序

通常意义上的计算机编程语言已经有几十年历史了，各种不同特点的语言百花齐放，工业界也从不同的角度提出过许多分类标准。从根本上讲，编程语言是随着应用算法的发展而演进的。如今，随着生活水平的提高以及通信网络技术的飞速发展，应用软件也呈现出众多截然不同的特点，新的编程语言如雨后春笋般竞相冒出，已有的语言也在不断改进。于是，编程语言开始支持越来越丰富的特性，无论是高效性、安全性，还是表达能力。不过，纵观历史，有几门语言像常青树一样始终占据编程语言的主导地位，比如C、C++和Java。因此，研究Java的优化实现是非常有意义的。

一般来说，编程语言的实现分为两种：一是解释执行，也可以称为虚拟机执行，Java是最典型的代表；二是编译成二进制代码直接执行，即静态编译，C/C++是典型代表。现在这种分类的边界越来越模糊，虚拟机不断增强编译的能力，静态编译类里面也提供了更多的动态特性，这些都是应用的发展所推动的语言及其实现方法的变革。从研究的现状来看，虚拟机领域的研究仍旧十分活跃，因为仍然存在很多优化的机会，当然这也反映出虚拟机领域的问题还不少。而静态编译相对来说已经过了活跃期，目前更多的是针对AI算法的优化。两种不同语言实现的内存管理方式也有着显著的差异。虚拟机执行采用自动内存管理，而静态编译语言更多是由程序员手动管理内存。如今，引用计数的方法也在不少静态编译技术中有所应用。

围绕Java语言的实现和优化一直是热门话题，也是重要的话题，它们基本上覆盖了编程系统从上到下的完整软件栈。如果对它深入研究，一定获益匪浅。

华为的方舟编译器曾面临巨大的挑战，试图用静态编译的方法来执行Java程序，其中涉及的技术问题非常多，核心在于如何静态解决Java的动态特性以及内存管理。如今，方舟编译器已经逐步朝着完整编程体系的方向发展。

子熠是我在华为编译器实验室的同事，从方舟编译器项目启动之初他就是主力成员。子熠在方舟项目中如鱼得水，后来加入阿里继续在Java静态编译领域深造，这时采用的系统就是GraalVM，即本书的主题。子熠在这个领域已经耕耘多年，深入研究了业界两个成熟的产品化的Java静态编译项目，并有自己独到的体会。本书是其部分思想的结晶，我认真读过后获益匪浅。

编译体系包括了编程语言、编译器、虚拟机和工具链等从上到下的完整软件栈，是最基本的系统软件体系，也是信息技术的基础。建立自主的编译体系是构建软件工业自主能力的基础，需要更多人做出努力。感谢子熠的新书。

叶寒栋，华为方舟编译器总架构师
2021年8月28日，圣地亚哥