请问 C++这种支持多继承的语言是怎么跑在 JVM 上的？

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各位前辈好，没毕业小菜鸟在看《深入理解 Java 虚拟机》时有一个如题的疑惑，想请教大家。

是这样的：我在看到第六章类文件结构时，看到“super_class （父类索引）”这个字段，书上说“由于 Java 语言不允许多继承，所以父类索引只有一个”。我联想到 JVM 是语言无关的，所以我当时觉得 JVM 应该会支持多个父类索引吧。然后我去查了 Java SE 8 的 JVM 规范，里面说 super_class 这个索引指向一个“ CONSTANT_Class_info”结构，然后我看这个结构是代表一个类或者接口（ The CONSTANT_Class_info structure is used to represent a class or an interface ）。那么这样是不是可以认为 JVM 在“super_class"这一字段上不支持多继承？然而我们又知道 C++是可以跑在 JVM 上的？ But how ？

懂的前辈点一个关键点就可以了，我自己去查资料就好。谢谢！

第 1 条附言 · 2020-03-09 13:50:36 +08:00

问题应该是“C++如何编译为 JVM 字节码，然后跑在 JVM 上”

我知道，这个东西在工程上很扯，完全没必要。我只是因为 JVM 声称“语言无关性”，所以想探究这种可能。

第 2 条附言 · 2020-03-09 14:02:05 +08:00

我在用必应搜索这个问题时，看到的知乎里一条类似的问题。

https://www.zhihu.com/question/51380338

jvm

索引

Java

继承

31 条回复 • 2020-03-10 20:31:16 +08:00

tabris17

2020-03-09 13:19:36 +08:00

把 C++代码编译成 JVM 的字节码，不需要用到类结构都是可以的

jinsongzhao

2020-03-09 13:26:12 +08:00

jni 接口调用动态连接库实现调用 C++库的吧，这种模式不算跑在 JVM 上，是使用本地 CPU 指令运行了。
参见： https://www.cnblogs.com/sunseine/p/3964828.html

lbllol365

2020-03-09 13:29:36 +08:00

@tabris17 不需要强制遵守 class 文件格式和语法吗？还是“类结构”不属于 class 文件强制要求的内容？这个我去查一下。

lbllol365

2020-03-09 13:32:10 +08:00

@jinsongzhao 这种情况我了解的。要是直接编译成 JVM 字节码呢

augustheart

2020-03-09 13:37:40 +08:00

什么叫做 c++跑在 jvm 上？
jvm 上面跑的也不是 java，而是 java 字节码。

BrettD

2020-03-09 13:38:48 +08:00 via iPhone

C++不是直接编译成目标架构二进制机器码吗，怎么运行在 JVM 上呢？

augustheart

2020-03-09 13:40:45 +08:00

@BrettD 虽然没人做这种无聊东西，不过理论上 c++编译成 java bytecode 也是可以的吧……

augustheart

2020-03-09 13:41:26 +08:00

@BrettD llvm 不熟，不知道有没有做过这事

lbllol365

2020-03-09 13:45:09 +08:00

@augustheart 嗯，确实说的不清楚，应该是“C++编译为 JVM 字节码，跑在 JVM 上”。感谢提醒

lbllol365

2020-03-09 13:47:17 +08:00

@BrettD C++编译为 JVM 字节码，跑在 JVM 上。虽然在工程上很扯，但是 JVM 不是声称“语言无关性”吗，所以想探究这种可能。

ipwx

2020-03-09 13:48:34 +08:00

首先，我没见过 C++ target JVM 的编译器。

不过就算 JVM 本身没支持多继承，你在转义过程中加点料不就能支持了。反正 C++ 那种多继承，RTTI 弱到爆炸，只要编译器足够牛逼，什么都能模拟。

augustheart

2020-03-09 13:52:12 +08:00

@lbllol365 虽然我不熟悉 java 这块，不知道有哪个项目把 c++编译成 java 字节码，但是假如真的有这么一个项目，只要它是真的支持 jvm，那么它的 target 就是 jvm，和 target 是 linux、windows 之类的一回事。生成对应平台的目标就要支持对应平台的规范。
回到你的困惑，与 jvm 的语法也不等于 java 的语法一样，机器码 /汇编的语法和 c++的语法也不是一回事。语言层的概念在最终目标里面完全是另外一回事。

