1.Java概念

Java概念

 

1.1 什么是Java

• Java是Sun Microsystems于1995年首次发布的一种编程语言和计算平台。
  • 什么是计算平台？
  • 计算平台是在电脑中运行应用程序（软件）的环境，包括硬件环境和软件环境，一般系统平台包括一台电脑的硬件体系结构、操作系统、运行时库。

 

1.2.Java语言的特点：

• 1、简单性：Java语言继承了C++语言的优点，去掉了C++中学习起来比较难的多继承、指针等概念，所以Java语言学习起来更简单，使用起来也更方便。

• 2、面向对象：Java是一种面向对象的编程语言。

• 3、分布性：Java设计成支持在网络上应用，它是分布式语言。所以只要用Java编写了一个程序，就可以到处应用。可以节省大量人力物力。

• 4、编译和解释性：Java编译程序生成字节码，而不是通常的机器码，这使得Java开发程序比用其他语言开发程序快很多。

• 5、稳健性：Java刚开始被设计出来就是为了写高可靠和稳健的软件的。所以用Java写可靠的软件很容易。目前许多第三方交易系统、银行平台的前台和后台电子交易系统等都会用Java语言开发。

• 6、安全性：Java的存储分配模型是它防御恶意代码的主要方法之一。所以很多大型企业级项目开发都会选择用Java开发。

• 7、可移植性（跨平台）：Java并不依赖平台（跨平台），已编译的Java程序可以在任何带有JVM的平台上运行。

  • JVM：JVM全称为Java Virtual MAchine——Java虚拟机。Java程序的跨平台特性主要就是因为JVM实现的，JVM针对不同的操作系统，使用不同的映射规则，让其与操作系统无关，完成了跨平台。在编译java程序时会将写好的源程序通过编译器编译生成.class文件（又称为字节码文件），之后就是通过JVM内部的解释器将字节码文件解释成为具体平台上的机器指令执行，所以就可以实现java程序的跨平台特性。
    
  • JVM内部体系结构大致分为三部分：类装载器（ClassLoader)子系统，运行时数据区和执行引擎。

• 8、高性能：Java是一种先编译后解释的语言，所以它不如全编译性语言快。但Java设计者制作了“及时”编译程序，这样就可以实现全编译了。

• 9、多线程性：它可以同时执行多个程序，能处理不同任务。

• 10、动态性：Java语言设计成适应于变化的环境，它是一个动态的语言。

 

1.3.Java应用领域与发展前景：

• Java主要分为三个版本:
  • JavaSE(J2SE)(Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版）
    • 面向对象开发方法
    • GUI图形用户界面编程
  • JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平台企业版)
    • 大型复杂的项目开发
    • 应用于大型web应用，如EAI、电子商务、电子政务等
  • JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版）
    
    • 应用于移动通信、动漫设计等
• JavaFX：多媒体动画编程，面向设计艺术人员的脚本语言

 

 

 

1.4.Java的核心机制：

• Java虚拟机  JVM：读取并处理经编译的字节码.class文件，其规范定义了指令集、寄存器集、类文件结构、退栈、垃圾收集、内存区域。
• 代码安全性检测（Code security）：Java执行代码的时候，由JVM对运行的代码进行安全性检测，当进行一些非法操作的时候，比如修改一些系统设置的时候，JVM会发出警告。
• 垃圾回收机制（Garbage collection）：在c/c++语言中，由程序员负责回收无用垃圾，Java拥有自动进行垃圾回收的机制：
  •  1.系统级现场跟踪存储空间的分配情况
  •  2.在JVM空闲时，检查并释放哪些可被释放的存储器空间
  •  3.程序员无需也无法精确控制和干预该回收过程

 

 

1.5.Java程序工作原理：

 

 

• 在进行Java编程之前，先需要写出源程序，此时为“*.java”文件类型，然后通过编译器进行编译，将源程序转换为字节码，此时的文件类型转变为“*.class”，并且此时的代码并不是计算机所能识别的“01”型代码。
• 接着编译后的代码通过类装载器进行装载，然后字节码校验器对其进行校验，如果校验无误，则由解释器将其转换为“01”型代码，最后传送到操作系统平台上进行代码的正式执行。
• 补充：Java编写的代码成功解释后，可放到各大操作平台上进行执行，例如Windows，Linux等等，不需要在另一平台上再次编译解释，这就是它所谓的“一次编译，处处执行”的特点。

 

 

1.6 Java开发环境（JDK=JRE+Tools工具）

• JDK（Java Development Kit）：称为Java开发标准工具包，是一个编写Java的Applet小程序和应用程序的程序开发环境。
• JDK是整个Java的核心，JDK中包含了Java运行环境JRE（Java Runtime Environment），一些Java开发工具（Javac/Java/Jdb等）和Java的核心类库（Java API）。
• 在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin中的就是JVM, lib 中则是JVM工作所需要的类库，而JVM和lib合起来就称为JRE。

 

 

1.7 Java运行环境（JRE=JVM+标准类库Java SE）

• JRE（Java Runtime Environment）：Java运行时环境。是运行基于Java语言编写的程序所不可缺少的运行环境，也是通过它，Java 的开发者才得以将自己开发的程序发布到用户手中，让用户使用。

   

• JRE中包含了JVM、runtime class libraries和Java application launcher,这些是运行Java程序的必要组件。其主要功能：加载代码（由class loader完成）、校验代码（由bytecode verifier完成）、执行代码（由runtime interpreter完成）

• 与大家熟知的JDK不同，JRE是Java的运行环境，而不是一个开发环境，所以没有包含任何开发工具(如编译器和调试器)，只是针对使用Java程序的用户。

 

1.8 JDK、JRE、JVM之间的关系？

JDK=JRE+开发工具集

JRE=JVM+JAVA SE标准类库