① 编译技术的发展历程
1954年至1957年间,IBM的John Backus带领一个小组开发FORTRAN语言及其编译器,使得上面的担忧不必要了。
但由于当时处理中所涉及到的大多数程序设计语言的翻译并不为人所掌握,所以这个项目的成功也伴随着巨大的辛劳。
几乎与此同时,人们也在开发着第一个编译器,Noam Chomsky开始自然语言结构的研究。使得编译器结构异常简单,甚至还带有了一些自动化。
Chomsky的研究导致了根据语言文法(grammar,结构规则)的难易程度以及识别它们所需的算法来为语言分类。文法有4个层次:0型、1型、2型和3型文法,且其中的每一个都是其前者的专门化。2型(或上下文无关文法context-free grammar)是程序设计语言中最有用的,代表着程序设计语言结构的标准方式。
人们接着又深化了生成有效的目标代码的方法,这就是最初的编译器,它们被一直使用至今。人们通常将其误称为优化技术(optimization technique),但因其从未真正地得到过被优化了的目标代码而仅仅改进了它的有效性,因此实际上应称作代码改进技术(code improvement technique)。
在70年代后期和80年代早期,大量的项目都关注于编译器其他部分的生成自动化,这其中就包括了代码生成。这些尝试并未取得多少成功,这大概是因为操作太复杂而人们又对其不甚了解。
② 什么是编译程序
编译程序指将某一种程序设计语言写的程序翻译成等价的另一种语言的程序的程序, 称之为编译程序
编译程序也称为编译器,是指把用高级程序设计语言书写的源程序,翻译成等价的机器语言格式目标程序的翻译程序。编译程序属于采用生成性实现途径实现的翻译程序。
它以高级程序设计语言书写的源程序作为输入,而以汇编语言或机器语言表示的目标程序作为输出。编译出的目标程序通常还要经历运行阶段,以便在运行程序的支持下运行,加工初始数据,算出所需的计算结果。
编译程序的实现算法较为复杂,这是因为它所翻译的语句与目标语言的指令不是一一对应关系,而是一多对应关系,同时也因为它要处理递归调用、动态存储分配、多种数据类型,以及语句间的紧密依赖关系。
由于高级程序设计语言书写的程序具有易读、易移植和表达能力强等特点,编译程序广泛地用于翻译规模较大、复杂性较高、且需要高效运行的高级语言书写的源程序。
(2)代码编译技术扩展阅读:
编译流程分为了四个步骤:
1.预处理,生成预编译文件(.文件)
2.编译,生成汇编代码(.s文件)
3.汇编,生成目标文件(.o文件)
4.链接,生成可执行文件
③ 了解什么叫做jit compiling,与传统的编译技术有何不同
java 应用程序的性能经常成为开发社区中的讨论热点。因为该语言的设计初衷是使用解释的方式支持应用程序的可移植性目标,早期
Java 运行时所提供的性能级别远低于 C 和
C++
之类的编译语言。尽管这些语言可以提供更高的性能,但是生成的代码只能在有限的几种系统上执行。在过去的十年中,Java
运行时供应商开发了一些复杂的动态编译器,通常称作即时(Just-in-time,JIT)编译器。程序运行时,JIT
编译器选择将最频繁执行的方法编译成本地代码。运行时才进行本地代码编译而不是在程序运行前进行编译(用 C 或
C++ 编写的程序正好属于后一情形),保证了可移植性的需求。有些 JIT 编译器甚至不使用解释程序就能编译所有的代码,但是这些编译器仍然通过在程序执行时进行一些操作来保持 Java 应用程序的可移植性。
由于动态编译技术的多项改进,在很多应用程序中,现代的 JIT 编译器可以产生与 C 或 C++
静态编译相当的应用程序性能。但是,仍然有很多软件开发人员认为 —— 基于经验或者传闻 ——
动态编译可能严重干扰程序操作,因为编译器必须与应用程序共享 CPU。一些开发人员强烈呼吁对 Java
代码进行静态编译,并且坚信那样可以解决性能问题。对于某些应用程序和执行环境而言,这种观点是正确的,静态编译可以极大地提高 Java
性能,或者说它是惟一的实用选择。但是,静态地编译 Java 应用程序在获得高性能的同时也带来了很多复杂性。一般的
Java 开发人员可能并没有充分地感受到 JIT 动态编译器的优点。
本文考察了 Java 语言静态编译和动态编译所涉及的一些问题,重点介绍了实时 (RT) 系统。简要描述了 Java
语言解释程序的操作原理并说明了现代 JIT 编译器执行本地代码编译的优缺点。介绍了 IBM 在 WebSphere Real Time 中发布的
AOT 编译技术和它的一些优缺点。然后比较了这两种编译策略并指出了几种比较适合使用 AOT
编译的应用程序领域和执行环境。要点在于这两种编译技术并不互斥:即使在使用这两种技术最为有效的各种应用程序中,它们也分别存在一些影响应用程序的优缺
点。
执行 Java 程序
Java 程序最初是通过 Java SDK 的 javac程序编译成本地的与平台无关的格式(类文件)。可将此格式看作 Java
平台,因为它定义了执行 Java 程序所需的所有信息。Java 程序执行引擎,也称作 Java 运行时环境(JRE),包含了为特定的本地平台实现
Java 平台的虚拟机。例如,基于 Linux 的 Intel x86 平台、Sun Solaris 平台和 AIX 操作系统上运行的 IBM
System p 平台,每个平台都拥有一个 JRE。这些 JRE 实现实现了所有的本地支持,从而可以正确执行为
Java 平台编写的程序。
事实上,操作数堆栈的大小有实际限制,但是编程人员极少编写超出该限制的方法。JVM 提供了安全性检查,对那些创建出此类方法的编程人员进行通知。
Java 平台程序表示的一个重要部分是字节码序列,它描述了 Java
类中每个方法所执行的操作。字节码使用一个理论上无限大的操作数堆栈来描述计算。这个基于堆栈的程序表示提供了平台无关性,因为它不依赖任何特定本地平台
的 CPU 中可用寄存器的数目。可在操作数堆栈上执行的操作的定义都独立于所有本地处理器的指令集。Java
虚拟机(JVM)规范定义了这些字节码的执行(参见 参考资料)。执行 Java 程序时,用于任何特定本地平台的任何 JRE 都必须遵守 JVM
规范中列出的规则。
因为基于堆栈的本地平台很少(Intel X87 浮点数协处理器是一个明显的例外),所以大多数本地平台不能直接执行 Java 字节码。为了解决这个问题,早期的 JRE 通过解释字节码来执行 Java 程序。即 JVM 在一个循环中重复操作:
◆获取待执行的下一个字节码;
◆解码;
◆从操作数堆栈获取所需的操作数;
◆按照 JVM 规范执行操作;
◆将结果写回堆栈。
