C 和
C++
之類的編譯語言。盡管這些語言可以提供更高的性能,但是生成的代碼只能在有限的幾種系統上執行。在過去的十年中,Java
運行時供應商開發了一些復雜的動態編譯器,通常稱作即時(Just-in-time,JIT)編譯器。程序運行時,JIT
編譯器選擇將最頻繁執行的方法編譯成本地代碼。運行時才進行本地代碼編譯而不是在程序運行前進行編譯(用 C 或
C++ 編寫的程序正好屬於後一情形),保證了可移植性的需求。有些 JIT 編譯器甚至不使用解釋程序就能編譯所有的代碼,但是這些編譯器仍然通過在程序執行時進行一些操作來保持 Java 應用程序的可移植性。
由於動態編譯技術的多項改進,在很多應用程序中,現代的 JIT 編譯器可以產生與 C 或 C++
靜態編譯相當的應用程序性能。但是,仍然有很多軟體開發人員認為 —— 基於經驗或者傳聞 ——
動態編譯可能嚴重干擾程序操作,因為編譯器必須與應用程序共享 CPU。一些開發人員強烈呼籲對 Java
代碼進行靜態編譯,並且堅信那樣可以解決性能問題。對於某些應用程序和執行環境而言,這種觀點是正確的,靜態編譯可以極大地提高 Java
性能,或者說它是惟一的實用選擇。但是,靜態地編譯 Java 應用程序在獲得高性能的同時也帶來了很多復雜性。一般的
Java 開發人員可能並沒有充分地感受到 JIT 動態編譯器的優點。

本文考察了 Java 語言靜態編譯和動態編譯所涉及的一些問題,重點介紹了實時 (RT) 系統。簡要描述了 Java
語言解釋程序的操作原理並說明了現代 JIT 編譯器執行本地代碼編譯的優缺點。介紹了 IBM 在 WebSphere Real Time 中發布的
AOT 編譯技術和它的一些優缺點。然後比較了這兩種編譯策略並指出了幾種比較適合使用 AOT
編譯的應用程序領域和執行環境。要點在於這兩種編譯技術並不互斥:即使在使用這兩種技術最為有效的各種應用程序中,它們也分別存在一些影響應用程序的優缺
點。

執行 Java 程序

Java 程序最初是通過 Java SDK 的 javac程序編譯成本地的與平台無關的格式(類文件)。可將此格式看作 Java
平台,因為它定義了執行 Java 程序所需的所有信息。Java 程序執行引擎,也稱作 Java 運行時環境(JRE),包含了為特定的本地平台實現
Java 平台的虛擬機。例如,基於 Linux 的 Intel x86 平台、Sun Solaris 平台和 AIX 操作系統上運行的 IBM
System p 平台,每個平台都擁有一個 JRE。這些 JRE 實現實現了所有的本地支持,從而可以正確執行為
Java 平台編寫的程序。

事實上,操作數堆棧的大小有實際限制,但是編程人員極少編寫超出該限制的方法。JVM 提供了安全性檢查,對那些創建出此類方法的編程人員進行通知。

Java 平台程序表示的一個重要部分是位元組碼序列,它描述了 Java
類中每個方法所執行的操作。位元組碼使用一個理論上無限大的操作數堆棧來描述計算。這個基於堆棧的程序表示提供了平台無關性,因為它不依賴任何特定本地平台
的 CPU 中可用寄存器的數目。可在操作數堆棧上執行的操作的定義都獨立於所有本地處理器的指令集。Java
虛擬機(JVM)規范定義了這些位元組碼的執行(參見 參考資料)。執行 Java 程序時,用於任何特定本地平台的任何 JRE 都必須遵守 JVM
規范中列出的規則。

因為基於堆棧的本地平台很少(Intel X87 浮點數協處理器是一個明顯的例外),所以大多數本地平台不能直接執行 Java 位元組碼。為了解決這個問題,早期的 JRE 通過解釋位元組碼來執行 Java 程序。即 JVM 在一個循環中重復操作:

◆獲取待執行的下一個位元組碼;

◆解碼;

◆從操作數堆棧獲取所需的操作數;

◆按照 JVM 規范執行操作;

◆將結果寫回堆棧。

這種方法的優點是其簡單性:JRE 開發人員只需編寫代碼來處理每種位元組碼即可。並且因為用於描述操作的位元組碼少於 255 個,所以實現的成本比較低。當然,缺點是性能:這是一個早期造成很多人對 Java 平台不滿的問題,盡管擁有很多其他優點。

解決與 C 或 C++ 之類的語言之間的性能差距意味著,使用不會犧牲可移植性的方式開發用於 Java 平台的本地代碼編譯。

編譯 Java 代碼

盡管傳聞中 Java 編程的 「一次編寫,隨處運行」
的口號可能並非在所有情況下都嚴格成立,但是對於大量的應用程序來說情況確實如此。另一方面,本地編譯本質上是特定於平台的。那麼 Java
平台如何在不犧牲平台無關性的情況下實現本地編譯的性能?答案就是使用 JIT 編譯器進行動態編譯,這種方法已經使用了十年(參見圖 1):

