что такое рантайм в программировании
Objective-C Runtime. Теория и практическое применение
Что такое Runtime?
Objective-C задумывался как надстройка над языком C, добавляющая к нему поддержку объектно-ориентированной парадигмы. Фактически, с точки зрения синтаксиса, Objective-C — это достаточно небольшой набор ключевых слов и управляющих конструкций над обычным C. Именно Runtime, библиотека времени выполнения, предоставляет тот набор функций, которые вдыхают в язык жизнь, реализуя его динамические возможности и обеспечивая функционирование ООП.
Базовые структуры данных
Мы видим, что объект в процессе работы программы представлен обычной C-структурой. Каждый Objective-C объект имеет ссылку на свой класс — так называемый isa-указатель. Думаю, все видели его при просмотре структуры объектов во время отладки приложений. В свою очередь, класс также представляет из себя аналогичную структуру:
Класс в Objective-C — это полноценный объект и у него тоже присутствует isa-указатель на «класс класса», так называемый метакласс в терминах Objective-C. Аналогично, С-структуры определены и для других сущностей языка:
Функции Runtime-библиотеки
Пример 1. Интроспекция объекта
Рассмотрим пример использования Runtime библиотеки. В одном из наших проектов модель данных представляет собой plain old Objective-C объекты с некоторым набором свойств:
2013-05-04 15:54:01.992 Test[40675:11303] COConcreteObject: <
name = Foo;
quantity = 10;
title = bar;
>
Сообщения
Система вызова методов в Objective-C реализована через посылку сообщений объекту. Каждый вызов метода транслируется в соответствующий вызов функции objc_msgSend :
Здесь вы можете динамически указать свою реализацию вызываемого метода. Если же этот механизм по каким-то причнам вас не устраивает — вы можете использовать форвардинг сообщений.
Пример 2. Method Swizzling
Пример 3. Ассоциативные ссылки
Еще одним известным ограничением категорий является невозможность создания в них новых переменных экземпляра. Пусть, например, вам требуется добавить новое свойство к библиотечному классу UITableView — ссылку на «заглушку», которая будет показываться, когда таблица пуста:
«Из коробки» этот код работать не будет, вы получите исключение во время выполнения программы. Эту проблему можно обойти, используя функционал ассоциативных ссылок:
Генерирование простейшего кода
Предположим, вам нужно вычислить значение числового выражения, заданного в текстовом виде. Например, вот такого «12345678 * 9 + 9». В этом случае вам достаточно написать следующее:
Cначала вы формируете фрагмент C#-кода и передаёте его как параметр вызова метода CodeGenerator.ExecuteCode. Тип возвращаемого кодом значения вы задаёте как параметр-тип метода. Это всё, что вам надо сделать в этом простейшем случае. Так просто? Задача решена?
Генерирование кода с параметрами
Чтобы преодолеть эту проблему, мы будем использовать в генерируемом коде параметры. В результате выполнения следующего кода в память будет загружена только одна сборка.
В этом варианте, мы задали формулу отдельно, а значения параметров отдельно. Метод ExecuteCode проверяет, нет ли среди ранее скомпилированных им сборок, подходящей для выполнения текущего вызова. Если исходный C#-код, возвращаемый им тип, а также типы и имена параметров совпадают, то можно использовать приготовленную при первом вызове ExecuteCode сборку повторно.
Повторное использование сгенерированного кода
Можно сделать повторное использование сгенерированного кода еще более эффективным. Следующий пример демонстрирует, как явно выразить желание повторно использовать ранее приготовленный код.
Этапы приготовления кода и его исполнения здесь разнесены во времени. На первом этапе задается исходный текст фрагмента C#-кода, тип возвращаемого значения, имена и типы параметров. На втором этапе готовый к исполнению код вызывается несколько раз с разными значениями параметров. Использование кода скомпилированного на лету становится в этом случае более эффективным.
Но к сожалению проблемы на этом не заканчиваются. Осталось два очень неприятных момента.
