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Java二进制兼容性原理

摘要: 现在的软件越来越依赖于不同厂商、作者开发的共享组件,组件管理也变得越来越重要
<table width="570" border="0" cellspacing="0" cellpadding="5" bgcolor="FBE392"> <tr> <td> <table width="570" border="0" cellspacing="0" cellpadding="5"> <tr> <td bgcolor="E1B004" width="200" align="center">天极IT资讯短信服务 电脑小技巧
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  一、概述

  现在的软件越来越依赖于不同厂商、作者开发的共享组件,组件管理也变得越来越重要。在这方面,一个极其重要的问题是类的不同版本的二进制兼容性,即一个类改变时,新版的类是否可以直接替换原来的类,却不至于损坏其他由不同厂商/作者开发的依赖于该类的组件?

<iframe width="360" height="300" align="right"scrolling="No" frameborder="0" marginheight="0" marginwidth="0" SRC="http://images.chinabyte.com/adjs/iframe-pip/y-so ftware-pip.html"></iframe>   Java二进制兼容性概念的主要目标是推动Internet上软件的广泛重用,同时它还避免了大多数C++环境面临的基础类脆弱性问题——例如,在C++中,对域(数据成员或实例变量)的访问被编译成相对于对象起始位置的偏移量,在编译时就确定,如果类加入了新的域并重新编译,偏移量随之改变,原先编译的使用老版本类的代码就不能正常执行;虚拟方法调用也存在同样的问题。

  C++环境通常采用重新编译所有引用了被修改类的代码来解决问题。在Java中,少量开发环境也采用了同样的策略,但这种策略存在诸多限制。例如,假设有人开发了一个程序P,P引用了一个外部的库L1,但P的作者没有L1的源代码;L1要用到另一个库L2。现在L2改变了,但L1无法重新编译,所以P的开发和更改也受到了限制。

  为此,Java引入了二进制兼容的概念——如果对L2的更改是二进制兼容的,那么更改后的L2、原来的L1和现在的P能够顺利连接,不会出现任何错误。

  首先来看一个简单的例子。Authorization和Hello类分别来自两个不同的作者,Authorization提供身份验证和授权服务,Hello类要调用Authorization类。

<table width="100%" bgColor=#ffffff> <tr> <td>package com.author1;

public class Authorization {
 public boolean authorized(String userName) {
  return true;
 }
}


package com.author2;

import com.author1.*;

class Hello {
 public static void main(String arg[]) {
  Authorization auth = new Authorization();
  if(auth.authorized("MyName"))
   System.out.println("您已经通过验证");
  else
   System.out.println("您未能通过身份验证");
 }
}</td></tr></table>
  现在author1发布了Authorization类的2.0版,Hello类的作者author2希望在不更改原有Hello类的情况下使用新版的Authorization类。2.0版的Authorization要比原来的复杂不少:

<table width="100%" bgColor=#ffffff> <tr> <td>package com.author1;

public class Authorization {
 public Token authorized(String userName, String pwd) {
  return null;
 }
 private boolean determineAuthorization(String userName, String pwd) {
  return true;
 }
 public boolean authorized(String userName) {
  return true;
 }
 public class Token { }
}
</td></tr></table>
  作者author1承诺2.0版的Authorization类与1.0版的类二进制兼容,或者说,2.0版的Authorization类仍旧满足1.0版的Authorization类与Hello类的约定。显然,author2编译Hello类时,无论使用Authorization类的哪一个版本都不会出错——实际上,如果仅仅是因为Authorization类升级,Hello类根本无需重新编译,同一个Hello.class可以调用任意一个Authorization.class。

  这一特性并非Java独有。UNIX系统很早就有了共享对象库(.so文件)的概念,Windows系统也有动态链接库(.dll文件)的概念,只要替换一下文件就可以将一个库改换为另一个库。就象Java的二进制兼容特性一样,名称的连接是在运行时完成,而不是在代码的编译、连接阶段完成,而因它也同样拥有Java二进制兼容性所具有的优点,例如修改代码时只需重新编译一个库,便于对程序的某一部分进行修改。但是,Java的二进制兼容性还有其独特的优势:

  ⑴ Java将二进制兼容性的粒度从整个库(可能包含数十、数百个类)细化到了单个的类。

  ⑵ 在C/C++之类的语言中,创建共享库通常是一种有意识的行为,一个应用软件一般不会提供很多共享库,哪些代码可以共享、哪些代码不可共享都是预先规划的结果。但在Java中,二进制兼容变成了一种与生俱来的天然特性。

  ⑶ 共享对象只针对函数名称,但Java二进制兼容性考虑到了重载、函数签名、返回值类型。

  ⑷ Java提供了更完善的错误控制机制,版本不兼容会触发异常,但可以方便地捕获和处理。相比之下,在C/C++中,共享库版本不兼容往往引起严重问题。




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