圖 1. JIT 編譯器

使用 JIT 編譯器時,Java
程序按每次編譯一個方法的形式進行編譯,因為它們在本地處理器指令中執行以獲得更高的性能。此過程將生成方法的一個內部表示,該表示與位元組碼不同但是其級
別要高於目標處理器的本地指令。(IBM JIT
編譯器使用一個表達式樹序列表示方法的操作。)編譯器執行一系列優化以提高質量和效率,最後執行一個代碼生成步驟將優化後的內部表示轉換成目標處理器的本
地指令。生成的代碼依賴運行時環境來執行一些活動,比如確保類型轉換的合法性或者對不能在代碼中直接執行的某些類型的對象進行分配。JIT
編譯器操作的編譯線程與應用程序線程是分開的,因此應用程序不需要等待編譯的執行。

圖 1 中還描述了用於觀察執行程序行為的分析框架,通過周期性地對線程取樣找出頻繁執行的方法。該框架還為專門進行分析的方法提供了工具,用來存儲程序的此次執行中可能不會改變的動態值。

因為這個 JIT 編譯過程在程序執行時發生,所以能夠保持平台無關性:發布的仍然是中立的 Java 平台代碼。C 和 C++ 之類的語言缺乏這種優點,因為它們在程序執行前進行本地編譯;發布給(本地平台)執行環境的是本地代碼。

挑戰

盡管通過 JIT 編譯保持了平台無關性,但是付出了一定代價。因為在程序執行時進行編譯,所以編譯代碼的時間將計入程序的執行時間。任何編寫過大型 C 或 C++ 程序的人都知道,編譯過程往往較慢。

為了克服這個缺點,現代的 JIT
編譯器使用了下面兩種方法的任意一種(某些情況下同時使用了這兩種方法)。第一種方法是:編譯所有的代碼,但是不執行任何耗時多的分析和轉換,因此可以快
速生成代碼。由於生成代碼的速度很快,因此盡管可以明顯觀察到編譯帶來的開銷,但是這很容易就被反復執行本地代碼所帶來的性能改善所掩蓋。第二種方法是:
將編譯資源只分配給少量的頻繁執行的方法(通常稱作熱方法)。低編譯開銷更容易被反復執行熱代碼帶來的性能優勢掩蓋。很多應用程序只執行少量的熱方法,因
此這種方法有效地實現了編譯性能成本的最小化。

動態編譯器的一個主要的復雜性在於權衡了解編譯代碼的預期獲益使方法的執行對整個程序的性能起多大作用。一個極端的例子是,程序執行後,您非常清楚哪些方
法對於這個特定的執行的性能貢獻最大,但是編譯這些方法毫無用處,因為程序已經完成。而在另一個極端,程序執行前無法得知哪些方法重要,但是每種方法的潛
在受益都最大化了。大多數動態編譯器的操作介於這兩個極端之間,方法是權衡了解方法預期獲益的重要程度。

Java 語言需要動態載入類這一事實對 Java
編譯器的設計有著重要的影響。如果待編譯代碼引用的其他類還沒有載入怎麼辦?比如一個方法需要讀取某個尚未載入的類的靜態欄位值。Java
語言要求第一次執行類引用時載入這個類並將其解析到當前的 JVM
中。直到第一次執行時才解析引用,這意味著沒有地址可供從中載入該靜態欄位。編譯器如何處理這種可能性?編譯器生成一些代碼,用於在沒有載入類時載入並解
析類。類一旦被解析,就會以一種線程安全的方式修改原始代碼位置以便直接訪問靜態欄位的地址,因為此時已獲知該地址。

IBM JIT
編譯器中進行了大量的努力以便使用安全而有效率的代碼補丁技術,因此在解析類之後,執行的本地代碼只載入欄位的值,就像編譯時已經解析了欄位一樣。另外一
種方法是生成一些代碼,用於在查明欄位的位置以前一直檢查是否已經解析欄位,然後載入該值。對於那些由未解析變成已解析並被頻繁訪問的欄位來說,這種簡單
的過程可能帶來嚴重的性能問題。

動態編譯的優點

動態地編譯 Java 程序有一些重要的優點,甚至能夠比靜態編譯語言更好地生成代碼,現代的 JIT 編譯器常常向生成的代碼中插入掛鉤以收集有關程序行為的信息,以便如果要選擇方法進行重編譯,就可以更好地優化動態行為。