这种方法的优点是其简单性:JRE 开发人员只需编写代码来处理每种字节码即可。并且因为用于描述操作的字节码少于 255 个,所以实现的成本比较低。当然,缺点是性能:这是一个早期造成很多人对 Java 平台不满的问题,尽管拥有很多其他优点。
解决与 C 或 C++ 之类的语言之间的性能差距意味着,使用不会牺牲可移植性的方式开发用于 Java 平台的本地代码编译。
编译 Java 代码
尽管传闻中 Java 编程的 “一次编写,随处运行”
的口号可能并非在所有情况下都严格成立,但是对于大量的应用程序来说情况确实如此。另一方面,本地编译本质上是特定于平台的。那么 Java
平台如何在不牺牲平台无关性的情况下实现本地编译的性能?答案就是使用 JIT 编译器进行动态编译,这种方法已经使用了十年(参见图 1):
图 1. JIT 编译器
使用 JIT 编译器时,Java
程序按每次编译一个方法的形式进行编译,因为它们在本地处理器指令中执行以获得更高的性能。此过程将生成方法的一个内部表示,该表示与字节码不同但是其级
别要高于目标处理器的本地指令。(IBM JIT
编译器使用一个表达式树序列表示方法的操作。)编译器执行一系列优化以提高质量和效率,最后执行一个代码生成步骤将优化后的内部表示转换成目标处理器的本
地指令。生成的代码依赖运行时环境来执行一些活动,比如确保类型转换的合法性或者对不能在代码中直接执行的某些类型的对象进行分配。JIT
编译器操作的编译线程与应用程序线程是分开的,因此应用程序不需要等待编译的执行。
图 1 中还描述了用于观察执行程序行为的分析框架,通过周期性地对线程取样找出频繁执行的方法。该框架还为专门进行分析的方法提供了工具,用来存储程序的此次执行中可能不会改变的动态值。
因为这个 JIT 编译过程在程序执行时发生,所以能够保持平台无关性:发布的仍然是中立的 Java 平台代码。C 和 C++ 之类的语言缺乏这种优点,因为它们在程序执行前进行本地编译;发布给(本地平台)执行环境的是本地代码。
挑战
尽管通过 JIT 编译保持了平台无关性,但是付出了一定代价。因为在程序执行时进行编译,所以编译代码的时间将计入程序的执行时间。任何编写过大型 C 或 C++ 程序的人都知道,编译过程往往较慢。
为了克服这个缺点,现代的 JIT
编译器使用了下面两种方法的任意一种(某些情况下同时使用了这两种方法)。第一种方法是:编译所有的代码,但是不执行任何耗时多的分析和转换,因此可以快
速生成代码。由于生成代码的速度很快,因此尽管可以明显观察到编译带来的开销,但是这很容易就被反复执行本地代码所带来的性能改善所掩盖。第二种方法是:
将编译资源只分配给少量的频繁执行的方法(通常称作热方法)。低编译开销更容易被反复执行热代码带来的性能优势掩盖。很多应用程序只执行少量的热方法,因
此这种方法有效地实现了编译性能成本的最小化。
动态编译器的一个主要的复杂性在于权衡了解编译代码的预期获益使方法的执行对整个程序的性能起多大作用。一个极端的例子是,程序执行后,您非常清楚哪些方
法对于这个特定的执行的性能贡献最大,但是编译这些方法毫无用处,因为程序已经完成。而在另一个极端,程序执行前无法得知哪些方法重要,但是每种方法的潜
在受益都最大化了。大多数动态编译器的操作介于这两个极端之间,方法是权衡了解方法预期获益的重要程度。
Java 语言需要动态加载类这一事实对 Java
编译器的设计有着重要的影响。如果待编译代码引用的其他类还没有加载怎么办?比如一个方法需要读取某个尚未加载的类的静态字段值。Java
语言要求第一次执行类引用时加载这个类并将其解析到当前的 JVM
中。直到第一次执行时才解析引用,这意味着没有地址可供从中加载该静态字段。编译器如何处理这种可能性?编译器生成一些代码,用于在没有加载类时加载并解
析类。类一旦被解析,就会以一种线程安全的方式修改原始代码位置以便直接访问静态字段的地址,因为此时已获知该地址。
IBM JIT
编译器中进行了大量的努力以便使用安全而有效率的代码补丁技术,因此在解析类之后,执行的本地代码只加载字段的值,就像编译时已经解析了字段一样。另外一
种方法是生成一些代码,用于在查明字段的位置以前一直检查是否已经解析字段,然后加载该值。对于那些由未解析变成已解析并被频繁访问的字段来说,这种简单
的过程可能带来严重的性能问题。
动态编译的优点
动态地编译 Java 程序有一些重要的优点,甚至能够比静态编译语言更好地生成代码,现代的 JIT 编译器常常向生成的代码中插入挂钩以收集有关程序行为的信息,以便如果要选择方法进行重编译,就可以更好地优化动态行为。
关于此方法的一个很好的例子是收集一个特定 array操作的长度。如果发现每次执行操作时该长度基本不变,则可以为最频繁使用的
array长度生成专门的代码,或者可以调用调整为该长度的代码序列。由于内存系统和指令集设计的特性,用于复制内存的最佳通用例程的执行速度通
常比用于复制特定长度的代码慢。例如,复制 8
个字节的对齐的数据可能需要一到两条指令直接复制,相比之下,使用可以处理任意字节数和任意对齐方式的一般复制循环可能需要 10 条指令来复制同样的 8
个字节。但是,即使此类专门的代码是为某个特定的长度生成的,生成的代码也必须正确地执行其他长度的复制。生成代码只是为了使常见长度的操作执行得更快,
因此平均下来,性能得到了改进。此类优化对大多数静态编译语言通常不实用,因为所有可能的执行中长度恒定的操作比一个特定程序执行中长度恒定的操作要少得
多。
此类优化的另一个重要的例子是基于类层次结构的优化。例如,一个虚方法调用需要查看接收方对象的类调用,以便找出哪个实际目标实现了接收方对象的虚方法。
研究表明:大多数虚调用只有一个目标对应于所有的接收方对象,而 JIT
编译器可以为直接调用生成比虚调用更有效率的代码。通过分析代码编译后类层次结构的状态,JIT
编译器可以为虚调用找到一个目标方法,并且生成直接调用目标方法的代码而不是执行较慢的虚调用。当然,如果类层次结构发生变化,并且出现另外的目标方法,
则 JIT
编译器可以更正最初生成的代码以便执行虚调用。在实践中,很少需要作出这些更正。另外,由于可能需要作出此类更正,因此静态地执行这种优化非常麻烦。
因为动态编译器通常只是集中编译少量的热方法,所以可以执行更主动的分析来生成更好的代码,使编译的回报更高。事实上,大部分现代的
JIT
编译器也支持重编译被认为是热方法的方法。可以使用静态编译器(不太强调编译时间)中常见的非常主动的优化来分析和转换这些频繁执行的方法,以便生成更好
的代码并获得更高的性能。
这些改进及其他一些类似的改进所产生的综合效果是:对于大量的 Java 应用程序来说,动态编译已经弥补了与 C 和 C++ 之类语言的静态本地编译性能之间的差距,在某些情况下,甚至超过了后者的性能。
