Java——历史简介(下)

跨平台性

Java语言的第二个特性就是跨平台性,也就是说使用Java语言编写的程序可以在编译后不用经过任何更改,就能在任何硬件设备条件下运行。这个特性经常被称为“一次编译,到处运行”。
执行Java应用程序必须安装Java Runtime Environment(JRE),JRE内部有一个Java虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)以及一些标准的类库(Class Library)。通过JVM才能在电脑系统执行Java应用程序(Java Application),这与.Net Framework的情况一样,所以电脑上没有安装JVM,那么这些程序将不能够执行。
实现跨平台性的方法是大多数编译器在进行Java语言程序的编码时候会生成一个用字节码写成的“半成品”,这个“半成品”会在Java虚拟机(解释层)的帮助下运行,虚拟机会把它转换成当前所处硬件平台的原始代码。之后,Java虚拟机会打开标准库,进行数据(图片、线程和网络)的访问工作。主要注意的是,尽管已经存在一个进行代码翻译的解释层,有些时候Java的字节码代码还是会被JIT编译器进行二次编译。
有些编译器,比如GCJ,可以自动生成原始代码而不需要解释层。但是这些编译器所生成的代码只能应用于特定平台。并且GCJ目前只支持部分的Java API。
甲骨文公司对于Java的许可是“全兼容的”,这也导致了微软和升阳关于微软的程序不支持RMI和JNI接口、并且增加特性为己所用的法律争端。升阳最终赢得了官司,获得了大约两千万美元的赔偿,法院强制要求微软执行升阳公司关于Java的许可要求。作为回应,微软不再在Windows系统中捆绑Java,最新的Windows版本,Windows Vista和Internet Explorer 7.0版本也不再提供对于Java应用程序和控件的支持。但是升阳公司和其他使用Java运行时系统的公司在Windows操作系统下对用户提供无偿的第三方插件和程序支持。
Java语言使用解释层最初是为了轻巧性。所以这些程序的运行效率比C语言和C++要低很多,用户也对此颇有微词。很多最近的调查显示Java的程序运行速度比几年前要高出许多,有些同样功能的程序的效率甚至超过了C++和C语言编写的程序[来源请求]。
Java语言在最开始应用的时候是没有解释层的,所有需要编译的代码都直接转换成机器的原始代码。这样做的后果就是获得了最佳的性能,但是程序臃肿异常。从JIT技术开始,Java的程序都经过一次转换之后才变成机器码。很多老牌的第三方虚拟机都使用一种叫做“动态编译”的技术,也就是说虚拟机实时监测和分析程序的运行行为,同时选择性地对程序所需要的部分进行编译和优化。所有这些技术都改善了代码的运行速度,但是又不会让程序的体积变得失常。
程序的轻便性事实上是软件编写很难达到的一个目标,Java虽然成功地实现了“一次编译,到处运行”,但是由于平台和平台之间的差异,所编写的程序 在转换代码的时候难免会出现微小的、不可察觉的错误和意外。有些程序员对此非常头疼,他们嘲笑Java的程序不是“一次编译,到处运行”,而是“一次编 译,到处调试”。以Java AWT为例,早期Java AWT内提供的按钮、文字区等均是以电脑系统所默认的样式而显示。这令Java程序在有些没有提供图案的电脑系统产生错误(在Microsoft Windows设有窗口管理器,在一些Linux distribution则没有)。后来SUN公司针对Java AWT一些问题而推出Java Swing。
平台无关性让Java在服务器端软件领域非常成功。很多服务器端软件都使用Java或相关技术建立

自动垃圾回收(Garbage Collection)

C++语言被用户诟病的原因之一是大多数C++编译器不支持垃圾收集机制。通常使用C++编程的时候,程序员于程序中初始化对象时,会在主机内存堆栈上分配一块内存与地址,当不需要此对象时,进行析构或者删除的时候再释放分配的内存地址。如果对象是在堆栈上分配的,而程序员又忘记进行删除,那么就会造成内存泄漏(Memory Leak)。长此以往,程序运行的时候可能会生成很多不清除的垃圾,浪费了不必要的内存空间。而且如果同一内存地址被删除两次的话,程序会变得不稳定,甚 至崩溃。因此有经验的C++程序员都会在删除之后将指针重置为NULL,然后在删除之前先判断指针是否为NULL。
C++中也可以使用“智能指针”(Smart Pointer)或者使用C++托管扩展编译器的方法来实现自动化内存释放,智能指针可以在标准类库中 找到,而C++托管扩展被微软的Visual C++ 7.0及以上版本所支持。智能指针的优点是不需引入缓慢的垃圾收集机制,而且可以不考虑线程安全的问题,但是缺点是如果不善使用智能指针的话,性能有可能 不如垃圾收集机制,而且不断地分配和释放内存可能造成内存碎片,需要手动对堆进行压缩。除此之外,由于智能指针是一个基于模板的功能,所以没有经验的程序 员在需要使用多态特性进行自动清理时也可能束手无策。
Java语言则不同,上述的情况被自动垃圾收集功能自动处理。对象的创建和放置都是在内存堆栈上面进行的。当一个对象没有任何引用的时候,Java的自动垃圾收集机制就发挥作用,自动删除这个对象所占用的空间,释放内存以避免内存泄漏。
注意程序员不需要修改finalize方法,自动垃圾收集也会发生作用。但是内存泄漏并不是就此避免了,当程序员疏忽大意地忘记解除一个对象不应该有的引用时,内存泄漏仍然不可避免。
不同厂商、不同版本的JVM中的内存垃圾回收机制并不完全一样,通常越新版本的内存回收机制越快,IBM、BEA、SUN等等开发JVM的公司都曾宣称过自己制造出了世界上最快的JVM[来源请求],JVM性能的世界纪录也在不断的被打破并提高。
IBM有一篇有关Java内存回收机制比不激活垃圾收集机制的C++内存处理快数倍的技术文章[14],而著名的Java技术书籍《Java编程思想》(Thinking in Java)也有一段论述Java内存及性能达到甚至超过C++的章节[15] 。