關於此方法的一個很好的例子是收集一個特定 array操作的長度。如果發現每次執行操作時該長度基本不變,則可以為最頻繁使用的

array長度生成專門的代碼,或者可以調用調整為該長度的代碼序列。由於內存系統和指令集設計的特性,用於復制內存的最佳通用常式的執行速度通
常比用於復制特定長度的代碼慢。例如,復制 8
個位元組的對齊的數據可能需要一到兩條指令直接復制,相比之下,使用可以處理任意位元組數和任意對齊方式的一般復制循環可能需要 10 條指令來復制同樣的 8

個位元組。但是,即使此類專門的代碼是為某個特定的長度生成的,生成的代碼也必須正確地執行其他長度的復制。生成代碼只是為了使常見長度的操作執行得更快,
因此平均下來,性能得到了改進。此類優化對大多數靜態編譯語言通常不實用,因為所有可能的執行中長度恆定的操作比一個特定程序執行中長度恆定的操作要少得
多。

此類優化的另一個重要的例子是基於類層次結構的優化。例如,一個虛方法調用需要查看接收方對象的類調用,以便找出哪個實際目標實現了接收方對象的虛方法。
研究表明:大多數虛調用只有一個目標對應於所有的接收方對象,而 JIT
編譯器可以為直接調用生成比虛調用更有效率的代碼。通過分析代碼編譯後類層次結構的狀態,JIT
編譯器可以為虛調用找到一個目標方法,並且生成直接調用目標方法的代碼而不是執行較慢的虛調用。當然,如果類層次結構發生變化,並且出現另外的目標方法,
則 JIT
編譯器可以更正最初生成的代碼以便執行虛調用。在實踐中,很少需要作出這些更正。另外,由於可能需要作出此類更正,因此靜態地執行這種優化非常麻煩。

因為動態編譯器通常只是集中編譯少量的熱方法,所以可以執行更主動的分析來生成更好的代碼,使編譯的回報更高。事實上,大部分現代的
JIT
編譯器也支持重編譯被認為是熱方法的方法。可以使用靜態編譯器(不太強調編譯時間)中常見的非常主動的優化來分析和轉換這些頻繁執行的方法,以便生成更好
的代碼並獲得更高的性能。

這些改進及其他一些類似的改進所產生的綜合效果是:對於大量的 Java 應用程序來說,動態編譯已經彌補了與 C 和 C++ 之類語言的靜態本地編譯性能之間的差距,在某些情況下,甚至超過了後者的性能。

缺點

但是,動態編譯確實具有一些缺點,這些缺點使它在某些情況下算不上一個理想的解決方案。例如,因為識別頻繁執行的方法以及編譯這些方法需要時間,所以應用
程序通常要經歷一個准備過程,在這個過程中性能無法達到其最高值。在這個准備過程中出現性能問題有幾個原因。首先,大量的初始編譯可能直接影響應用程序的
啟動時間。不僅這些編譯延遲了應用程序達到穩定狀態的時間(想像 Web
伺服器經
歷一個初始階段後才能夠執行實際有用的工作),而且在准備階段中頻繁執行的方法可能對應用程序的穩定狀態的性能所起的作用也不大。如果 JIT
編譯會延遲啟動又不能顯著改善應用程序的長期性能,則執行這種編譯就非常浪費。雖然所有的現代 JVM
都執行調優來減輕啟動延遲,但是並非在所有情況下都能夠完全解決這個問題。

其次,有些應用程序完全不能忍受動態編譯帶來的延遲。如 GUI 介面之類互動式應用程序就是這樣的例子。在這種情況下,編譯活動可能對用戶使用造成不利影響,同時又不能顯著地改善應用程序的性能。

最後,用於實時環境並具有嚴格的任務時限的應用程序可能無法忍受編譯的不確定性性能影響或動態編譯器本身的內存開銷。

因此,雖然 JIT 編譯技術已經能夠提供與靜態語言性能相當(甚至更好)的性能水平,但是動態編譯並不適合於某些應用程序。在這些情況下,Java 代碼的提前(Ahead-of-time,AOT)編譯可能是合適的解決方案。

AOT Java 編譯

大致說來,Java 語言本地編譯應該是為傳統語言(如 C++ 或
Fortran)而開發的編譯技術的一個簡單應用。不幸的是,Java 語言本身的動態特性帶來了額外的復雜性,影響了 Java
程序靜態編譯代碼的質量。但是基本思想仍然是相同的:在程序執行前生成 Java 方法的本地代碼,以便在程序運行時直接使用本地代碼。目的在於避免
JIT 編譯器的運行時性能消耗或內存消耗,或者避免解釋程序的早期性能開銷。

挑戰

動態類載入是動態 JIT 編譯器面臨的一個挑戰,也是 AOT
編譯的一個更重要的問題。只有在執行代碼引用類的時候才載入該類。因為是在程序執行前進行 AOT
編譯的,所以編譯器無法預測載入了哪些類。就是說編譯器無法獲知任何靜態欄位的地址、任何對象的任何實例欄位的偏移量或任何調用的實際目標,甚至對直接調
用(非虛調用)也是如此。在執行代碼時,如果證明對任何這類信息的預測是錯誤的,這意味著代碼是錯誤的並且還犧牲了 Java 的一致性。