Вызов сгенерированного кода в песочнице
Управляем правами сгенерированного кода в песочнице
Права кода, выполняющегося в песочнице, установлены минимальные. Следующий код вызовет исключение из-за недостатка прав у сгенерированного кода.
Если это действительно необходимо, то вы можете добавить прав коду в песочнице. Следующий код делает это.
Ограничения на параметры и возвращаемое значение кода, работающего в песочнице
Конечно за преимущества работы в песочнице приходится платить некоторую цену. И дело не только в том, что пересечение границ доменов снижает производительность вызовов сгенерированного кода. Обычно это снижение неощутимо, т.к. генерируемый код чаще всего используется для выполнения высокоуровневых операций.
Следующий код демонстрирует возможность управлять из песочницы объектом переданным по ссылке. В качестве объекта будем использовать простейшую модель кондиционера:
Предоставим пользователю возможность самому написать алгоритм, по которому определяется необходимость автоматического включения/выключения кондиционера, в зависимости от температуры в помещении.
Заметьте, что кондиционер бы не заработал, если бы мы не унаследовали его от MarshalByRefObject, а структуру данных Climate не снабдили бы атрибутом [Serializable].
Более сложный сгенерированный код
В заключение можно упомянуть ещё несколько дополнительных возможностей представленной библиотеки.
2. Возможно вам понадобится использовать в сгенерированном коде классы не только из библиотек System.dll и mscorlib.dll, но и из других. Чтобы такой динамический код компилировался, придётся указать полный список необходимых библиотек. В библиотеке есть перегруженные методы, которые принимают такой список дополнительных библиотек.
Сборки, в которых определены типы параметров и возвращаемого значения сгенерированного кода, добавляются в список дополнительных библиотек автоматически. Вам не надо об этом заботиться.
3. По умолчанию в качестве языка программирования для генерируемого кода используется C#. Но есть возможность подключить и другие языки. В качестве примера это сделано с языком VB.Net. Его синтаксис может показаться более простым и привычным для пользователей составляющих фрагменты динамического кода. (При управлении кондиционером мы как раз использовали эту возможность.)
Заключение
Это всё, что нужно знать, чтобы пользоваться представленной библиотекой классов. В прилагающемся архиве есть исходные тексты библиотеки и демонстрационные программы. При необходимости вы всегда можете доработать эти классы под свои особенные нужды.
Замечу, что потребность в генерируемом во время исполнения коде возникает довольно часто. Эта техника применяется, например, для создания гибких бизнес-приложений, легко адаптируемых к часто изменяющимся бизнес требованиям. Динамический код, написанный бизнес-аналитиком или администратором системы может служить эффективной альтернативой разработке громоздких систем подключаемых модулей (plugin modules).
Другим примером применения генерируемого кода является гибкая обработка данных. Например, обработка или генерирование графических данных. Среди примеров к этой статье вы можете найти крохотную программку, позволяющую генерировать изображения по заданной пользователем формуле.
Надеюсь, представленная в этой статье библиотека, позволит вам шире использовать генерируемый во время исполнения код в своих проектах, не тратя при этом время на технические детали реализации этой технологии.
Что такое рантайм?
Тут у меня, по лоровской терминологии, включено 2 рантайма, сишный и плюсовой?
Ха. И тема совсем новая. Просмотрел как-то. Но дискуссия там странная и ничего все равно не понятно.
Ты прав до слов «я прав» включительно. После этого просто два заголовка, включенных в сорец. Рантайм во втором смысле в программе будет независимо от того, что и куда ты включал.
Ну и упоминание рантайма это не царская привилегия, его могут упоминать и не подобные ему.
Там больше срач о «модели выполнения», зачем-то перемешанной с рантаймом. Тсу, судя по тегам, хватит понятия sequence point, не влезая в эту мышиную возню.
Самый простой пример: GC.
чем ближе язык данной машине тем меньше(колмогорова мера вот это вот всё) рантайм.
т.е рантайм бойлерплейт исполнения для данного языка на данной машине.
например для перво компилируемых языков (фортраны там) не нужон стек на целевой машине.
