Java之JIT的示例分析

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James Gosling，加拿大计算机科学家，完成了 Java 的原始设计，并实现了 Java 最初版本的编译器和虚拟机，也是公认的 “Java 之父”。

Evrone 是一家企业软件开发公司，旗下担任技术布道师 (DevRel) 的 Grigory Petrov 最近对 James Gosling 进行了采访。

James Gosling 在此次访谈中聊了大量关于编程语言的话题，例如对现代编程语言新特性的看法、怎么看待编程语言更新后引起的破坏性变更、为什么不是所有编程语言都使用 JIT 技术等。

Grigory：我们希望以软件开发和软件顾问的身份在俄罗斯组织 Python、Ruby、Java 和 Go 社区。通过这次采访，我希望能展现这个行业的基本问题，进而为开发者同行提供帮助。你在 Java 领域的经验和工作经历可以帮助开发者变得更好，所以我们一起尝试完成这个目标吧！

有些编程语言，例如 Go，舍弃了类和继承这些特性。与此同时，其他语言则试验了一些新特性，如 Rust 中的 traits。作为语言设计师，你认为编程语言应该用怎样的现代、通用、合理方式来进行组合(Composition)。

James：我应该会继续使用类，因为我发现类对于这种场景非常有效。事实上，对于如何做不同的事情，我没有任何好的、清晰的想法。在 C 语言中，宏的存在几乎是一场灾难，因为宏不是语言的一部分，而是在语言之外的特性。Rust 正好希望通过合适的方式在语言中使用宏。

对于其他编程语言，如 Lisp 家族，它们有一套定义语法的方法，这些语法几乎完全和语义无关。我曾经写过许多 Lisp，沉迷于用 Lisp 程序来操作 Lisp 程序的技术。有些语言能够让你以不同的方式做到这一点，像 Groovy，我们可以直接使用 AST。而 Rust 则具有语法集成的宏。

Lisp 通过运算代码片段来生成新代码，在 Java 领域，这种方式也会经常被使用。虽然是非常底层的方法，不过却很受欢迎。因为开发者可以对注解进行组合，并使用不同的语言生成字节码，这是非常强大的技术，经常被用在意想不到的场景。例如 Jackson 框架，它通过计算序列化器提升了性能。

当然，这既是强大的技术，但也非常难以驾驭。这个技术充满可能性，但这种可能性是有限的。我对 Lombok 有着强烈的爱恨交加情感。它添加了许多优秀的 Java 特性，但从另一方面来说，这也暴露了其弱点。因为有些特性本应是内置功能。

Grigory：我们最近采访了 Ruby 的作者 Yukihiro Matsumoto，他提到他在最新的 Ruby 3.0 主要版本中做了一个实验。他试图在没有引入破坏性变更的情况下发布这个版本，看看会发生什么。我知道 Java 对“破坏性”持谨慎态度。那么是否所有编程语言都要考虑兼容性的问题，每个大版本都兼容是一个好主意吗？还是说这种情况只用于特定的语言，如 Ruby 或 Java？

James：这几乎完全取决于开发者社区的规模。每一项重大变更都会给开发者带去困扰，如果社区的开发者不多，那么破坏性更改不是大问题。另外还必须权衡成本效益。如果添加了某项破坏性的变更，它会增加负担，但与此同时也会带来一些好处，那么可以考虑。例如，如果将下标运算符从方括号更改为圆括号，它可能不会带来任何好处，并且会引起开发者极大的困扰。那这就是一个愚蠢的变更。

举个例子，JDK 9 引入了一个极其罕见的破坏性变更：如果开发者使用了一些所谓的隐藏 API，封装机制就会被打乱，那些破坏封装边界，以不应该使用的方式使用 API 的开发者，从 8 升级到 9 会碰到不少问题。

还有一种情况：当某处存在错误，并且开发者为该错误实现了变通方法。在这种情况下，如果修复了错误，那么有可能会对这些变通方法造成破坏。Java 也存在这种案例，我们的做法是要么不修复错误，要么引入正确的实现方法。