因為代碼可以在任何環境中執行,所以類文件可能與代碼編譯時不同。例如,一個 JVM
實例可能從磁碟的某個特定位置載入類,而後面一個實例可能從不同的位置甚至網路載入該類。設想一個正在進行 bug
修復的開發環境:類文件的內容可能隨不同的應用程序的執行而變化。此外,Java 代碼可能在程序執行前根本不存在:比如 Java
反射服務通常在運行時生成新類來支持程序的行為。

缺少關於靜態、欄位、類和方法的信息意味著嚴重限制了 Java 編譯器中優化框架的大部分功能。內聯可能是靜態或動態編譯器應用的最重要的優化,但是由於編譯器無法獲知調用的目標方法,因此無法再使用這種優化。

內聯

內聯是一種用於在運行時生成代碼避免程序開始和結束時開銷的技術,方法是將函數的調用代碼插入到調用方的函數中。但是內聯最大的益處可能是優化方可見的代碼的范圍擴大了,從而能夠生成更高質量的代碼。下面是一個內聯前的代碼示例:

int foo() { int x=2, y=3; return bar(x,y); }final int bar(int a, int b) { return a+b; }

如果編譯器可以證明這個 bar就是 foo()中調用的那個方法,則 bar中的代碼可以取代 foo()中對
bar()的調用。這時,bar()方法是 final類型,因此肯定是 foo()中調用的那個方法。甚至在一些虛調用例子中,動態 JIT
編譯器通常能夠推測性地內聯目標方法的代碼,並且在絕大多數情況下能夠正確使用。編譯器將生成以下代碼:

int foo() { int x=2, y=3; return x+y; }

在這個例子中,簡化前名為值傳播的優化可以生成直接返回
5的代碼。如果不使用內聯,則不能執行這種優化,產生的性能就會低很多。如果沒有解析
bar()方法(例如靜態編譯),則不能執行這種優化,而代碼必須執行虛調用。運行時,實際調用的可能是另外一個執行兩個數字相乘而不是相加的
bar方法。所以不能在 Java 程序的靜態編譯期間直接使用內聯。

AOT
代碼因此必須在沒有解析每個靜態、欄位、類和方法引用的情況下生成。執行時,每個這些引用必須利用當前運行時環境的正確值進行更新。這個過程可能直接影響
第一次執行的性能,因為在第一次執行時將解析所有引用。當然,後續執行將從修補代碼中獲益,從而可以更直接地引用實例、靜態欄位或方法目標。

另外,為 Java 方法生成的本地代碼通常需要使用僅在單個 JVM 實例中使用的值。例如,代碼必須調用 JVM
運行時中的某些運行時常式來執行特定操作,如查找未解析的方法或分配內存。這些運行時常式的地址可能在每次將 JVM 載入到內存時變化。因此 AOT
編譯代碼需要綁定到 JVM 的當前執行環境中,然後才能執行。其他的例子有字元串的地址和常量池入口的內部位置。

在 WebSphere Real Time 中,AOT 本地代碼編譯通過 jxeinajar工具(參見圖 2)來執行。該工具對 JAR 文件中所有類的所有方法應用本地代碼編譯,也可以選擇性地對需要的方法應用本地代碼編譯。結果被存儲到名為 Java eXEcutable (JXE) 的內部格式中,但是也可輕松地存儲到任意的持久性容器中。

您可能認為對所有的代碼進行靜態編譯是最好的方法,因為可以在運行時執行最大數量的本地代碼。但是此處可以作出一些權衡。編譯的方法越多,代碼佔用的內存
就越多。編譯後的本地代碼大概比位元組碼大 10 倍:本地代碼本身的密度比位元組碼小,而且必須包含代碼的附加元數據,以便將代碼綁定到 JVM
中,並且在出現異常或請求堆棧跟蹤時正確執行代碼。構成普通 Java 應用程序的 JAR
文件通常包含許多很少執行的方法。編譯這些方法會消耗內存卻沒有什麼預期收益。相關的內存消耗包括以下過程:將代碼存儲到磁碟上、從磁碟取出代碼並裝入
JVM,以及將代碼綁定到 JVM。除非多次執行代碼,否則這些代價不能由本地代碼相對解釋的性能優勢來彌補。

圖 2. jxeinajar

跟大小問題相違背的一個事實是:在編譯過的方法和解釋過的方法之間進行的調用(即編譯過的方法調用解釋過的方法,或者相反)可能比這兩類方法各自內部之間
進行的調用所需的開銷大。動態編譯器通過最終編譯所有由 JIT
編譯代碼頻繁調用的那些解釋過的方法來減少這項開銷,但是如果不使用動態編譯器,則這項開銷就不可避免。因此如果是選擇性地編譯方法,則必須謹慎操作以使
從已編譯方法到未編譯方法的轉換最小化。為了在所有可能的執行中都避免這個問題而選擇正確的方法會非常困難。
優點
雖然 AOT 編譯代碼具有上述的缺點和挑戰,但是提前編譯 Java 程序可以提高性能,尤其是在不能將動態編譯器作為有效解決方案的環境中。

