运行环境是什么？

在 Node.js 中运行 console.log(typeof process)，它会打印 object。把同一行代码粘贴到 Chrome 的控制台里，它打印的却是 undefined。两边用的都是同一门 JavaScript 语言，但程序运行在两个不同的运行环境里，每个环境提供给它的工具都不一样。

console.log(typeof process);  // "object" in Node.js, "undefined" in a browser
console.log(typeof document); // "undefined" in Node.js, "object" in a browser

运行环境提供什么

你的代码只描述要做什么。代码运行时，要依靠一层在你写下第一行代码之前就已经装好的软件。这一层通常包括五个部分：

1. 执行引擎。 总得有个东西来运行代码：解释器、虚拟机或即时编译器。CPython、Java 虚拟机（JVM）和 V8 都是执行引擎。
2. 标准库。 处理文本、数学、日期、文件和网络的现成函数，比如 Python 的 json 模块或 Java 的 java.util 包。
3. 内存管理。 运行环境为你的对象分配内存；在 Python、Java 和 JavaScript 中，当对象不再被使用时，垃圾回收器会把内存释放掉。
4. 错误处理。 出问题时，运行环境以受控的方式停止程序，并以 traceback 或堆栈跟踪的形式报告出错位置。
5. 访问操作系统。 读取文件、打开网络连接、读取环境变量和命令行参数，都要经过运行环境，由它代表你的程序向操作系统提出请求。

你可以让 Python 运行环境介绍一下它自己：

import platform
import sys

print("Language version:", platform.python_version())
print("Implementation:", platform.python_implementation())
print("Operating system:", platform.system())
print("Max recursion depth:", sys.getrecursionlimit())
print("Modules already loaded:", len(sys.modules))

结果取决于代码在哪里运行。在 Linux 服务器上，platform.system() 返回 'Linux'，在 Mac 上返回 'Darwin'，在 Windows 上返回 'Windows'。递归深度上限（CPython 默认为 1000）是运行环境设定的规则，而不是 Python 语言本身的规则；在你的第一行代码执行前就已加载的几十个模块，是运行环境在做准备工作。

Java：JDK、JRE 和 JVM 的区别

Java 把这些层次都摆在了明面上，因为每一层都有自己的名字：

流程是这样的：javac Main.java（JDK 中的工具，也就是编译器）把源代码转换成 Main.class，java Main 启动 JVM，JVM 加载这个类，并借助运行环境中的库来运行它。正因为有 JVM，同一个 .class 文件才能在 Windows、macOS 和 Linux 上运行：每个操作系统都有自己的 JVM，而它们都能理解同样的字节码。

从 Java 11 开始，Oracle 只提供 JDK，不再单独提供 JRE 下载。有些发行版，比如 Eclipse Temurin，仍然会发布 JRE 包。如果你正在学 Java，就安装 JDK：JRE 有的它全都有。安装 Java 指南会一步步带你完成。想在安装任何东西之前先试试 Java，可以用 Java 在线编译器，它在 JDK 24 上运行你的代码。

JavaScript：浏览器和 Node.js

JavaScript 最初是为了在网页里运行而设计的，所以它的第一个运行环境就是浏览器。浏览器运行环境为你的代码提供页面的 document、window、定时器，以及用于网络请求的 fetch，并且有意禁止直接访问你的文件。

Node.js 把 Google 的 V8 引擎从浏览器里拿出来，包进了一个不同的运行环境：没有 document，但有处理文件的 fs、搭建服务器的 http 等模块，还有用于读取环境变量和参数的 process 对象。Deno 和 Bun 是同一门语言的较新的运行环境，各自带有自己的工具。它们运行的都是同样的核心 JavaScript，区别在于外围提供了什么。Node.js 运行环境和事件循环两页有更深入的介绍。JavaScript 在线编译器在 Node.js 或 Deno 上运行你的代码，本页的第一个例子在那里会打印 object。

Python：CPython 及其他实现

人们说“安装 Python”，指的是安装一个运行环境：CPython 解释器、标准库，以及用来添加包的 pip。同一门语言还有其他运行环境。PyPy 加入了 JIT 编译器来提升速度，MicroPython 则小到可以在微控制器上运行。

虚拟环境（python3 -m venv .venv）并不是一个新的运行环境。它指向一个已有的解释器，为单个项目提供一套独立安装的包，这样两个项目就可以使用同一个库的不同版本。参见虚拟环境。

编译时和运行时

“runtime”还指一个时间段：程序正在运行的这段时间，与源代码被翻译的编译时相对。被编译器拒绝的错误是编译时错误；只在程序运行时才出现的错误，比如除以零，就是运行时错误。运行环境就是在第二个时间段里存在的那些软件。

就连直接编译成机器码的 C 语言，也有一个小小的运行环境。C 程序从编译工具链提供的启动代码开始执行，printf 和 malloc 这样的函数来自 C 标准库（大多数 Linux 系统上是 glibc，Windows 上是 Universal C Runtime）。只不过它没有虚拟机，也没有垃圾回收器。

常见误解

• “运行环境就是操作系统。” 操作系统为所有程序管理硬件。运行环境是某个程序在操作系统之上的那一层。JVM 本身就是一个由 Windows、macOS 或 Linux 运行的程序，它并不取代操作系统。
• “Node.js 是一门语言或一个框架。” Node.js 是 JavaScript 的运行环境。Express 这样的框架是运行在它里面的库。
• “安装 IDE 就装好了运行环境。” VS Code 并不自带 Python 或 Java。编辑器和运行环境需要分别安装，不过 IntelliJ IDEA 等一些 IDE 可以帮你下载 JDK。
• “同一门语言，在哪里表现都一样。” 运行环境提供的功能，比如文件访问、默认限制和可用的模块，可能各不相同。在 Node.js 里能运行的代码，放到浏览器里可能会失败，原因正在于此。

下一步学什么

大多数运行环境内部的执行引擎是解释器，那一页还把它和编译器做了对比。每个运行环境的下面都是操作系统。想在一个你还没用过的运行环境里练习，可以开始学习 Java 课程或 JavaScript 课程。