Java综述

摘要: Java综述

　　Java是在1991年由Sun公司James Gosling Patrick Naughton、Chis Warth、Ed Frank以及Mike Sherindan等组成的“STAR7”小组所构想出来的，于1995年5月正式推出。

　　在使用时，我们发现Java超越了工程师的想象，信息世界的发展,特别是Internet的浪潮使她成为浪尖的弄潮儿。 Java包含着两种意义：Java语言和Java计算平台。

　　■Java语言

　　从语言角度来看，Java具有下列特色：

　　·简单 Java继承了C/C＋＋的语法，丢弃了其中不常用又容易引起混淆的功能，特别是非面向对象的内容，增加了垃圾收集等简化程序复杂度的功能。因此完成同样工作的C/C＋＋程序与Java程序相比要庞大得多。

　　·面向对象 Java是一种纯面向对象的语言，具有封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)和多态(Polymorphism)的特性，可以被用于面向对象这种现代软件工程。

　　·面向网络 Java对网络有非常强大的支持。Internet 让Java声名大噪，使之成为一种广为人知的计算机语言。同时，Java也对Internet有着极为深远的影响，因为它加大了网络世界的对象中能够自由移动的空间。

　　·解释执行 Java的设计者设计Java的主要目的就是希望可以做到“编写一次，到处运行”。Java写成的源代码被编译成高阶的字节码，它们与机器架构无关。然后，这种字节码在任何Java的运行环境中由Java虚拟机解释执行，保证了Java的与平台无关性和可移植性。解释执行与及时编译技术的完美结合，提供了相当高的运算性能。

　　·强固性 Java是一种非常注重形态转换的语言，所以在编译时期就会做形态转换检查，在执行时期，Java也会做一些形态上的检查。由于Java解释器会做自动的垃圾收集(Garbage Collection)，这里的垃圾指一些不会被再使用的对象，所以程序设计者不需费心，内存会被自动地管理。Java本身提供了许多面向对象的例外处理(Exception)，所以程序在执行时期所发生的错误，都可以由程序自己来处理。

　　·安全性 Java设计时对系统的安全，特别是网络安全做了周密的考虑。通过字节码验证、内存调用方式、资源使用权限等进行多层次的安全管理。Java被认为是在任何系统上最安全的应用程序之一。

　　·可携性为了达到真正的与机器架构无关，Java做了可携带性的规范，如：整数永远是32位的整数、浮点数永远是32位的浮点数、GUI包括了抽象的窗口系统(AWT)和纯Java写的JFC，因此它与操作系统(如：UNIX、Windows、Mac等)无关。

　　·多线程性 Java能处理比进程更小的线程，因此可以很容易地在一个Java应用里同时做多个任务。

　　·动态性 Java可以让你在执行时动态地调用所需的模块。

　　■Java计算平台

　　Java计算平台包括两部分：

　　·Java虚拟机(JVM) JVM是一种抽象化的计算机，可以在它上面执行Java的字节码。它本身的设计原则是 “小而简单”，目的是为了尽可能在所有机器上都能安装。这样的精简原则，使得它能够在现有的各种平台上都可以顺利执行，针对异种网络的环境，它可以解决不少可携带性的问题，并且如其名称所示，目前它已逐步迈向完整的计算机和电子消费类产品，如：Java电话、Java呼机、Java传真机、Java PDA、Java智能卡及各种Java家电。

　　·Java API 相当于Java的函数类库，分为基本核心类库(CORE API，一般包括在JDK中)和各种外加功能的扩展类库。

　　由于Java的可携带性和可扩展性，Java可以适用于包括计算机在内的各种不同的电子产品上。我们把Java的应用环境(JAE=JVM＋Java API) 从小至大分成不同层：

　　Java CARD→Embeded Java→Personal Java→Java JAE

　　其中

　　Java CARD：顾名思义，用于智能卡的JAE，针对智能卡的资源特性和智能卡的国际标准，提供了与之相关的API，如通信方式、安全模式。Java CARD适用资源是:ROM为16kB，RAM为512kB，PROCESSOR 300KIP 。

　　Embedded Java:对于低端的电子设备，如蜂窝电话、呼机、打印机、复印机、传真机等，它的适用资源是：ROM
　　Personal Java:主要针对家用，办公或移动的消费类网络设备，如：WebPhone、顶置盒、Internet TV、个人数字助理(PDA)、移动电话、车载巡航仪等，它除了包含Embedded Java的API以外，增加了对Personal AWT、Applet的支持。Personal Java的适用资源是:ROM
　　Java JAE:这就是我们通常所用的运行在计算机上的Java运行环境，适用于从网络计算机、台式机、服务器到Mainframe的各种设备，对资源的最低要求:ROM为4～8MB，RAM>4MB，PROCESSOR:32 bits，大于100MHz。我们可以根据应用的要求使用不同的Java API。