可以通過謹慎地使用 AOT 編譯代碼加快應用程序啟動,因為雖然這種代碼通常比 JIT
編譯代碼慢,但是卻比解釋代碼快很多倍。此外,因為載入和綁定 AOT
編譯代碼的時間通常比檢測和動態編譯一個重要方法的時間少,所以能夠在程序執行的早期達到那樣的性能。類似地,互動式應用程序可以很快地從本地代碼中獲
益,無需使用引起較差響應能力的動態編譯。

RT 應用程序也能從 AOT 編譯代碼中獲得重要的收益:更具確定性的性能超過了解釋的性能。WebSphere Real Time
使用的動態 JIT 編譯器針對在 RT 系統中的使用進行了專門的調整。使編譯線程以低於 RT
任務的優先順序操作,並且作出了調整以避免生成帶有嚴重的不確定性性能影響的代碼。但是,在一些 RT 環境中,出現 JIT
編譯器是不可接受的。此類環境通常需要最嚴格的時限管理控制。在這些例子中,AOT
編譯代碼可以提供比解釋過的代碼更好的原始性能,又不會影響現有的確定性。消除 JIT
編譯線程甚至消除了啟動更高優先順序 RT 任務時發生的線程搶占所帶來的性能影響。

優缺點統計

動態(JIT)編譯器支持平台中立性,並通過利用應用程序執行的動態行為和關於載入的類及其層次結構的信息來生成高質量的代碼。但是
JIT
編譯器具有一個有限的編譯時預算,而且會影響程序的運行時性能。另一方面,靜態(AOT)編譯器則犧牲了平台無關性和代碼質量,因為它們不能利用程序的動
態行為,也不具有關於載入的類或類層次結構的信息。AOT 編譯擁有有效無限制的編譯時預算,因為 AOT
編譯時間不會影響運行時性能,但是在實踐中開發人員不會長期等待靜態編譯步驟的完成。

表 1 總結了本文討論的 Java 語言動態和靜態編譯器的一些特性:

表 1. 比較編譯技術

兩種技術都需要謹慎選擇編譯的方法以實現最高的性能。對動態編譯器而言,編譯器自身作出決策,而對於靜態編譯器,由開發人員作出選擇。讓
JIT 編譯器選擇編譯的方法是不是優點很難說,取決於編譯器在給定情形中推斷能力的好壞。在大多數情況下,我們認為這是一種優點。

因為它們可以最好地優化運行中的程序,所以 JIT 編譯器在提供穩定狀態性能方面更勝一籌,而這一點在大量的生產 Java
系統中最為重要。靜態編譯可以產生最佳的互動式性能,因為沒有運行時編譯行為來影響用戶預期的響應時間。通過調整動態編譯器可以在某種程度上解決啟動和確
定性性能問題,但是靜態編譯在需要時可提供最快的啟動速度和最高級別的確定性。表 2 在四種不同的執行環境中對這兩種編譯技術進行了比較:

表 2. 使用這些技術的最佳環境

圖 3 展示了啟動性能和穩定狀態性能的總體趨勢:

圖 3. AOT 和 JIT 的性能對比

使用 JIT 編譯器的初始階段性能很低,因為要首先解釋方法。隨著編譯方法的增多及 JIT
執行編譯所需時間的縮短,性能曲線逐漸升高最後達到性能峰值。另一方面,AOT 編譯代碼啟動時的性能比解釋的性能高很多,但是無法達到 JIT
編譯器所能達到的最高性能。將靜態代碼綁定到 JVM 實例中會產生一些開銷,因此開始時的性能比穩定狀態的性能值低,但是能夠比使用 JIT
編譯器更快地達到穩定狀態的性能水平。

沒有一種本地代碼編譯技術能夠適合所有的 Java
執行環境。某種技術所擅長的通常正是其他技術的弱項。出於這個原因,需要同時使用這兩種編譯技術以滿足 Java
應用程序開發人員的要求。事實上,可以結合使用靜態和動態編譯以便提供最大可能的性能提升 —— 但是必須具備平台無關性,它是 Java
語言的主要賣點,因此不成問題。

結束語

本文探討了 Java 語言本地代碼編譯的問題,主要介紹了 JIT 編譯器形式的動態編譯和靜態 AOT 編譯,比較了二者的優缺點。

雖然動態編譯器在過去的十年裡實現了極大的成熟,使大量的各種 Java 應用程序可以趕上或超過靜態編譯語言(如 C++ 或
Fortran)所能夠達到的性能。但是動態編譯在某些類型的應用程序和執行環境中仍然不太合適。雖然 AOT
編譯號稱動態編譯缺點的萬能解決方案,但是由於 Java 語言本身的動態特性,它也面臨著提供本地編譯全部潛能的挑戰。