Grigory：我们来聊聊企业和产业的发展吧。我自己从未有过给机器人编程的经历，但我曾在为数百万人创造软件的公司工作了一段时间。拿今天和 20~25 年前来对比，我发现像 GitHub 这样的社交编码平台得到了巨头公司的支持，它帮助个人开发者和企业或工业软件开发者进行开源开发。那么我们是否可以认为现在是开源软件的黄金时代，你怎么看？

James：我不知道如何回答，因为这个问题涉及到未来。“现在是开源软件的黄金时代”这个观点隐含着“是不是从现在开始要走下坡路”的意思。如果现在是黄金时代，那么未来就不是黄金时代了吗？

所以我的看法是，无论黄金时代是什么模样，我们所处的环境正变得越来越好，一步步靠近理想中的“黄金时代”。目前，我们面临着各种围绕安全以及人类进行网络恐怖主义的危机。当这种事情仍在发生或正在发生，我不认为这是黄金时代。如果有某种方式可以终结网络恐怖主义——那将是非常“黄金”的时代，愿我们拭目以待。我想说的是，这是一个真正伟大的时代，但它可以变得更好。

Grigory：你在 Java 和 JVM 中使用了 JIT 技术。JIT 带来了非常惊人的速度，并且不影响语言的优雅语法和高级特性。许多编程语言都参考了 Java，例如 C# 和 JavaScript，它们通过热路径编译对代码进行重新编译的速度接近 C 和 C++。但许多其他语言，如 Python、Ruby、PHP，虽然具备可选的 JIT，但没有那么流行。许多主流编程语言也没使用 JIT 来提升性能。所以，为什么不是所有编程语言都使用 JIT 来为开发者提供更快的速度？

James：事实上，静态类型语言更适合通过 JIT 来提升性能。对于动态语言，比如 Python，这其实非常难。通常大家最终所做的是在语言中添加注解，这样就会得到像 TypeScript 这种编程语言，它本质上是带有类型注解的 JavaScript。这很有趣，因为 JavaScript 本质上是去除类型声明的 Java。因此，TypeScript 本质上是具有混合语法的 Java。

但如果你是一名用 Python 快速编写脚本的开发者，在他们看来，声明让他们觉得很困扰，思考变量的类型是非常烦人的事情。脚本语言世界中的大多数开发者并不关心性能问题。他们更在意的是能否用最快的速度完成开发，并不关心性能和相关的细节。

Grigory：有一个非技术问题。当我们谈论不同的语言时，在你个人看来，对于刚入门的开发者或者相关专业的学生而言，该选择什么语言作为他们学习的第一门语言？

James：对这个问题的回答我肯定会有一点偏心，毕竟 Java 已经被成功地使用了这么多年。但我本人学习的第一门编程语言是 PDP-8 汇编代码，差不多同一时期还学习了 Fortran。所以我认为对于初学者，可以教他们任何东西，因为每个人的学习能力不一样。

不过在这个问题上，我觉得要更多地考虑初学者未来的职业道路。如果希望成为一名全面发展的软件开发者，去构建一款大型的高性能系统，那么 JVM 语言是无法绕过去的，无论学习的是何种 JVM 语言。例如 Clojure、Scala 和 Kotlin。但如果是一名物理专业的学生，我会对他说 Python 也很不错。

事实上，我认为选择哪门编程语言作为第一门学习的语言并不是什么大问题。虽然许多人会一直坚持使用自己学习的第一门语言，但如果能够他们学习多门语言，并来回切换使用，这其实更好。我甚至觉得大学应该开设比较编程语言优劣的课程。课程内容是用 5 种不同的编程语言完成作业，这样的课程设计能让学生快速学习这些语言，因为它们其实也没有太大的区别。不过学生通过这种方式会思考语言的优缺点。

很久以前我上过这样的课程，例如使用 Cobol 完成数值计算，使用 Fortran 完成符号操作，对于这两种语言来说，这些任务都不是它们擅长的领域，但我最后还是拿到了 A 的成绩。

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