基本语法

编写Java程序前应注意以下几点:

  • 大小写敏感:Java是大小写敏感的,这就意味着标识符Hello与hello是不同的。
  • 类名:对于所有的类来说,类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成,那么每个单词的首字母应该大写,例如MyFirstJavaClass。
  • 方法名:所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词,则后面的每个单词首字母大写,例如myFirstJavaMethod。
  • 源文件名:源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候,你应该使用类名作为文件名保存(切记Java是大小写敏感的),文件名的后缀为.java。(如果文件名和类名不相同则会导致编译错误)。
  • 主方法入口:所有的Java程序由public static void main(String[] args)方法开始执行。

Java关键字

关键字 下面列出了Java关键字。这些关键字不能用于常量、变量、和任何标识符的名称。

 

 

 

语言问题

有些程序师不喜欢原始类型(primitive type)和类别(class)的分离,尤其是那些曾经使用过Smalltalk和Ruby的程序师。Java的代码相对于其他的代码来说过于冗长,这与它的轻便化声明相违背。

Java是一种单层继承的语言。这也导致了程序师在试图使用多重继承时候的不便,而很多语言都可以使用这个特性。但是Java可以使用接口类,把多重继承可能导致的风险减少到最小。Java不支持运算符重载,这是为了防止运算符重载使得代码的功能变得不清晰。但是用Java实现的语言Groovy可以进行运算符重载。过去Java对于文本的操作和其他语言,比如Perl和PHP相比差的较多,但Java在1.4版本时候引入了正则表达式。

 

 

类库问题

使用Swing平台编写的带有GUI(图形用户界面)的程序和其他原始程序非常不同。选用AWT工 具包编写程序的程序师看到的都是原始接口,而且也无法获得先进的GUI编程支持,如果使用的话,就要提供每个平台上面所需的API,这将是一项庞大的工 程。Swing则是完全用Java语言所写的程序,避免了接口元素重复的问题,只使用所有平台都支持的最基本的绘图机制。但是很多用户不知道如何在 Java风格和Windows风格之间进行转换,结果造成了Java程序的接口在很多程序中非常特殊。苹果电脑已经提供了优化过的Java运行时程序,包含了Mac OS X的经典Aqua接口风格。

在IBM捐赠给Eclipse基金会的SWT界面框架中,用户会看到熟悉的本地风格界面。但这又引起了不同喜好的开发人员之间的争论。

Java 运行环境

Java 运行环境,即Java Runtime Environment,简称为JRE,是在任何平台上运行Java编写的程序都需要用到的软件。终端用户可以以软件或者插件方式得到和使用 JRE。Sun 公司还发布了一个JRE的更复杂的版本,叫做JDK,即Java 2开发包,里面包含了Java需要的编译器、参考文档和调试器等。

JRE的成分

  • Java的类库,包含了编译Java程序所需要的最核心文件。
    • 核心库文件,其中有
    • 数据结构的库,包括列表、字典和树等
    • XML分析库
    • 安全方面应用库
    • 国际化和本地化应用库
    • 综合库文件,包含了程序员和其他系统通信的功能文件。
    • JDBC,即Java数据库联通的API
    • JNDI,即Java命名和目录接口
    • RMI和CORBA用于重新分发软件
    • 用户界面库文件,包含:
    • AWT,即抽象窗口开发包,提供了产生图形用户界面所需要的功能
    • Swing库
    • 其他用于回访媒体文件、录音、截图的库
  • 一个用于执行软件的Java虚拟机(JVM)
  • 插件,可以在浏览器里面使用
  • JWS,可以让终端用户连接到互联网
  • 许可文件和文档

桌面的应用

根据Sun公司的统计,安装Java运行环境的个人计算机已经超过7亿。[1]自从Sun指控微软添加Windows特效类文件到Java运行环境(JRE),并通过Visual J++运行这些类文件,微软不再绑定Java运行环境到Windows操作系统。Apple的Mac OS X一般默认绑定Java运行环境, 而且许多Linux发行版也绑定一些兼容的自由软件包GNU Classpath。[2]
一些Java软件被桌面计算机广泛应用,比如NetBeans和Eclipse integrated development environments,文件共享程序如LimeWire和Vuze. Java还被应用于线性代数计算编程环境,包括用户界面和部分系统核心功能。

移动设备

Java ME在移动设备上越来越流行,并开始与Symbian, BREW,和.NET Compact Framework展开竞争。

因为手机制造商的多样性,需要一种新的统一标准,使程序可以运行于不同手机供应商制造的手机上。第一代这样的标准是MIDP 1,它假设手机显示屏很小,没有音频操作权限,而且只允许小于32kb的程序运行。MIDP2有声音访问权限,程序大小限制提高到了64kb。随着手机设 计的能力和速度的快速提升,其发展速度远比标准的制定快的多,一些厂商开始放松了对标准的遵守,比如允许更大的程序在手机上运行。
网络服务器和企业级应用

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posted @ 2021-11-30 11:03  蓝按  阅读(52)  评论(0)    收藏  举报