這兩種技術都不能解決 Java 執行環境中本地代碼編譯的所有需求,但是反過來又可以在最有效的地方作為工具使用。這兩種技術可以相互補充。能夠恰當地使用這兩種編譯模型的運行時系統可以使很大范圍內的應用程序開發環境中的開發人員和用戶受益。

⑶ C語言中條件編譯的實例

條件編譯命令最常見的形式為:
#ifdef 標識符
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的作用是:當標識符已經被定義過(一般是用#define命令定義),則對程序段1進行編譯,否則編譯程序段2。
其中#else部分也可以沒有,即:
#ifdef
程序段1
#endif
這里的「程序段」可以是語句組,也可以是命令行。這種條件編譯可以提高C源程序的通用性。如果一個C源程序在不同計算機系統上系統上運行,而不同的計算機又有一定的差異。例如,我們有一個數據類型,在Windows平台中,應該使用long類型表示,而在其他平台應該使用float表示,這樣往往需要對源程序作必要的修改,這就降低了程序的通用性。

⑷ Swift語言特性總結--安全性

Swift是一門靜態語言,用靜態語言編寫的程序的行為在編譯完成後就已經確定,在運行時不能修改和拓展。這樣雖然損失一些靈活性,但是會更加安全。
注意:Swift可以通過繼承自NSObject來獲得動態性支持。

Swift是類型安全型語言。編譯器會對實例類型進行檢查,不匹配的話就會編譯錯誤。比如不能將Int類型的變數賦值給String類型的變數;不能將一個可選值賦值給一個非可選值的變數。編譯器類型檢查可以幫助開發者盡可能早的發現問題。

Swift明確引入了可選類型的概念。可選類型表示一個變數所指向的實例可能存在,也可能不存在,Swift把這種可選類型的變數叫做可選值。
在獲取可選值的內容時,語法機制會保證開發者注意到其內容不存在的情況,以 提醒開發者去處理值預設的情況
內容不存在時,用nil表示,OC里也可以使用nil表示內容不存在,但是 僅限於對象類型 ,基礎數據類型和結構則不能使用nil;Swift里 所有類型 都可使用nil。OC的nil是一個空指針,Swift的nil是一種語言特性。

Swift構造器可以保證所有非可選類型的屬性都能被初始化,這樣在後續使用中確保非可選類型屬性都有值。

Swift將字元串、數組、字典這些類型都設計成值類型,對應的在OC中則是引用類型。值類型存儲在棧上,沒有引用計數,由操作系統管理內存,沒有內存泄漏的風險;引用類型則是放在堆上,需要開發者管理內存。
Swift值類型引入寫時復制技術,使得共享實例的變數在發生修改時會先執行復制,這樣共享實例的變數之間的修改都是獨立的;引用類型無論在賦值時還是修改時,都是直接訪問操作共享的實例對象,變數的修改會影響共用同一個實例的其他變數。

Swift通過escaping 和 nonescaping 來明確區分作為方法參數的閉包的類型。非逃逸閉包,是生命周期同方法的作用域一致的閉包,當方法調用結束,閉包就被釋放,同時閉包所捕獲的實例或引用也會被釋放。逃逸閉包,也就是閉包的生命周期逃逸出方法的作用域,這個時候就要注意其捕獲的實例是否會導致內存泄漏問題。Swift通過這兩個關鍵字提醒開發者注意內存泄漏問題。

⑸ JAVA程序 編譯提示「未經檢查或不安全操作」

這是個警告信息,不是編譯錯誤,運行是沒有問題的,只是jdk api的更新,你看的是老書吧,對於類似Vector ArrayList之類的集合而言,新的api要求指明其存儲元素的類型,用Vector<Integer> vector=new Vector<Integer>()來代替你的Vector vector=new Vector(); 就可以了!
另外,javc ABC.java與你的類不對應,改用javac Pailie.java,這個樓上說的沒有問題。