缺点
但是,动态编译确实具有一些缺点,这些缺点使它在某些情况下算不上一个理想的解决方案。例如,因为识别频繁执行的方法以及编译这些方法需要时间,所以应用
程序通常要经历一个准备过程,在这个过程中性能无法达到其最高值。在这个准备过程中出现性能问题有几个原因。首先,大量的初始编译可能直接影响应用程序的
启动时间。不仅这些编译延迟了应用程序达到稳定状态的时间(想象 Web
服务器经
历一个初始阶段后才能够执行实际有用的工作),而且在准备阶段中频繁执行的方法可能对应用程序的稳定状态的性能所起的作用也不大。如果 JIT
编译会延迟启动又不能显着改善应用程序的长期性能,则执行这种编译就非常浪费。虽然所有的现代 JVM
都执行调优来减轻启动延迟,但是并非在所有情况下都能够完全解决这个问题。
其次,有些应用程序完全不能忍受动态编译带来的延迟。如 GUI 接口之类交互式应用程序就是这样的例子。在这种情况下,编译活动可能对用户使用造成不利影响,同时又不能显着地改善应用程序的性能。
最后,用于实时环境并具有严格的任务时限的应用程序可能无法忍受编译的不确定性性能影响或动态编译器本身的内存开销。
因此,虽然 JIT 编译技术已经能够提供与静态语言性能相当(甚至更好)的性能水平,但是动态编译并不适合于某些应用程序。在这些情况下,Java 代码的提前(Ahead-of-time,AOT)编译可能是合适的解决方案。
AOT Java 编译
大致说来,Java 语言本地编译应该是为传统语言(如 C++ 或
Fortran)而开发的编译技术的一个简单应用。不幸的是,Java 语言本身的动态特性带来了额外的复杂性,影响了 Java
程序静态编译代码的质量。但是基本思想仍然是相同的:在程序执行前生成 Java 方法的本地代码,以便在程序运行时直接使用本地代码。目的在于避免
JIT 编译器的运行时性能消耗或内存消耗,或者避免解释程序的早期性能开销。
挑战
动态类加载是动态 JIT 编译器面临的一个挑战,也是 AOT
编译的一个更重要的问题。只有在执行代码引用类的时候才加载该类。因为是在程序执行前进行 AOT
编译的,所以编译器无法预测加载了哪些类。就是说编译器无法获知任何静态字段的地址、任何对象的任何实例字段的偏移量或任何调用的实际目标,甚至对直接调
用(非虚调用)也是如此。在执行代码时,如果证明对任何这类信息的预测是错误的,这意味着代码是错误的并且还牺牲了 Java 的一致性。
因为代码可以在任何环境中执行,所以类文件可能与代码编译时不同。例如,一个 JVM
实例可能从磁盘的某个特定位置加载类,而后面一个实例可能从不同的位置甚至网络加载该类。设想一个正在进行 bug
修复的开发环境:类文件的内容可能随不同的应用程序的执行而变化。此外,Java 代码可能在程序执行前根本不存在:比如 Java
反射服务通常在运行时生成新类来支持程序的行为。
缺少关于静态、字段、类和方法的信息意味着严重限制了 Java 编译器中优化框架的大部分功能。内联可能是静态或动态编译器应用的最重要的优化,但是由于编译器无法获知调用的目标方法,因此无法再使用这种优化。
内联
内联是一种用于在运行时生成代码避免程序开始和结束时开销的技术,方法是将函数的调用代码插入到调用方的函数中。但是内联最大的益处可能是优化方可见的代码的范围扩大了,从而能够生成更高质量的代码。下面是一个内联前的代码示例:
int foo() { int x=2, y=3; return bar(x,y); }final int bar(int a, int b) { return a+b; }
如果编译器可以证明这个 bar就是 foo()中调用的那个方法,则 bar中的代码可以取代 foo()中对
bar()的调用。这时,bar()方法是 final类型,因此肯定是 foo()中调用的那个方法。甚至在一些虚调用例子中,动态 JIT
编译器通常能够推测性地内联目标方法的代码,并且在绝大多数情况下能够正确使用。编译器将生成以下代码:
int foo() { int x=2, y=3; return x+y; }
在这个例子中,简化前名为值传播的优化可以生成直接返回
5的代码。如果不使用内联,则不能执行这种优化,产生的性能就会低很多。如果没有解析
bar()方法(例如静态编译),则不能执行这种优化,而代码必须执行虚调用。运行时,实际调用的可能是另外一个执行两个数字相乘而不是相加的
bar方法。所以不能在 Java 程序的静态编译期间直接使用内联。
AOT
代码因此必须在没有解析每个静态、字段、类和方法引用的情况下生成。执行时,每个这些引用必须利用当前运行时环境的正确值进行更新。这个过程可能直接影响
第一次执行的性能,因为在第一次执行时将解析所有引用。当然,后续执行将从修补代码中获益,从而可以更直接地引用实例、静态字段或方法目标。
另外,为 Java 方法生成的本地代码通常需要使用仅在单个 JVM 实例中使用的值。例如,代码必须调用 JVM
运行时中的某些运行时例程来执行特定操作,如查找未解析的方法或分配内存。这些运行时例程的地址可能在每次将 JVM 加载到内存时变化。因此 AOT
编译代码需要绑定到 JVM 的当前执行环境中,然后才能执行。其他的例子有字符串的地址和常量池入口的内部位置。
在 WebSphere Real Time 中,AOT 本地代码编译通过 jxeinajar工具(参见图 2)来执行。该工具对 JAR 文件中所有类的所有方法应用本地代码编译,也可以选择性地对需要的方法应用本地代码编译。结果被存储到名为 Java eXEcutable (JXE) 的内部格式中,但是也可轻松地存储到任意的持久性容器中。
您可能认为对所有的代码进行静态编译是最好的方法,因为可以在运行时执行最大数量的本地代码。但是此处可以作出一些权衡。编译的方法越多,代码占用的内存
就越多。编译后的本地代码大概比字节码大 10 倍:本地代码本身的密度比字节码小,而且必须包含代码的附加元数据,以便将代码绑定到 JVM
中,并且在出现异常或请求堆栈跟踪时正确执行代码。构成普通 Java 应用程序的 JAR
文件通常包含许多很少执行的方法。编译这些方法会消耗内存却没有什么预期收益。相关的内存消耗包括以下过程:将代码存储到磁盘上、从磁盘取出代码并装入
JVM,以及将代码绑定到 JVM。除非多次执行代码,否则这些代价不能由本地代码相对解释的性能优势来弥补。
图 2. jxeinajar
跟大小问题相违背的一个事实是:在编译过的方法和解释过的方法之间进行的调用(即编译过的方法调用解释过的方法,或者相反)可能比这两类方法各自内部之间