Теперь должно быть ясно
В коде ниже, присваиваение переменной x происходит в момент работы программы. Все остальные действия происходят во время компиляции. Если сделать дизассемблирование, то «рантайм» в данном примере это вот эта инструкция:
после ордер \r сделай
А как вообще можно программировать с такими понятиями? Что значит сишный? Какая разница, какой язык? Ты же сам сначала говоришь
Я знаю, что рантайм это время выполнения программы, как антоним компайлтайм
Я знаю
Если ты это знаешь, то как это сочетается с той ахинеей, про libc и прочую лабуду, которую ты плетешь дальше? Или имеется в виду, знаю, читал, но не понимаю? Ну так надо так писать сразу. Создается ощущение, что си (относительно низкоуровневым же считается, да?) самый синтетический язык, оторванный от реальности из всех возможных, судя по понятиям его адептов. Например, по версии царя, ООП нужно для создания интерфейсов, а интерфейсы — для эргономичности. Может си вообще к программированию отношения не имеет?
Я знаю, что рантайм это время выполнения программы, как антоним компайлтайм.
Мне кажется, данное слово еще употребляют к стандартным библиотекам ЯП
Это второе значение, сокращение от «run-time libraries». Однако термин включает не только собственно стандартную библиотеку, но и все библиотеки, которые компилятор неявно линкует с твоей программой.
В случае с С++ ситауция немного сложнее, так как значительная часть стандартной библиотеки является header-only и поэтому к рантайму не относится. С другой стороны, посредством рантайма реализуются исключения, которые являются частью core language, а не стандартной библиотеки (см. выше про «все библиотеки. »)
включающая(но не ограниченная как правило) в себя премайн машинению и машинерию завершения программы и перечу управления обратно в ос
Для простых смертных, не-миллениалов: код, выполняющийся до функции main() и запускающий ее, и код, выполняющийся после возврата из нее.
Например, к рантайму относится код, который выполняется от точки входа в исполняемом файле до вызова функции main(). Как минимум, он откуда-то достаёт и передаёт значения argc, argv
+1 Тоже неплохое объяснение на пальцах.
execution environment = ОС в данном случае.
Как минимум, он откуда-то достаёт и передаёт значения argc, argv
Если ОПу это интересно, то берёт он (рантайм) их из стека, куда эти данные заботливо положило ядро.
Например, к рантайму относится код, который выполняется от точки входа в исполняемом файле до вызова функции main().
Опять же, если ОП сомневается, то main() это вовсе не тот кусок кода, который первым начинает выполняться при старте процесса.
Тут у меня, по лоровской терминологии, включено 2 рантайма, сишный и плюсовой?
По ЛОРовской терминологии есть ещё один рантайм: 
runtime
В дополнение рекомендую посмотреть (слегка win/msvc specific но всё равно полезно)
Выше адепт написал верно:
Please, read last comment with steady attention. Exactly,this is your level. You may watch youself there, just like in a mirror.
см. Многоуровневая организация ЭВМ.Э.Таненбаум 1979
Structured Computer Organization Andrew S. Tanenbaum 1976
Открою маленькую тайну, но main() не является истинным entry point в программе.
Для MSVC (то, что я знаю) это mainCRTStartup (или ей подобные, разные для console и GUI, wide и ansi) делающие вот это: http://stackoverflow.com/questions/1583193/what-functions-does-winmaincrtstartup-perform
Мне интересно, как он этого наркомана парсит, если кто не уловил. Про ентри поинты я узнал, когда начал exe вместо com собирать.
У вас очень хорошо получается объяснять (я не шучу)
надо думать как он, всё просто 🙂
Пластичность мозга же — когда читаешь много постов кулинксяо, тренируется нейронная сеть и мозг создает парсер, который может переваривать его посты.
А, это. Работа со своеобразными заказчиками/инженерами придает необыкновенную гибкость парсеру
Не, я в целом это понял, можно просто выкинуть все знаки препинания и прочитать так, как будто не пишешь, а говоришь разговорно, угадывая интонацию. Но иногда она не угадывается и тогда все, reduce-reduce conflict, нерешаемая хрень.