⑹ C++如何處理內聯虛函數

當一個函數是內聯和虛函數時,會發生代碼替換或使用虛表調用嗎? 為了弄清楚內聯和虛函數,讓我們將它們分開來考慮。通常,一個內聯函數是被展開的。 class CFoo { PRivate: int val; public: int GetVal() { return val; } int SetVal(int v) { return val=v; } }; 這里,假如使用下列代碼: CFoo x; x.SetVal(17); int y = x.GetVal(); 那麼編譯器產生的目標代碼將與下面的代碼段一樣: CFoo x; x.val = 17; int y = x.val; 你當然不能這么做,因為val是個私有變數。內聯函數的優點是不用函數調用就能隱藏數據,僅此而已。
虛函數有多態性,意味著派生的類能實現相同的函數,但功能卻不同。假設 GetVal 被聲明為虛函數,並且你有第二個 以不同方法實現的類 CFoo2: class CFoo2 : public CFoo { public: // virtual in base class too! virtual int CFoo2::GetVal() { return someOtherVal; } }; 假如pFoo是一個 CFoo 或 CFoo2 指針,那麼,無論 pFoo 指向哪個類 CFoo 或 CFoo2,成員函數 pFoo->GetVal 都能調用成功。
第一種是在函數定義中使用要害字 inline,如: inline CFoo::GetVal() { return val; } 第二種是在類的聲明中編寫函數體,就象前面的 CFoo2::GetVal 一樣。所以假如將虛函數體包含在類的聲明中,如: class CFoo { public: virtual int GetVal() { return val; } }; 編譯器便認為這個函數 GetVal 是內聯的,同時也是虛擬的。那麼,多態性和內聯特性如何同時工作呢?
編譯器遵循的第一個規則是無論發生什麼事情,多態性必須起作用。假如有一個指向 CFoo 對象的指針,pFoo->GetVal 被保證去調用正確的函數。一般情況下,這就是說函數 GetVal 將被實例化為非內聯函數,並有vtable(虛表)入口指向它們。但這並不意味著這個函數不能被擴展!再看看下面的代碼: CFoo x; x.SetVal(17) int y = x.GetVal() 編譯器知道x是 CFoo,而不是CFoo2,因為這個堆對象是被顯式聲明的。x肯定不會是CFoo2。所以展開 SetVal/GetVal 內聯是安全的。假如要寫更多的復雜代碼: CFoo x; CFoo* pfoo=&x; pfoo->SetVal(17); int y = pfoo->GetVal(); ... CFoo2 x2; pfoo = &x2; pfoo->SetVal(17); //etc. 編譯器知道 pfoo 第一次指向x,第二次指向x2,所以展開虛擬函數也是安全的。
你還可以編寫更復雜的代碼,其中,pfoo 所指的對象類型總是透明的,但是大多數編譯器不會做任何更多的分析。即使在前面的例子中,某些編譯器將會安全運行,實例化並通過一個虛表來調用。實際上,編譯器總是忽略內聯需要並總是使用虛表。唯一絕對的規則是代碼必須工作;也就是說,虛函數必須有多態行為。
通常,無論是顯式還是隱式內聯,它只是一個提示而已,並非是必須的,就象寄存器一樣。編譯器完全能拒絕展開一個非虛內聯函數,C++編譯器經常首先會報錯:「內聯中斷-函數太大」。假如內聯函數調用自身,或者你在某處傳遞其地址,編譯器必須產生一個正常(外聯?)函數。內聯函數在DEBUG BUILDS中不被展開,可設置編譯選項來預防。
通常類在頭文件中聲明,所以假如某個cpp包含foo.h,並且編譯器決定實例化CFoo::GetVal,則在cpp文件中將它實例化成一個靜態函數。假如十個模塊包含foo.h,編譯器產生的虛函數拷貝就有十個。實際上,可以用虛表指向不同類型的GetVal拷貝,從而是相同類型的對象只產生拷貝。一些鏈接器能巧妙地在鏈接時排除冗餘,但一般你是不能指望他來保證的。
我們得出的結論是:最好不要使用內聯虛函數,因為它們幾乎不會被展開,即便你的函數只有一行,你最好還是將它與其它的類函數一起放在模塊(cpp文件)中。

⑺ ZMQ編譯問題C實例問題,怎麼解決

文件,新建,項目,win32控制台項目, 下面輸入 名稱,位置(項目所在路徑) 確定,下一步,完成 會生成一個 以你名稱作名字的.cpp文件 把#include "stdafx.h" 之下的都刪除了,寫你自己代碼 保留#include "stdafx.h" 然後,文件保存,保存下來 這時候,調試就不是灰的了 F7是編譯 F9設斷點 F5是啟動調試 F10逐過程執行 F11逐語句執行 默認是C++語法 如果想切換成純C語法 項目-屬性 配置屬性-高級,編譯為 ,選C就可以了

⑻ 博途如何編譯安全程序

需要先安裝TIA Portal 平台下的故障安全軟體包Step7 Safety advanced。
《SIMATIC STEP 7 Safety Advanced V13》。

⑼ c#單例模式怎麼使用

1、什麼是單例
單例模式(Singleton)是幾個創建模式中最對立的一個,它的主要特點不是根據用戶程序調用生成一個新的實例,而是控制某個類型的實例唯一性,通過上圖我們知道它包含的角色只有一個,就是Singleton,它擁有一個私有構造函數,這確保用戶無法通過new直接實例它。除此之外,該模式中包含一個靜態私有成員變數instance與靜態公有方法Instance()。Instance()方法負責檢驗並實例化自己,然後存儲在靜態成員變數中,以確保只有一個實例被創建。
作用:單例模式就是保證在整個應用程序的生命周期中,在任何時刻,被指定的類只有一個實例,並為客戶程序提供一個獲取該實例的全局訪問點。
2、三種寫法
2.1.經典模式:
public class Singleton
{ private static Singleton instance; private Singleton()
{