进行的调用所需的开销大。动态编译器通过最终编译所有由 JIT
编译代码频繁调用的那些解释过的方法来减少这项开销,但是如果不使用动态编译器,则这项开销就不可避免。因此如果是选择性地编译方法,则必须谨慎操作以使
从已编译方法到未编译方法的转换最小化。为了在所有可能的执行中都避免这个问题而选择正确的方法会非常困难。
优点
虽然 AOT 编译代码具有上述的缺点和挑战,但是提前编译 Java 程序可以提高性能,尤其是在不能将动态编译器作为有效解决方案的环境中。
可以通过谨慎地使用 AOT 编译代码加快应用程序启动,因为虽然这种代码通常比 JIT
编译代码慢,但是却比解释代码快很多倍。此外,因为加载和绑定 AOT
编译代码的时间通常比检测和动态编译一个重要方法的时间少,所以能够在程序执行的早期达到那样的性能。类似地,交互式应用程序可以很快地从本地代码中获
益,无需使用引起较差响应能力的动态编译。
RT 应用程序也能从 AOT 编译代码中获得重要的收益:更具确定性的性能超过了解释的性能。WebSphere Real Time
使用的动态 JIT 编译器针对在 RT 系统中的使用进行了专门的调整。使编译线程以低于 RT
任务的优先级操作,并且作出了调整以避免生成带有严重的不确定性性能影响的代码。但是,在一些 RT 环境中,出现 JIT
编译器是不可接受的。此类环境通常需要最严格的时限管理控制。在这些例子中,AOT
编译代码可以提供比解释过的代码更好的原始性能,又不会影响现有的确定性。消除 JIT
编译线程甚至消除了启动更高优先级 RT 任务时发生的线程抢占所带来的性能影响。
优缺点统计
动态(JIT)编译器支持平台中立性,并通过利用应用程序执行的动态行为和关于加载的类及其层次结构的信息来生成高质量的代码。但是
JIT
编译器具有一个有限的编译时预算,而且会影响程序的运行时性能。另一方面,静态(AOT)编译器则牺牲了平台无关性和代码质量,因为它们不能利用程序的动
态行为,也不具有关于加载的类或类层次结构的信息。AOT 编译拥有有效无限制的编译时预算,因为 AOT
编译时间不会影响运行时性能,但是在实践中开发人员不会长期等待静态编译步骤的完成。
表 1 总结了本文讨论的 Java 语言动态和静态编译器的一些特性:
表 1. 比较编译技术
两种技术都需要谨慎选择编译的方法以实现最高的性能。对动态编译器而言,编译器自身作出决策,而对于静态编译器,由开发人员作出选择。让
JIT 编译器选择编译的方法是不是优点很难说,取决于编译器在给定情形中推断能力的好坏。在大多数情况下,我们认为这是一种优点。
因为它们可以最好地优化运行中的程序,所以 JIT 编译器在提供稳定状态性能方面更胜一筹,而这一点在大量的生产 Java
系统中最为重要。静态编译可以产生最佳的交互式性能,因为没有运行时编译行为来影响用户预期的响应时间。通过调整动态编译器可以在某种程度上解决启动和确
定性性能问题,但是静态编译在需要时可提供最快的启动速度和最高级别的确定性。表 2 在四种不同的执行环境中对这两种编译技术进行了比较:
表 2. 使用这些技术的最佳环境
图 3 展示了启动性能和稳定状态性能的总体趋势:
图 3. AOT 和 JIT 的性能对比
使用 JIT 编译器的初始阶段性能很低,因为要首先解释方法。随着编译方法的增多及 JIT
执行编译所需时间的缩短,性能曲线逐渐升高最后达到性能峰值。另一方面,AOT 编译代码启动时的性能比解释的性能高很多,但是无法达到 JIT
编译器所能达到的最高性能。将静态代码绑定到 JVM 实例中会产生一些开销,因此开始时的性能比稳定状态的性能值低,但是能够比使用 JIT
编译器更快地达到稳定状态的性能水平。
没有一种本地代码编译技术能够适合所有的 Java
执行环境。某种技术所擅长的通常正是其他技术的弱项。出于这个原因,需要同时使用这两种编译技术以满足 Java
应用程序开发人员的要求。事实上,可以结合使用静态和动态编译以便提供最大可能的性能提升 —— 但是必须具备平台无关性,它是 Java
语言的主要卖点,因此不成问题。
结束语
本文探讨了 Java 语言本地代码编译的问题,主要介绍了 JIT 编译器形式的动态编译和静态 AOT 编译,比较了二者的优缺点。
虽然动态编译器在过去的十年里实现了极大的成熟,使大量的各种 Java 应用程序可以赶上或超过静态编译语言(如 C++ 或
Fortran)所能够达到的性能。但是动态编译在某些类型的应用程序和执行环境中仍然不太合适。虽然 AOT
编译号称动态编译缺点的万能解决方案,但是由于 Java 语言本身的动态特性,它也面临着提供本地编译全部潜能的挑战。
这两种技术都不能解决 Java 执行环境中本地代码编译的所有需求,但是反过来又可以在最有效的地方作为工具使用。这两种技术可以相互补充。能够恰当地使用这两种编译模型的运行时系统可以使很大范围内的应用程序开发环境中的开发人员和用户受益。
④ 编译程序的构造需要掌握哪些原理和技术
内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。
⑤ C语言编译原理是什么
编译共分为四个阶段:预处理阶段、编译阶段、汇编阶段、链接阶段。
1、预处理阶段:
主要工作是将头文件插入到所写的代码中,生成扩展名为“.i”的文件替换原来的扩展名为“.c”的文件,但是原来的文件仍然保留,只是执行过程中的实际文件发生了改变。(这里所说的替换并不是指原来的文件被删除)
2、汇编阶段:
插入汇编语言程序,将代码翻译成汇编语言。编译器首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,编译器把代码翻译成汇编语言,同时将扩展名为“.i”的文件翻译成扩展名为“.s”的文件。
3、编译阶段:
将汇编语言翻译成机器语言指令,并将指令打包封存成可重定位目标程序的格式,将扩展名为“.s”的文件翻译成扩展名为“.o”的二进制文件。
4、链接阶段:
在示例代码中,改代码文件调用了标准库中printf函数。而printf函数的实际存储位置是一个单独编译的目标文件(编译的结果也是扩展名为“.o”的文件),所以此时主函数调用的时候,需要将该文件(即printf函数所在的编译文件)与hello world文件整合到一起,此时链接器就可以大显神通了,将两个文件合并后生成一个可执行目标文件。
⑥ 编译原理学了有什么用
对大多数人来说,学过编译原理,应该可以知道对于很多代码的优化,编译器其实可以做好,不需要自己写代码的时候杞人忧天。在通用、局部的优化上,甚至编译器往往做得比程序员好。
大概率会意识到编译原理背后的故事,也许会沉迷在某个方向,也许还会乐于看一些奇妙的parser构建方式。