моя после угадывания паттерна (первые 2-3 слова) перепрыгивает сразу на следующий пост =\
Нет, это crt0.S. То, что инициализирует стек для программы, ставит всякие гарды и обработчики исключений и прочее. А также это то, что помогает работать всяким конструкциям языка в период исполнения (например, сборщик мусора или поддержка блоков)
Также crt0.S (или crt1.S, что почти то же самое) заполняют аргументы для main и делают её вызов, а также вызывают exit на выходе из main.
Обычно crt0/1 — это маленькая программа на ассемблере, описывающая функцию _start, куда передаётся исполнение при запуске программы. Она достаёт argc, argv и env из начала стека, как указано тут http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf Во фряхе, ядро копирует %rsp в %rdi, что позволяет написать crt1 на C. Для C это почти весь рантайм, он не такой сложный, как для других языков.
Тут царь и ему подобные частенько упоминают такую штуку как рантайм. А я из тех, кто не осилил, что это значит. Я знаю, что рантайм это время выполнения программы, как антоним компайлтайм. Например, ошибка может появиться «в рантайме».
Почти. Рантайм языка это всё, что требуется для запуска программы на этом языке. Например для Java рантайм это виртуальная машина (JVM) и стандартная библиотека. Стандартная библиотека многих языков встраивается в конечный бинарник и при запуске ничего не требует, поэтому многие языки не требуют отдельного рантайма.
Формально говоря да. Но по факту практически на любом языке программа использует libc, можно и без неё обойтись, но я таких языков не встречал. Так что его рантаймом можно считать с определённой натяжкой. Рантайм часто это какие-то дополнительные мегабайты. libc есть на любом компьютере, кроме совсем уж встраиваемых, поэтому с какой-то точки зрения у C нет рантайма.
Ну и C в принципе не требует рантайма, т.е. можно писать программы и без него (хотя немножко «поколдовать» придётся). Не со всеми языками так получится.
Тут у меня, по лоровской терминологии, включено 2 рантайма, сишный и плюсовой?
Это общепринятая терминология. Да, в твоём примере два рантайма.
Что такое компиляция, линковка, run time?
Компиляция и линковка
Компиляция – это процесс превращения исходного кода (который написал программист) в код, понятный компьютеру. Java, например, компилируется в код, понятный не компьютеру, а Java Virtual Machine. Но это не суть, главное в итоге получается код, который может прочесть машина.
В большинстве случаев при написании кода вы подключаете какие-то библиотеки. Для того чтобы библиотека была доступна вашему коду, вы ее каким-то образом импортируете. В разных языках есть разные конструкции импорта. После подключения, ваш код может скомпилироваться, потому что ваш код соединяется с кодом библиотеки, т.е. компилируется на его основе. В результате вы получаете бинарный код библиотеки и ваш код программы, который лежит отдельно. Если говорим про Джаву, то так все и остается, связывание кодов происходит дальше в джава машине в процессе выполнения программы. Но в некоторых языках связывание кода требуется до запуска программы. Процесс связывания в единый файл уже скомпилированных кусков вашего кода и кода всех остальных библиотеки называется линковкой. Т.е. линковка – это соединение кода в один большой выполнимый файл. В джаве это не требуется, а в С++, например, это достаточно тяжелый процесс, который занимает достаточно много времени.
Это важные термины, но большинство программистов о них спотыкаются. Процесс, когда вы продумываете и пишете код называется design time. В этот момент код не валидный, он не скомпилируется и не сработает, потому что вы прямо сейчас работаете над ним. Но вот вы остановились, сохранили его и нажали кнопку компиляции (в Eclipse компиляция происходит автоматически при сохранении). Запускается компилятор, который для каждого file.java создает file.class с бинарным кодом, который будет выполняться джава машиной. Вот этот процесс превращения называется Compile time.
