编译加载和运行加载

A. 程序的编译期，链接期， 运行期各执行哪些操作

参考一下:

源文件的编译过程包含两个主要阶段，而它们之间的转换是自动的。第一个阶段是预处理阶段，在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。#include指令就是一个预处理指令，它把头文件的内容添加到.cpp文件中还有其他许多预处理指令
这个在编译之前修改源文件的方式提供了很大的灵活性，以适应不同的计算机和操作系统环境的限制。一个环境需要的代码跟另一个环境所需的代码可能有所不同，因为可用的硬件或操作系统是不同的。在许多情况下，可以把用于不同环境的代码放在同一个文件中，再在预处理阶段修改代码，使之适应当前的环境。
预处理器显示为一个独立的操作，但一般不能独立于编译器来执行这个操作。调用编译器会自动执行预处理过程，之后才编译代码。
编译器为给定源文件输出的是机器码，执行这个过程需要较长时间。在对象文件之间并没有建立任何连接。对应于某个源文件的对象文件包含在其他源文件中定义的函数引用或其他指定项的引用，而这些函数或项仍没有被解析。同样，也没有建立同库函数的链接。实际上，这些函数的代码并不是文件的一部分。这些工作是由链接程序(有时称为链接编辑器)完成的
链接程序把所有对象文件中的机器码组合在一起，并解析它们之间的交叉引用。它还集成了对象模块所使用的库函数的代码。这是链接程序的一种简化表示，因为这里假定在可执行模块中，模块之间的所有链接都是静态建立的。实际上有些链接是动态的，即这些链接是在程序执行时建立的。

链接程序静态地建立函数之间的链接，即在程序执行之前建立组成程序的源文件中所包含的函数链接。动态建立的函数之间的链接(在程序执行过程中建立的链接)将函数编译并链接起来，创建另一种可执行模块—— 动态链接库或共享库。动态链接库中的函数链接是在程序调用函数时才建立的，在程序调用之前，该链接是不存在的。

动态链接库有几个重要的优点。一个主要的优点是动态链接库中的函数可以在几个并行执行的程序之间共享，这将节省相同函数占用的内存空间。另一个优点是动态链接库在调用其中的函数之前是不会加载到内存中的。也就是说，如果不使用给定动态链接库中的函数，该动态链接库就不会占用内存空间

B. C语言文件的编译与执行的四个阶段并分别描述

开发C程序有四个步骤：编辑、编译、连接和运行。

任何一个体系结构处理器上都可以使用C语言程序，只要该体系结构处理器有相应的C语言编译器和库，那么C源代码就可以编译并连接到目标二进制文件上运行。

1、预处理：导入源程序并保存（C文件）。

2、编译：将源程序转换为目标文件（Obj文件）。

3、链接：将目标文件生成为可执行文件（EXE文件）。

4、运行：执行，获取运行结果的EXE文件。

(2)编译加载和运行加载扩展阅读：

将C语言代码分为程序的几个阶段：

1、首先，源代码文件测试。以及相关的头文件，比如stdio。H、由预处理器CPP预处理为．I文件。预编译的。文件不包含任何宏定义，因为所有宏都已展开，并且包含的文件已插入。我归档。

2、编译过程是对预处理文件进行词法分析、语法分析、语义分析和优化，生成相应的汇编代码文件。这个过程往往是整个程序的核心部分，也是最复杂的部分之一。

3、汇编程序不直接输出可执行文件，而是输出目标文件。汇编程序可以调用LD来生成可以运行的可执行程序。也就是说，您需要链接大量的文件才能获得“a.out”，即最终的可执行文件。

4、在链接过程中，需要重新调整其他目标文件中定义的函数调用指令，而其他目标文件中定义的变量也存在同样的问题。

C. jvm如何在运行时动态把java文本编译成class,然后加载到jvm

为了在Java程序运行时动态编译Java源代码并生成Class文件，避免将编译产物存到文件中，可以采用特殊的方法，例如自定义实现JavaFileManager和JavaFileObject。这类操作较为复杂，但提供了一种灵活的解决方案。

实现策略可以分为两步：首先在运行时编译Java源代码，获取编译后的字节码；其次，使用自定义类加载器在运行时定义这些类。通过这种方式，无需文件操作，直接在内存中完成编译与加载过程。

在使用编译器API进行动态编译时，可以遵循上述步骤。涉及的关键类JavaFileManager和JavaFileObject需要自定义实现，以满足特定的文件管理需求。

然而，在尝试使用Java11环境下运行上述代码时，可能会遇到编译失败的问题，而Java8环境下则能正常运行。具体原因尚未查明，可能涉及Java版本的兼容性或API实现细节的变动。

D. Java中的类是什么时候被加载到虚拟机

这个问题java的比较核心的一个难题，我就针对问题做简要回答，不做深入讨论了：
1、编译和运行概念要搞清：编译即javac的过程，负责将.java文件compile成.class文件，主要是类型、格式检查与编译成字节码文件，而加载是指java *的过程，将.class文件加载到内存中去解释执行，即运行的时候才会有加载一说。

2、类的加载时机，肯定是在运行时，但并不是一次性全部加载，而是按需动态，依靠反射来实现动态加载，一般来说一个class只会被加载一次，之后就会从jvm的class实例的缓存中获取，谁用谁取就可以了，不会再去文件系统中加载.class文件了。

明白1，2点就够了，再深入要等一段才能明白了。

E. 简述JAVA程序的编辑编译和运行过程

第一步(编译): 创建完源文件之后，程序会先被编译为.class文件。Java编译一个类时，如果这个类所依赖的类还没有被编译，编译器就会先编译这个被依赖的类，然后引用，否则直接引用，这个有点象make。

如果java编译器在指定目录下找不到该类所其依赖的类的.class文件或者.java源文件的话，编译器话报“cant find symbol”的错误。

第二步（运行）：java类运行的过程大概可分为两个过程：1、类的加载 2、类的执行。需要说明的是：JVM主要在程序第一次主动使用类的时候，才会去加载该类。也就是说，JVM并不是在一开始就把一个程序就所有的类都加载到内存中，而是到不得不用的时候才把它加载进来，而且只加载一次。

特别说明：java类中所有public和protected的实例方法都采用动态绑定机制，所有私有方法、静态方法、构造器及初始化方法<clinit>都是采用静态绑定机制。而使用动态绑定机制的时候会用到方法表，静态绑定时并不会用到。

(5)编译加载和运行加载扩展阅读：

Java整个编译以及运行的过程相当繁琐，本文通过一个简单的程序来简单的说明整个流程。

Java代码编译:是由Java源码编译器来完成;

Java字节码的执行:是由JVM执行引擎来完成

Java程序从源文件创建到程序运行要经过两大步骤：

1、源文件由编译器编译成字节码（ByteCode）

2、字节码由java虚拟机解释运行。因为java程序既要编译同时也要经过JVM的解释运行，所以说Java被称为半解释语言（ "semi-interpreted" language）。