大概还可能会去学习类型系统,发现形式化的故事似乎在很多方面都有对应的版本,而后,他们也许会尝试走向研究,去挑战目前都没有好好解决的代码优化问题,也许会走向应用,用起LLVM,在上面加个target,支持一些新硬件,做个新语言的前端等。
编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。
编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程,同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质,高度抽象。
编译可以分为五个基本步骤:词法分析、语法分析、语义分析及中间代码的生成、优化、目标代码的生成。这是每个编译器都必须的基本步骤和流程, 从源头输入高级语言源程序输出目标语言代码。
1、词法分析
词法分析器是通过词法分析程序对构成源程序的字符串从左到右的扫描, 逐个字符地读, 识别出每个单词符号, 识别出的符号一般以二元式形式输出, 即包含符号种类的编码和该符号的值。
词法分析器一般以函数的形式存在, 供语法分析器调用。当然也可以一个独立的词法分析器程序存在。完成词法分析任务的程序称为词法分析程序或词法分析器或扫描器。
2、语法分析
语法分析是编译过程的第二个阶段。这阶段的任务是在词法分析的基础上将识别出的单词符号序列组合成各类语法短语, 如“语句”, “表达式”等.语法分析程序的主要步骤是判断源程序语句是否符合定义的语法规则, 在语法结构上是否正确。
而一个语法规则又称为文法, 乔姆斯基将文法根据施加不同的限制分为0型、1型、2型、3型文法, 0型文法又称短语文法, 1型称为上下文有关文法, 2型称为上下文无关文法, 3型文法称为正规文法, 限制条件依次递增。
3、语义分析
词法分析注重的是每个单词是否合法, 以及这个单词属于语言中的哪些部分。语法分析的上下文无关文法注重的是输入语句是否可以依据文法匹配产生式。
那么, 语义分析就是要了解各个语法单位之间的关系是否合法。实际应用中就是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查等。
4、中间代码生成与优化
在进行了语法分析和语义分析阶段的工作之后, 有的编译程序将源程序变成一种内部表示形式, 这种内部表示形式叫做中间语言或中间表示或中间代码。
所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统, 这种记号系统复杂性介于源程序语言和机器语言之间, 容易将它翻译成目标代码。另外, 还可以在中间代码一级进行与机器无关的优化。
5、目标代码的生成
根据优化后的中间代码, 可生成有效的目标代码。而通常编译器将其翻译为汇编代码, 此时还需要将汇编代码经汇编器汇编为目标机器的机器语言。
6、出错处理
编译的各个阶段都有可能发现源码中的错误, 尤其是语法分析阶段可能会发现大量的错误, 因此编译器需要做出错处理, 报告错误类型及错误位置等信息。
⑦ 编译原理技术有哪些应用呢
编译原理,说得通俗易懂一些就是:让机器通过某种机制和规则,将一种由人们书写的高级程序代码,经过若干步骤,最终翻译成机器可理解执行的二进制代码。
编译原理技术的具体应用,例如:
(1)、我们用户通常编写的 C/C++ 程序源代码(*.C/*.CPP),通过 Microsoft Visual C++ 编译器,将由人工书写的 C/C++ 语言程序源代码(*.C/*.CPP),最终翻译成机器可执行的二进制代码(*.EXE);
(2)、人工智能领域中的自然语言处理、机器翻译技术(例如:英/汉翻译、日/汉翻译系统等)等,都需要使用到编译原理技术。
⑧ 什么叫程序的编译
编译程序词组可以有两种认识。一、编译程序是一种动作,是根据编译原理技术,由高级程序设计语言编译器翻译成机器语言二进制代码行为。二、编译程序是动名词,特指生成编译器的软件程序。
⑨ 为什么要学习编译原理(转)
大学课程为什么要开设编译原理呢?这门课程关注的是编译器方面的产生原理和技术问题,似乎和计算机的基础领域不沾边,可是编译原理却一直作为大学本科的必修课程,同时也成为了研究生入学考试的必考内容。编译原理及技术从本质上来讲就是一个算法问题而已,当然由于这个问题十分复杂,其解决算法也相对复杂。我们学的数据结构与算法分析也是讲算法的,不过讲的基础算法,换句话说讲的是算法导论,而编译原理这门课程讲的就是比较专注解决一种的算法了。在20世纪50年代,编译器的编写一直被认为是十分困难的事情,第一Fortran的编译器据说花了18年的时间才完成。在人们尝试编写编译器的同时,诞生了许多跟编译相关的理论和技术,而这些理论和技术比一个实际的编译器本身价值更大。就犹如数学家们在解决着名的哥德巴赫猜想一样,虽然没有最终解决问题,但是其间诞生不少名着的相关数论。 推荐参考书 虽然编译理论发展到今天,已经有了比较成熟的部分,但是作为一个大学生来说,要自己写出一个像TurbocC,Java那样的编译器来说还是太难了。不仅写编译器困难,学习编译原理这门课程也比较困难。 第一本书的原名叫《CompilersPrinciples,Techniques,andTools》,另外一个响亮的名字就是龙书。原因是这本书的封面上有条红色的龙,也因为獗臼樵诒嘁朐?砘?嘴域确实?忻?所以很多国外的学者都直接取名为龙书。最近机械工业出版社已经出版了此书的中文版,名字就叫《编译原理》。该书出的比较早,大概是在85或86年编写完成的,作者之一还是着名的贝尔实验室的科学家。里面讲解的核心编译原理至今都没有变过,所以一直到今天,它的价值都非凡。这本书最大的特点就是一开始就通过一个实际的小例子,把编译原理的大致内容罗列出来,让很多编译原理的初学者很快心里有了个底,也知道为什么会有这些理论,怎么运用这些理论。而这一点是我感觉国内的教材缺乏的东西,所以国内的教材都不是写给愿意自学的读者,总之让人看了半天,却不知道里面的东西有什么用。 第二本书的原名叫《ModernCompilerDesign》,中文名字叫做《现代编译程序设计》。该书由人民邮电出版社所出。此书比较关注的是编译原理的实践,书中给出了不少的实际程序代码,还有很多实际的编译技术问题等等。此书另外一个特点就是其现代而字。在传统的编译原理教材中,你是不可能看到如同Java中的垃圾回收等算法的。因为Java这样的解释执行语言是在近几年才流行起来的东西。如果你想深入学习编译原理的理论知识,那么你肯定得看前面那本龙书,如果你想自己动手做一个先进的编译器,那么你得看这本《现代编译程序设计》。 第三本书就是很多国内的编译原理学者都推荐的那本《编译原理及实践》。