计算机中执行一个文件，经历着「加载、解析、执行、终止」的流程。然而，当需要执行多个相关联的文件时，整个过程又会是怎样的呢？
什么是链接？
链接（linking）将多个代码文件组合在一起，形成一个可执行程序或库的过程。想象一下你有一些拼图碎片，每个碎片都是独立的一部分，这些碎片是不同的形状、颜色和图案，你把这些碎片连接起来的过程，就是「链接」。
计算机的「链接」通过解决代码文件之间的引用关系，将不同模块连接起来，使得程序能够正确执行。
就像拼图中，我们需要找到碎片之间的匹配关系，并将它们正确地连接在一起，只有当所有碎片都连接在一起时，拼图才能呈现出完整的图像。
什么时候执行？
链接最终会生成一个可执行目标文件，这个文件被加载到内存然后执行。
可以执行于「编译时」，也就是在源代码被翻译成机器代码时；
也可以执行于「加载时」，也就是在程序被加载器加载到内存并执行时；
也可以执行于「运行时」，也就是由应用程序来执行。
链接使得分离编译成为可能，我们不用将一个大型的应用程序组织为一个巨大的源文件，而是可以将它分解成更小，更好管理的模块，可以独立地修改和编译这些模块，当我们改变某个模块时，只需要重新编译它，并重新链接应用，而不必重新编译其他文件。
在我们目前的系统中，链接是由叫做链接器（linker）程序自动执行的。
如何编译一个程序？
大多数编译系统提供编译器驱动程序（compiler driver），在 C 语言中，main.c 文件引用了 sum.c 文件里的 sum 方法，所以链接器会把两个文件合成一个「可执行目标文件」
根据上面的图，我们来概括一下将示例程序翻译成可执行目标文件的行为：
C 语言程序的编译过程大致分为四个步骤：预处理、编译、汇编和链接。
在预处理阶段，C 预处理器（cpp）将 C 源程序翻译成一个 ASCII 码的中间文件；
在编译阶段，C 编译器（cc1）将中间文件翻译成一个 ASCII 汇编语言文件；
在汇编阶段，汇编器（as）将汇编语言文件翻译成一个可重定位目标文件；
在链接阶段，链接器程序 ld 将目标文件和一些必要的系统目标文件组合起来，创建一个可执行目标文件。
最后，shell 调用操作系统中一个叫做加载器（loader）的函数，它将可执行文件中的代码和数据复制到内存，然后将控制转移到这个程序的开头，开始执行。
和前端有什么关系？
上面我们聊的是计算机系统的「链接」，和前端有关系么？表面看上去没啥关系，但联想一下前端的开发模式和构建工具「Rollup、Vite、WebPack」，它们之间还是有些相似之处的，比如「模块化、依赖管理、构建优化」等几个方面。
模块化：链接和前端开发都强调模块化的思想，链接是把代码文件组成可执行程序或库，前端开发将代码拆分为独立的组件、模块和库，都是为了更好的组织代码；
依赖管理：链接和包管理器都需要处理模块之间的依赖关系，链接器解决代码之间的引用关系，确保模块可以正确连接到一起，前端通过包管理器「npm、yarn」管理和加载项目所需要的第三方库和模块。
构建优化：链接和构建工具都涉及构建和优化代码的过程，链接器可以进行代码优化，比如：删除未使用的代码、合并重复的代码。构建工具「Rollup、Vite、WebPack」将代码打包、压缩、优化，来提高页面加载性能。
这些相似之处反映了软件开发的通用原则和最佳实践。
题图生成：Pixabay
内容优化：ChatGPT
内容来源：《深入理解计算机系统》
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