Во время Compile time машина ищет все используемые библиотеки. Если находит – компилирует их, если не находит или если в вашем коде есть ошибки, появляется сообщение типа «Ошибка компилятора». Ошибки, произошедшие в это время, называются ошибками Compile time или ошибками компиляции. Тут мы видим, что за ошибка: не нашла библиотеку или ошибка в коде, присвоение неправильного типа, забытые структуры языка и пр. Если вы видите ошибку компиляции (не warning, а именно error), то на выходе вы не получаете никаких классов, чаще всего они остаются старыми. Итак, Compile time – это время, когда исходный код превращается в бинарный. Поиском соответствий занимается джава компилятор.
Вот вы скомпилировали код, у вас лежит связка файлов, теперь их нужно запустить. Вы запускаете Джава машину (сами или это делает IDE) и в нее загружаете ваши файлы с командой Запустить. Все, что происходит в это время и дальше называется runtime.
В чем особенность. На моменте Compile time зависимости от ваших библиотек находит компилятор, у него своя система соответствия, по которой происходит компиляция. А вот в runtime зависимости от библиотек ищет уже джава машина и у нее может быть совсем другой набор мест, где нужно искать. Поэтому довольно часто получается, что после запуска программист видит, что класс не найден. Это вызывает удивление, ведь все скомпилировалось, значит все хорошо. Так получается, потому compile time и untime — абсолютно разные процессы и выполняют их разные программы. Компайл тайм делает компилятор, а рантайм делает джава машина. Поэтому программа может компилироваться без ошибок, но потом падать на этапе запуска. Это нормально, потому что компилятор не может проверить за вас правильность программы. Иначе зачем бы тогда были нужны программисты?
Runtime
Runtime
В информатике, «runtime» или «run time» описывает срок исполнения компьютерной программы, от её начала до завершения (сравните время компиляции). Термин «Runtime» иногда используется для обозначения Runtime library — библиотеки базового кода, которая используется с особенным компилятором, но когда термин используется в этом стиле, «Runtime Library» является более точным определением.
Смотреть что такое «Runtime» в других словарях:
Runtime — [engl.], Laufzeit … Universal-Lexikon
Runtime — In computer science, runtime or run time describes the operation of a computer program, the duration of its execution, from beginning to termination (compare compile time). The term runtime can also refer to a virtual machine to manage a program… … Wikipedia
Runtime — Moteur d exécution Un moteur d exécution, bibliothèque d exécution ou runtime (abréviation de runtime system ou runtime library, runtime signifiant, en anglais, « au moment de l exécution ») est un programme ou une bibliothèque qui… … Wikipédia en Français
Runtime — Der Begriff Laufzeit (engl. runtime) beschreibt in der Informatik im Wesentlichen die Zeitspanne, während der ein Programm von einem Rechner ausgeführt wird, und zwar sowohl im Bezug auf die Zeitdauer, die zur Bewältigung einer Aufgabe benötigt… … Deutsch Wikipedia
runtime — ● ►en /r*n taym/ n. m. ►EXEC version d un langage ne permettant que l exécution des programmes créés avec le langage. Les runtimes sont utilisés pour distribuer les programmes sans les compiler, mais sans non plus donner les sources à tout le… … Dictionnaire d’informatique francophone
runtime — vykdymo laikas statusas T sritis informatika apibrėžtis Laiko tarpas, kada vykdoma programa. atitikmenys: angl. run time; runtime ryšiai: palygink – kompiliavimo laikas palygink – saistymo laikas … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
runtime — vykdymo trukmė statusas T sritis informatika apibrėžtis Laikas, kurį trunka programos vykdymas. atitikmenys: angl. run time; runtime … Enciklopedinis kompiuterijos žodynas
runtime — n. time of operation (of computer software) … English contemporary dictionary
Runtime verification — is a verification technique that combines formal verification and program execution.It is the process of detecting faults in a system under scrutiny by passively observing its input/output behavior during its normal operations. The observed… … Wikipedia
Runtime-Error — en el Salón del Cómic de Barcelona 2011 Nacimiento … Wikipedia Español