或许是这本书引入国内比较早吧,我记得我是在高中就买了这本书,不过也是在前段时间才把整本书看完。此书作为入门教程也的确是个不错的选择。书中给出的编译原理讲解也相当细致,虽然不如前面的龙书那么深入,但是很多地方都是点到为止,作为大学本科教学已经是十分深入了。该书的特点就是注重实践,不过感觉还不如前面那本《现代编译程序设计》的实践味道更重。此书的重点还是在原理上的实践,而非前面那本那样的技术实践。《编译原理及实践》在讲解编译原理的各个部分的同时,也在逐步实践一个现代的编译器TinyC.等你把整本书看完,差不多自己也可以写一个TinyC了。作者还对Lex和Yacc这两个常用的编译相关的工具进行了很详细的说明,这一点也是很难在国内的教材中看到的。 推荐了这三本教材,都有英文版和中文版的。很多英文好的同学只喜欢看原版的书,不我的感觉是这三本书的翻译都很不错,没有必要特别去买英文版的。理解理论的实质比理解表面的文字更为重要。 编译原理的实质 几乎每本编译原理的教材都是分成词法分析,语法分析(LL算法,递归下降算法,LR算法),语义分析,运行时环境,中间代码,代码生成,代码优化这些部分。其实现在很多编译原理的教材都是按照85,86出版的那本龙书来安排教学内容的,所以那本龙书的内容格式几乎成了现在编译原理教材的定式,包括国内的教材也是如此。一般来说,大学里面的本科教学是不可能把上面的所有部分都认真讲完的,而是比较偏重于前面几个部分。像代码优化那部分东西,就像个无底洞一样,如果要认真讲,就是单独开一个学期的课也不可能讲得清楚。所以,一般对于本科生,对词法分析和语法分析掌握要求就相对要高一点了。 词法分析相对来说比较简单。可能是词法分析程序本身实现起来很简单吧,很多没有学过编译原理的人也同样可以写出各种各样的词法分析程序。不过编译原理在讲解词法分析的时候,重点把正则表达式和自动机原理加了进来,然后以一种十分标准的方式来讲解词法分析程序的产生。这样的做法道理很明显,就是要让词法分析从程序上升到理论的地步。 语法分析部分就比较麻烦一点了。现在一般有两种语法分析算法,LL自顶向下算法和LR自底向上算法。LL算法还好说,到了LR算法的时候,困难就来了。很多自学编译原理的都是遇到LR算法的理解成问题后就放弃了自学。其实这些东西都是只要大家理解就可以了,又不是像词法分析那样非得自己写出来才算真正的会。像LR算法的语法分析器,一般都是用工具Yacc来生成,实践中完全没有比较自己来实现。对于LL算法中特殊的递归下降算法,因为其实践十分简单,那么就应该要求每个学生都能自己写。当然,现在也有不少好的LL算法的语法分析器,不过要是换在非C平台,比如Java,Delphi,你不能运用YACC工具了,那么你就只有自己来写语法分析器。 等学到词法分析和语法分析时候,你可能会出现这样的疑问:词法分析和语法分析到底有什么?就从编译器的角度来讲,编译器需要把程序员写的源程序转换成一种方便处理的数据结构(抽象语法树或语法树),那么这个转换的过程就是通过词法分析和语法分析的。其实词法分析并非一开始就被列入编译器的必备部分,只是我们为了简化语法分析的过程,就把词法分析这种繁琐的工作单独提取出来,就成了现在的词法分析部分。除了编译器部分,在其它地方,词法分析和语法分析也是有用的。比如我们在DOS,Unix,Linux下输入命令的时候,程序如何分析你输入的命令形式,这也是简单的应用。总之,这两部分的工作就是把不规则的文本信息转换成一种比较好分析好处理的数据结构。那么为什么编译原理的教程都最终把要分析的源分析转换成树这种数据结构呢?数据结构中有Stack,Line,List这么多数据结构,各自都有各自的特点。但是Tree这种结构有很强的递归性,也就是说我们可以把Tree的任何结点Node提取出来后,它依旧是一颗完整的Tree。这一点符合我们现在编译原理分析的形式语言,比如我们在函数里面使用函树,循环中使用循环,条件中使用条件等等,那么就可以很直观地表示在Tree这种数据结构上。同样,我们在执行形式语言的程序的时候也是如此的递归性。在编译原理后面的代码生成的部分,就会介绍一种堆栈式的中间代码,我们可以根据分析出来的抽象语法树,很容易,很机械地运用递归遍历抽象语法树就可以生成这种指令代码。而这种代码其实也被广泛运用在其它的解释型语言中。像现在流行的Java,.NET,其底层的字节码bytecode,可以说就是这中基于堆栈的指令代码的。 关于语义分析,语法制导翻译,类型检查等等部分,其实都是一种完善前面得到的抽象语法树的过程。比如说,我们写C语言程序的时候,都知道,如果把一个浮点数直接赋值给一个整数,就会出现类型不匹配,那么C语言的编译器是怎么知道的呢?就是通过这一步的类型检查。像C++语言这中支持多态函数的语言,这部分要处理的问题就更多更复杂了。大部编译原理的教材在这部分都是讲解一些比较好的处理策略而已。因为新的问题总是在发生,旧的办法不见得足够解决。 本来说,作为一个编译器,起作用的部分就是用户输入的源程序到最终的代码生成。但是在讲解最终代码生成的时候,又不得不讲解机器运行环境等内容。因为如果你不知道机器是怎么执行最终代码的,那么你当然无法知道如何生成合适的最终代码。这部分内容我自我感觉其意义甚至超过了编译原理本身。因为它会把一个计算机的程序的运行过程都通通排在你面前,你将来可能不会从事编译器的开发工作,但是只要是和计算机软件开发相关的领域,都会涉及到程序的执行过程。运行时环境的讲解会让你更清楚一个计算机程序是怎么存储,怎么装载,怎么执行的。关于部分的内容,我强烈建议大家看看龙书上的讲解,作者从最基本的存储组织,存储分配策略,非局部名字的访问,参数传递,符号表到动态存储分配(malloc,new)都作了十分详细的说明。这些东西都是我们编写平常程序的时候经常要做的事情,但是我们却少去探求其内部是如何完成。 关于中间代码生成,代码生成,代码优化部分的内容就实在不好说了。国内很多教材到了这部分都会很简单地走马观花讲过去,学生听了也只是作为了解,不知道如何运用。不过这部分内容的东西如果要认真讲,单独开一学期的课程都讲不完。在《编译原理及实践》的书上,对于这部分的讲解就恰到好处。作者主要讲解的还是一种以堆栈为基础的指令代码,十分通俗易懂,让人看了后,很容易模仿,自己下来后就可以写自己的代码生成。当然,对于其它代码生成技术,代码优化技术的讲解就十分简单了。如果要仔细研究代码生成技术,其实另外还有本叫做《》,那本书现在由机械工业出版社引进的,十分厚重,而且是英文原版。不过这本书我没有把它列为推荐书给大家,毕竟能把龙书的内容搞清楚,在中国已经就算很不错的高手了,到那个时候再看这本《》也不迟。代码优化部分在大学本科教学中还是一个不太重要的部分,就是算是实践过程中,相信大家也不太运用得到。毕竟,自己做的编译器能正确生成执行代码已经很不错了,还谈什么优化呢? 编译原理的课程毕竟还只是讲解原理的课程,不是专门的编译技术课程。这两门课程是有很大的区别的。编译技术更关注实际的编写编译器过程中运用到的技术,而原理的课
