C老头和Java小子的硬盘夜话

这是一个程序员的电脑硬盘， 在一个叫做“学习”的目录下有两个小程序， 一个叫做Hello.java ， 另外一个叫做hello.c 。 

Hello.java 自视甚高，有点看不起老派的hello.c , 经常叫他“C老头”。 

这hello.c 也瞧不起“嚣张”的 java 程序， 也给他起来一个外号： “Java 小子”。 

但是这个目录下没有其他人， 每天深夜，主人睡去以后就是无边的黑暗和无尽的孤独，  尽管互相看不顺眼，  C老头和Java小子还是得聊聊天解闷。 

“C老头儿， 我听说你们C语言在诞生的时候也是以可移植性著称？”  Java 小子率先发难，充分发挥了中国人话里有话，笑里藏刀的特点。可移植性是Java最引以为傲的亮点， 编写一次，处处运行可不是说着玩的， 他决定以己之长攻彼之短，先给C老头挖个坑， 等他入坑后再羞辱他一番。

“哪里哪里， 我们可比不上你们Java ”  没想到C老头竟然不跳坑， Java 小子的招数被化于无形。 

“那你们怎么号称移植性好啊，难道在Windows平台上开发的程序能运行在Linux上？”  Java小子心有不甘，继续穷追不舍。 

“我们那是代码的可移植性，不是程序的可移植性，比方说吧， 像我这个hello.c 可以在windows上编译运行， 也可以在Linux上编译运行， 完全不用修改代码。 ”

Java 小子感到很吃惊， 这是一次编写到处编译啊， 好像不比自己差啊。 他觉得有点沮丧，看来这一板斧砍不下去了。

可是转念一想， hello.c只是个非常简单的程序，像Windows、Linux上都有他的编译器和标准程序库， 那肯定可以移植了， 要是使用了系统平台的接口了呢？ 

“你要是调用了Windows平台的API，例如创建一个线程，拿到Linux上怎么办？”

“那我们Ｃ语言就用条件编译”　Ｃ老头早就料到Java小子会这么问。

“哈哈，有没有搞错， 这么麻烦啊，源代码中这么多古怪的#ifdef， 程序员们还不累死。 ” Java小子终于抓住了把柄。 

“这已经很不错了，在我们C语言刚刚诞生的时候， 可是上个世纪70年代， 根本没有什么Java虚拟机之说， 没有什么抽象层能屏蔽底层的平台API， 可不得辛苦程序员？” C老头说得很客观，Java 小子的嚣张的气焰消失了大半。 

“那C语言怎么不与时俱进，也搞个虚拟机啊”  Java 小子异想天开。 

“这你就不懂了， C语言生来就是做系统级编程的，就是要贴近硬件，追求性能和效率，弄个虚拟机，我怎么去直接操作内存？  和硬件交互？   对了，我们可以用指针可以直接操作内存，效率极高， 你的Java就不行了吧” 

“Java 当然没有指针了， 那玩意儿太容易出错，也容易出现漏洞， 我们的James Gosling老爹就禁止我们直接操作内存。”

“我们C语言一旦编译链接以后，就成为一个可以独立执行的程序了， 而你呢，只是变成一个Hello.class 而已，没有虚拟机， 你都运行不了， 说得难听一点， 就是一个寄生虫啊。”  Java 老头不动声色，开始组织反击。 

Java 表示无言以对。 

“还有啊， 我的hello.exe一旦运行， 那就是一个独立的进程，拥有一个独立的地址空间，被CPU独立调度； 而你的Hello.class 什么都不是， Java虚拟机（java.exe）才是一个进程，Hello.class 被装载以后只能在这个进程里作为一个线程来运行， 生活的空间也就是什么方法区、堆.....  这境界也差得太远了吧”     

姜还是老的辣， C老头招招致命。 

"等等， 你刚才说了一个什么词来着，链接？这是什么鬼东西？"　Java 小子抓住了一根稻草。

“链接你都不懂？  真够老土的，  赶紧去看看《深入理解计算机系统》第7章吧。 简单来说是把一个符号和这个符号的地址给绑定起来。”

“我只看过《深入理解Java虚拟机》 ， 没看到什么链接啊， 你那个定义太抽象了，没人能听懂！”

C老头心里鄙视了一下Java小子，所学果然浅薄， 盘算着举个例子来说明下什么是链接。 

“你知道编译是怎么回事吗？ ” C 老头打算另辟蹊径给Java讲讲。

“那我肯定知道啊， 我这个Hello.java经过编译以后，不就变成Hello.class了” 

“我们C语言的程序，经过预处理，编译，汇编等步骤以后，能变成一个叫做'目标文件' 的东西”

“假设我这个hello.c程序又调用了cal.c中的函数add :”

hello.c : 

cal.c : 

“那就会生成两个目标文件， hello.o 和 cal.o”

Java 小子问道： “难道你这个hello.o 不能执行吗？ ”

“那肯定不能执行，你看那个add函数的定义是在cal.o 这个目标文件中， 我hello.o中根本就没有啊！怎么执行？   所以编译器只好在hello.o 中记录类似这样的东西：hello.o 中需要调用add 函数，但是这个函数的实际地址不在本文件中，链接的时候需要找到实际地址，把它给替换掉！ 替换的过程就是一个重定位的过程 ， 这一步做完了，才可以执行。  ”

Java 小子说： “不对吧， 假设我也调用了另外一个类Calculator.java 中add方法， 我们俩编译以后生成两个class 文件，这两个文件完全独立， 不用做链接， 直接就可以运行啊。 ”

“你们肯定会做链接的，只不过这个链接不是在编译期做的，而是在运行期做的。 等到Hello.class被装入你的Java虚拟机运行的时候， 会发现有个指令要调用Calculator的add方法， 这个时候就需要装载Claculator.class ，找到add方法来调用执行。  这也是一种链接，只不过是运行时的动态链接而已。”  C老头做了一个总结陈述。 

Java 小子现在明白了C老头说的链接的含义： 把一个符号（add函数的名称）和这个符号的地址（add函数的真正地址，那里有add函数的指令）给绑定起来。 

“这老头还挺厉害嘛”  Java小子心里不由得对C老头产生了敬意， 他决定从明天开始，不再叫他C老头了，叫他老师， 向他多多请教。

眼看着天马上亮了，两人互道晚安。 

第二天半夜，Java小子兴冲冲地找C老师讨教， 可是hello.c已经找不到了， 同一个目录下来了一个叫做hello.py的新家伙， 他热情地对Java小子打打招呼： “你好，我是Python，初来乍到，请多多关照。” 

“你知道hello.c去哪儿了吗？”

“他呀， 程序员主人觉得C语言的指针太复杂了，实在是学不会，就放弃了， 顺便把hello.c给删除了。 ”

（完）

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