lbllol365

2020-03-09 13:54:16 +08:00

@ipwx 我是在用必应搜索这个问题时，看到了知乎的这个问题 https://www.zhihu.com/question/51380338

嗯，我再去查一下

augustheart

2020-03-09 13:57:03 +08:00

另外这个事可以参考一下 java 那个没有血缘关系的亲兄弟 c#扩展一下思考。c++/clr 就是整个把.net 与机器码混合在一起跑了。

az467

2020-03-09 13:57:34 +08:00

>我们又知道 C++是可以跑在 JVM 上的

反正我不知道 = =，我只知道出现过几个 c2j 转换器，不过貌似理论上是可以的。
JVM 的底层结构又不影响顶层语言怎么实现，用别的办法去模拟就好了（比如增加一个 list 属性）。

你非要深究的话，Python 支持多继承，你可以查查看 Jython 是怎么实现的。

PS：java 本身就能通过接口实现多继承。

ipwx

2020-03-09 14:02:07 +08:00

> PS：java 本身就能通过接口实现多继承。

www 其实 Scala 也有 trait，模拟多继承，一般情况下够用了。

lbllol365

2020-03-09 14:02:31 +08:00

@augustheart 行，我去看一下

ipwx

2020-03-09 14:04:16 +08:00

看了楼主的新的追加，我觉得大可以用一句话高屋建瓴，解决楼主的一切疑惑：

“图灵完全的任何 computing machine 都是等价的。”

JVM 是图灵完全的，C++ 是图灵完全的。所以它们都可以互相表达，只是效率高低、以及实现细节的繁易问题罢了。

至于 Open Source Project ？我没见过实用的。如果说要看 toy project，那随便搜，肯定有。

lbllol365

2020-03-09 14:10:08 +08:00

我还是看得东西少啊，太菜了，谢谢各位了，自闭学习了......

augustheart

2020-03-09 14:16:10 +08:00

@lbllol365 老实说，可能你会越看越糊涂，我说完就后悔了，因为研究 clr 就扯远了……
你先回顾一下编译的具体过程。把 c++解析为语法树。然后从语法树产生 ir，在 ir 这个阶段它就是平台无关了。也就是说，接下来就是从 ir 转换到 jvm 字节码了。
然后需要考虑的就是 ir 怎么对应到 jvm，但是从我这个半桶水 c++er 来看，这个可能只是个苦力活。
当然，实际写一个这种东西的困难还有包括 java 的标准库的调用。这个就真的可以参考 c++/clr 了。

lbllol365

2020-03-09 14:21:32 +08:00

@augustheart 前辈说得很有道理，我可能就是忽视了编译的本质，感谢！

CismonX

2020-03-09 14:37:49 +08:00

Java Bytecode 作为 IR，如楼主所说，是语言无关的，它不需要关注诸如 C++ 的多继承这类高级语言的特性。因此楼主的问题可以拆开成两个问题：

1. C++的多继承可以如何实现？答：可以使用 vtable 实现。

2. C++如何编译为 Java Bytecode ？答：可以参考 gcc (C++ -> GIMPLE) 和 clang (C++ -> LLVM IR) 等编译器的前端，它们的实现原理都是大同小异的。

2020-03-09 14:54:49 +08:00

我对 C++和 Java 都不熟，只提供一些想法。
可以编译的时候把多个父类组合成一个类，然后直接继承这个组合后的类。
比如 A 继承 B 和 C 两个，把 B 和 C 的代码组合成 D，然后 A 直接继承 D。
或者根本不用在 class 文件里标明继承关系，不用和 java 一样一个 class 文件表示一个类，
直接把整个程序编译成一个 class 文件就行，中间进行什么组合拼接都可以，只要程序执行的效果一样的就行了。
所有程序都是要最终的执行结果，中间有什么变化都没什么关系。
就像是打开一个网页的时候，也只会关心打开快不快，只要用起来一样，不管后面是 Java 还是 php，都不影响。