⑩ 如何编写高质量的VB代码
1. 使用整数(Integer)和长整数(Long)
提高代码运行速度最简单的方法莫过于使用正确的数据类型了。也许你不相信,但是正确地选择数据类型可以大幅度提升代码的性能。在大多数情况下,程序员可以将Single,Double和Currency类型的变量替换为Integer或Long类型的变量,因为VB处理Integer和Long的能力远远高于处理其它几种数据类型。
在大多数情况下,程序员选择使用Single或Double的原因是因为它们能够保存小数。但是小数也可以保存在Integer类型的变量中。例如程序中约定有三位小数,那么只需要将保存在Integer变量中的数值除以1000就可以得到结果。根据我的经验,使用Integer和Long替代Single,Double和Currency后,代码的运行速度可以提高将近10倍。
2. 避免使用变体
对于一个VB程序员来说,这是再明显不过的事情了。变体类型的变量需要16个字节的空间来保存数据,而一个整数(Integer)只需要2个字节。通常使用变体类型的目的是为了减少设计的工4作量和代码量,也有的程序员图个省事而使用它。但是如果一个软件经过了严格设计和按照规范编码的话,完全可以避免使用变体类型。
在这里顺带提一句,对于Object对象也存在同样的问题。请看下面的代码:
Dim FSO
Set FSO = New Scripting.FileSystemObject
或
Dim FSO as object
Set FSO = New Scripting.FileSystemObject
上面的代码由于在申明的时候没有指定数据类型,在赋值时将浪费内存和CPU时间。正确的代码应该象下面这样:
Dim FSO as New FileSystemObject
3. 尽量避免使用属性
在平时的代码中,最常见的比较低效的代码就是在可以使用变量的情况下,反复使用属性(Property),尤其是在循环中。要知道存取变量的速度是存取属性的速度的20倍左右。下面这段代码是很多程序员在程序中会使用到的:
Dim intCon as Integer
For intCon = 0 to Ubound(SomVar())
Text1.Text = Text1.Text & vbcrlf & SomeVar(intCon)
Next intCon
下面这段代码的执行速度是上面代码的20倍。
Dim intCon as Integer
Dim sOutput as String
For intCon = 0 to Ubound(SomeVar())
sOutput = sOutput & vbCrlf &
SomeVar(intCon)
Next
Text1.Text = sOutput
4. 尽量使用数组,避免使用集合
除非你必须使用集合(Collection),否则你应该尽量使用数组。据测试,数组的存取速度可以达到集合的100倍。这个数字听起来有点骇人听闻,但是如果你考虑到集合是一个对象,你就会明白为什么差异会这么大。
5. 展开小的循环体
在编码的时候,有可能遇到这种情况:一个循环体只会循环2到3次,而且循环体由几行代码组成。在这种情况下,你可以把循环展开。原因是循环会占用额外的CPU时间。但是如果循环比较复杂,你就没有必要这样做了。
6. 避免使用很短的函数
和使用小的循环体相同,调用只有几行代码的函数也是不经济的--调用函数所花费的时间或许比执行函数中的代码需要更长的时间。在这种情况下,你可以把函数中的代码拷贝到原来调用函数的地方。
7. 减少对子对象的引用
在VB中,通过使用.来实现对象的引用。例如:
Form1.Text1.Text
在上面的例子中,程序引用了两个对象:Form1和Text1。利用这种方法引用效率很低。但遗憾的是,没有办法可以避免它。程序员唯一可以做就是使用With或者将用另一个对象保存子对象(Text1)。
注释: 使用With
With frmMain.Text1
.Text = "Learn VB"
.Alignment = 0
.Tag = "Its my life"
.BackColor = vbBlack
.ForeColor = vbWhite
End With
或者
注释: 使用另一个对象保存子对象
Dim txtTextBox as TextBox
Set txtTextBox = frmMain.Text1
TxtTextBox.Text = "Learn VB"
TxtTextBox.Alignment = 0
TxtTextBox.Tag = "Its my life"
TxtTextBox.BackColor = vbBlack
TxtTextBox.ForeColor = vbWhite 注意,上面提到的方法只适用于需要对一个对象的子对象进行操作的时候,下面这段代码是不正确的:
With Text1
.Text = "Learn VB"
.Alignment = 0
.Tag = "Its my life"
.BackColor = vbBlack
.ForeColor = vbWhite
End With
很不幸的是,我们常常可以在实际的代码中发现类似于上面的代码。这样做只会使代码的执行速度更慢。原因是With块编译后会形成一个分枝,会增加了额外的处理工作。
8. 检查字符串是否为空
大多数程序员在检查字符串是否为空时会使用下面的方法:
If Text1.Text = "" then
注释: 执行操作
End if
很不幸,进行字符串比较需要的处理量甚至比读取属性还要大。因此我建议大家使用下面的方法:
If Len(Text1.Text) = 0 then
注释: 执行操作
End if
9. 去除Next关键字后的变量名
在Next关键字后加上变量名会导致代码的效率下降。我也不知道为什么会这样,只是一个经验而已。不过我想很少有程序员会这样画蛇添足,毕竟大多数程序员都是惜字如金的人。
注释: 错误的代码
For iCount = 1 to 10
注释: 执行操作
Next iCount
注释: 正确的代码
For iCount = 1 to 10
注释: 执行操作
Next
10. 使用数组,而不是多个变量
当你有多个保存类似数据的变量时,可以考虑将他们用一个数组代替。在VB中,数组是最高效的数据结构之一。