　　以上不同的Java应用环境都是向上完全兼容，即Java CARD的应用也可以跑在任何一个其他的Java环境中，由此大大增加了Java开发的灵活性。

　　■Java 2

　　1998年12月8日，Sun的最新一个关键版本的Java Software Development Kit正式发布，择其命名为Java 2，而不是延续先前的JDK1.0，JDK1.1的惯例称为JDK1.2。Java 2不仅仅是一个JDK的升级版本，而且还是完善的Java平台。

　　JDK从1995年200个API到今天的1600个API，Sun公司的工程师们与业界通力合作，发放了近200个Java软件的许可证，拥有几十万名Java开发者，有了Java 2平台，开发者们可以更好地利用Java技术。

　　Java 2清楚地定义了组成Java企业平台的核心技术。从程序员来说，不管是小到智能卡，还是大到Mainframe，都意味着15个核心API，这15个核心API构成了整个Java技术的灵魂：Applet、AWT、Beans、IO、Lang、Math、Net、Rmi、Security、SQL、Text、Util、Accessibility、Swing和CORBA。

　　与以往的JDK比较，Java 2平台提供了更多的好处，如更灵活的安全模式、更好的性能、与其他企业级系统的互用性、应用开发更容易、全球化的提高以及强健的跨平台性等。

　　Java2平台的新功能如下：

　　·Java安全模式大家都知道Java采用“沙箱”(Sandbox)方式对安全做了严格的限制，最初的“沙箱”使得applet不能对客户端资源做任何操作，只有用数字签名方式确认是可信的才开放所有资源，未经确认的，则不允许本地操作。这种安全模式很难适应网上电子商务的技术要求。

　　Java 2扩展了“沙箱”方式，提出了一种新的企业级安全模式，采用Domain等技术，可以让开发者或网络管理者综合、灵活、细致地全面控制在几乎各个方面的安全：Applet、Component、Servlet、Application、Data。

　　用户可以通过定义不同的策略来控制用户、组和应用程序，让他们对系统资源有不同级别的存取权限，Java 2提供3个GUI工具：Policy Tool可以创建或修改各种安全策略；Key Tool管理密钥(public/private key)和数字签名证书；JARsigner对分布式的Java程序进行数字签名或校验。

　　Java 2的这种新的安全模式，能更好地符合了现代IT组织的安全需求，为企业级分布式的应用开发提供了安全保证，如下图所示：

　　·性能的提高解释执行的机制令Java的运行速度一直是关注的焦点，Java 2中为此做了大量的优化工作，使Java的运行性能有了可观的提高，基本接近了C＋＋程序的速度。这些优化工作包括：Solaris操作系统上对本地线程的直接支持，充分利用了操作系统的对资源的使用；调用Class时，对所占内存做了压缩；更快的内存定位，并提高了垃圾收集的效率；JVM的“Pluggable”架构可以插入其他虚拟机，如：即将推出的高性能Java HotSpot虚拟机；新的及时编译的编译器；Java可通过JNI(Java Native Interface)调用其他语言的代码。

　　·Java Foundation Classes(JFC) JFC包括一系列预先写好的100％纯Java的GUI组件和API，可用于快速开发多功能的Java程序。JFC在JDK1.1时已作为扩展API存在，它的主体是深受大家喜爱的Swing。JFC现已是Java 2的核心API，包括：Swing(非常漂亮的完全由Java丰富的GUI组件)；Drag ＆ Drop(独立于平台的实现可以把一个应用的对象拖拉至另一个应用)；Java 2D图形API(扩展了Java.awt、Java.awt.image类)以及新的Accessibility API。

　　Java 2同时又提高了全球化的功能，如：输入法的框架，支持日语、中文、韩文等的输入；用Java 2D API显示输出复杂的、高质量的的文字。Java 2带有给浏览器安装的Java Plug－in，使现有的浏览器能有一个完全与之兼容的Java运行环境。

　　·Java IDL API CORBA是分布式对象计算的工业标准，Java IDL根据其标准与之相接，运行环境包含完全兼容的Java ORB。这样，Java能够很自然地融入CORBA体系。

　　JDBC 2.0：新的JDBC 2.0支持SQL3，增强了性能和稳定性。

　　Y2K： Java 2已经解决了2000年问题，Sun公司基于其一贯的开放式标准的原则下，在推出Java 2的同时，简化了Java的许可证模式，开放了Java的源代码，非商业用户甚至可以免费使用Java 2的源代码。

　　Sun公司在不断完善Java平台的同时，一直致力于推出各种Java新技术，如Sun推出了Jini这种基于Java的分布式计算环境，最大限度地简化了对网络的操作，使用户可以像使用电话一样使用各种网络上的Jini设备。

　　同样在一些大型的关键事务处理的应用中，Sun推出Enterprise JavaBeans(EJB)这种企业级Java技术，让EJB Server和EJB Container提供各种系统的保证，应用开发者只需把精力集中在商业逻辑上，甚至只需利用其他EJB开发商开发的EJB就可以很快开发出高性能的应用来，并能灵活地在不同平台、不同后台数据库的环境下实施。
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