} public static Singleton GetInstance()
{ if(instance==null)
{
instance=new Singleton();
} return instance;
}
}

在這種經典模式下,沒有考慮線程並發獲取實例問題,即可能出現兩個線程同時獲取instance實例,且此時其為null時,就會出現兩個線程分別創建了instance,違反了單例規則。因此,需對上面代碼修改。

2.2 多線程下的單例模式
public class Singleton
{ private static Singleton instance; private static object _lock=new object(); private Singleton()
{

} public static Singleton GetInstance()
{ if(instance==null)
{ lock(_lock)
{ if(instance==null)
{
instance=new Singleton();
}
}
} return instance;
}
}

上述代碼使用了雙重鎖方式較好地解決了多線程下的單例模式實現。先看內層的if語句塊,使用這個語句塊時,先進行加鎖操作,保證只有一個線程可以訪問該語句塊,進而保證只創建了一個實例。再看外層的if語句塊,這使得每個線程欲獲取實例時不必每次都得加鎖,因為只有實例為空時(即需要創建一個實例),才需加鎖創建,若果已存在一個實例,就直接返回該實例,節省了性能開銷。
2.3 餓漢模式
public sealed class Singleton
{ private static readonly Singleton instance=new Singleton(); private Singleton()
{
} public static Singleton GetInstance()
{ return instance;
}
}

上面使用的readonly關鍵可以跟static一起使用,用於指定該常量是類別級的,它的初始化交由靜態構造函數實現,並可以在運行時編譯。在這種模式下,無需自己解決線程安全性問題,CLR會給我們解決。由此可以看到這個類被載入時,會自動實例化這個類,而不用在第一次調用GetInstance()後才實例化出唯一的單例對象。
3、單例模式的優點
單例模式(Singleton)會控制其實例對象的數量,從而確保訪問對象的唯一性。
實例控制:單例模式防止其它對象對自己的實例化,確保所有的對象都訪問一個實例。
伸縮性:因為由類自己來控制實例化進程,類就在改變實例化進程上有相應的伸縮性。
4、單例模式的缺點:
系統開銷。雖然這個系統開銷看起來很小,但是每次引用這個類實例的時候都要進行實例是否存在的檢查。這個問題可以通過靜態實例來解決。
開發混淆。當使用一個單例模式的對象的時候(特別是定義在類庫中的),開發人員必須要記住不能使用new關鍵字來實例化對象。因為開發者看不到在類庫中的源代碼,所以當他們發現不能實例化一個類的時候會很驚訝。
對象生命周期。單例模式沒有提出對象的銷毀。在提供內存管理的開發語言(比如,基於.NetFramework的語言)中,只有單例模式對象自己才能將對象實例銷毀,因為只有它擁有對實例的引用。在各種開發語言中,比如C++,其它類可以銷毀對象實例,但是這么做將導致單例類內部的指針指向不明。
5、單例適用性
使用Singleton模式有一個必要條件:在一個系統要求一個類只有一個實例時才應當使用單例模式。反之,如果一個類可以有幾個實例共存,就不要使用單例模式。
不要使用單例模式存取全局變數。這違背了單例模式的用意,最好放到對應類的靜態成員中。
不要將資料庫連接做成單例,因為一個系統可能會與資料庫有多個連接,並且在有連接池的情況下,應當盡可能及時釋放連接。Singleton模式由於使用靜態成員存儲類實例,所以可能會造成資源無法及時釋放,帶來問題。

⑽ 什麼是編譯軟體常用的編譯軟體主要有包括那些並舉出兩個例子。

編譯軟體實際上就是實現了編譯器的功能。簡單講,編譯器就是將「一種語言(通常為高級語言)」翻譯為「另一種語言(通常為低級語言)」的程序。一個現代編譯器的主要工作流程:源代碼 (source code) → 預處理器 (preprocessor) → 編譯器 (compiler) → 目標代碼 (object code) →鏈接器 (Linker) → 可執行程序 (executables)

高級計算機語言便於人編寫,閱讀交流,維護。機器語言是計算機能直接解讀、運行的。編譯器將匯編或高級計算機語言源程序(Source program)作為輸入,翻譯成目標語言(Target language)機器代碼的等價程序。源代碼一般為高級語言 (High-level language), 如Pascal、C、C++、Java、漢語編程等或匯編語言,而目標則是機器語言的目標代碼(Object code),有時也稱作機器代碼(Machine code)。

編譯軟體就是用來編程的集成開發環境,編譯語言不同,使用的編譯軟體也不同,例如C語言和C++是用VS2015或VS2012等微軟集成IDE 而java則是用eclipse等編程軟體進行開發。

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