11. 使用动态数组,而不是静态数组
使用动态数组对代码的执行速度不会产生太大的影响,但是在某些情况下可以节约大量的资源。
12. 销毁对象
无论编写的是什么软件,程序员都需要考虑在用户决定终止软件运行后释放软件占用的内存空间。但遗憾的是很多程序员对这一点好像并不是很在意。正确的做法是在退出程序前需要销毁程序中使用的对象。例如:
Dim FSO as New FileSystemObject
' 执行操作
' 销毁对象
Set FSO = Nothing
对于窗体,可以进行卸载:
Unload frmMain
或
Set frmMain = Nothing
13. 变长和定长字符串
从技术上来说,与变长字符串相比,定长字符串需要较少的处理时间和空间。但是定长字符串的缺点在于在很多情况下,你都需要调用Trim函数以去除字符串末的空字符,这样反而会降低代码效率。所以除非是字符串的长度不会变化,否则还是使用变长字符串。
14. 使用类模块,而不是ActiveX控件
除非ActiveX控件涉及到用户界面,否则尽量使用轻量的对象,例如类。这两者之间的效率有很大差异。
15. 使用内部对象
在涉及到使用ActiveX控件和DLL的时候,很多程序员喜欢将它们编译好,然后再加入工程中。我建议你最好不要这样做,因为从VB连接到一个外部对象需要耗费大量的CPU处理能力。每当你调用方法或存取属性的时候,都会浪费大量的系统资源。如果你有ActiveX控件或DLL的源代码,将它们作为工程的私有对象。
16. 减少模块的数量
有些人喜欢将通用的函数保存在模块中,对于这一点我表示赞同。但是在一个模块中只写上二三十行代码就有些可笑了。如果你不是非常需要模块,尽量不要使用它。这样做的原因是因为只有在模块中的函数或变量被调用时,VB才将模块加载到内存中;当VB应用程序退出时,才会从内存中卸载这些模块。如果代码中只有一个模块,VB就只会进行一次加载操作,这样代码的效率就得到了提高;反之如果代码中有多个模块,VB会进行多次加载操作,代码的效率会降低。
17. 使用对象数组
当设计用户界面时,对于同样类型的控件,程序员应该尽量使用对象数组。你可以做一个实验:在窗口上添加100个PictureBox,每个PictureBox都有不同的名称,运行程序。然后创建一个新的工程,同样在窗口上添加100个PictureBox,不过这一次使用对象数组,运行程序,你可以注意到两个程序加载时间上的差别。
18. 使用Move方法
在改变对象的位置时,有些程序员喜欢使用Width,Height,Top和Left属性。例如:
Image1.Width = 100
Image1.Height = 100
Image1.Top = 0
Image1.Left = 0
实际上这样做效率很低,因为程序修改了四个属性,而且每次修改之后,窗口都会被重绘。正确的做法是使用Move方法:
Image1.Move 0,0,100,100
19. 减少图片的使用
图片将占用大量内存,而且处理图片也需要占用很多CPU资源。在软件中,如果可能的话,可以考虑用背景色来替代图片--当然这只是从技术人员的角度出发看这个问题。
20. 使用ActiveX DLL,而不是ActiveX控件
如果你设计的ActiveX对象不涉及到用户界面,使用ActiveX DLL。
编译优化
我所见过的很多VB程序员从来没有使用过编译选项,也没有试图搞清楚各个选项之间的差别。下面让我们来看一下各个选项的具体含义。
1. P-代码(伪代码)和本机代码
你可以选择将软件编译为P-代码或是本机代码。缺省选项是本机代码。那什么是P-代码和本机代码呢?
P-代码:当在VB中执行代码时,VB首先是将代码编译为P-代码,然后再解释执行编译好的P-代码。在编译环境下,使用这种代码要比本机代码快。选择P-代码后,编译时VB将伪代码放入一个EXE文件中。
本机代码:本机代码是VB6以后才推出的选项。当编译为EXE文件后,本机代码的执行速度比P-代码快。选择本机代码后,编译时VB使用机器指令生成EXE文件。
在使用本机代码进行编译时,我发现有时候会引入一些莫名其妙的错误。在编译环境中我的代码完全正确地被执行了,但是用本机代码选项生成的EXE文件却不能正确执行。通常这种情况是在卸载窗口或弹出打印窗口时发生的。我通过在代码中加入DoEvent语句解决了这个问题。当然出现这种情况的几率非常少,也许有些VB程序员从来没有遇到过,但是它的确存在。
在本机代码中还有几个选项:
a) 代码速度优化:该选项可以编译出速度较快的执行文件,但执行文件比较大。推荐使用
b) 代码大小优化:该选项可以编译出比较小的执行文件,但是以牺牲速度为代价的,不推荐使用。
c) 无优化:该选项只是将P-代码转化为本机代码,没有做任何优化。在调试代码时可以使用。
d) 针对Pentium Pro优化:虽然该项不是本机代码中的缺省选项,但是我通常会使用该选项。该选项编译出的可执行程序在Pentium Pro和Pentium 2以上的机器上可以运行得更快,而在比较老的机器上要稍稍慢一些。考虑到现在用Pentium 2都是落伍,所以推荐大家使用该选项。
e) 产生符号化调试信息:该项在编译过程中生成一些调试信息,使用户可以利用Visual C++一类的工具来调试编译好的代码。使用该选项会生成一个.pdf文件,该文件记录了可执行文件中的标志信息。当程序拥有API函数或DLL调用时,该选项还是比较有帮助的。
2. 高级优化
高级优化中的设置可以帮助你提高软件的速度,但是有时候也会引入一些错误,因此我建议大家尽量小心地使用它们。如果在代码中有比较大的循环体或者复杂的数学运算时,选中高级优化中的某些项会大幅度提升代码的性能。如果你使用了高级优化功能,我建议你严格测试编译好的文件。
a) 假定无别名:可以提高循环体中代码的执行效率,但是在如果通过变量的引用改变变量值的情况下,例如调用一个方法,变量的引用作为方法的参数,在方法中改变了变量的值的话,就会引发错误。有可能只是返回的结果错误,也有可能是导致程序中断运行的严重错误。
b) 取消数组绑定检查、取消整数溢出检查和取消浮点错误检查:在程序运行时,如果通过这些检查发现了错误,错误处理代码会处理这些错误。但是如果取消了这些检查,发生了错误程序就无法处理。只有当你确定你的代码中不会出现上面的这些错误时,你才可以使用这些选项。它们将使软件的性能得到很大的提升。
c) 允许不舍入的浮点操作:选择该选项可以是编译出来的程序更快地处理浮点操作。它唯一的缺点就是在比较两个浮点数时可能会导致不正确的结果。
d) 取消Pentium FDIV安全检查:该选项是针对一些老的Pentium芯片设置的,现在看来已经过时了。