Java语言概述

Java语言概述

一、1991年，Sun公司为能够在消费电子商品上开发应用程序，寻找合适的变成语言，

而以前的技术及系统存在着跨平台的问题

       考虑过C++，但C++过于复杂和庞大，安全性也并不令人满意，于是着手设计和开发出一种语言，称之为Oak语言

             

              但Oak语言在商业上并未获得成功，原因：这种语言过于超前



二、1995年，互联网在世界上缝勃发展，Sun公司发现Oak语言非常符合互联网的需求，于是改进了该语言的设计，

       达到以下几个目标

       1、面向对象

       2、程序代码独立于平台

       3、程序员容易掌握

       4、使程序更安全

       5、实现多线程

       6、提供动态装载程序代码的机制

       7、提供代码校验机制以保证安全性



三、Java语言的前生：Oak语言

      

四、Java--不断发展的计算平台

       1、JavaSE（J2SE）：Java语言的规范，可以开发application应用程序，

       2、JavaEE：Java技术移植到服务器领域，就产生了JavaEE技术，

       3、JavaME：嵌入式开发，如开发手机游戏，是市场的需要，因此成功，而Oak却没有成功




五、Java 2的版本

       1、J2SE ：Java 2 Standard Edition标准版。

              用于PC桌面开发，低端商务，

             

       2、J2ME:Java 2 Micro Edition适用于小型设备和智能卡的版本，

              致力于消费商品和嵌入式设备，如移动电话，银行卡

             

       3、J2SE:以J2SE为基础，在J2SE基础上扩展了一些API

              在服务器平台开发企业级应用程序，在J2SE基础上



六、Java语言的特点

       1、简单（相对于C++，少了指针，在C++上需要我们自己管理内存等）

       2、完全的OO（单根结构）

       3、可靠安全健壮（运行前校验，GC等）

       4、平台无关性（可移植）：（口号：开发一次，到处运行）

       5、重生于网络时代，最好的网络编程语言：

       6、分布式开发，支持多线程：支撑我们大型网站运行，可能一台服务器不够，需要多台服务器共同支撑运行

       7、开放先进的技术：由J2P组织：Java通讯组织，这个组织可以制定Java的规范

       8、动态性（更灵活，扩展性好）：反射机制



七、Java现状

       1、Java是现在全球最时髦的开发工具之一

       2、Java的出现，给程序界带来了巨大的冲击

       3、Java在企业的应用中的日志完美

       4、在国内，Java也如火如荼

       5、Java将不可避免地影响一代程序员



八、Java的发展前景

       1、电子政务

       2、电子商务

       3、企业信息化工程

       4、移动计算领域（手机，PDA等无线设备）

       5、Web Service+XML

       6、网络计算

       7、家庭综合信息服务系统（JINI技术等）

       8、行业应用



九、Java的工作原理

源文件（*.java）à 编译器（compiler）à 字节码文件（*.class）[源文件经过编译器编译成点class文件] à 解析器（interpreter）à01010101……(由解析器解析成计算机语言)



注意：点Java文件是对计算机下的一些指令

       在Java中编译：中间代码，称之为字节码

       在C++中编译：编译成（生成）在特定平台下特定的二进制代码，生成高效的二进制代码

问题1：为什么Java语言不直接编译成0110的二进制代码？

       答：因为二进制代码是跟特定的机器相关，不同的机器有不同的二进制代码，如果编译成二进制代码，那Java程序就不具备可移植特点了，因此Java语言采取了变通的方式，

中间代码跟各种是不平台相关的，



问题2：编译成点class文件之后需要转换成二进制，那是谁转换的，又是什么时候转换的？

       答：是JRE将Java文件转换成点class文件的，JRE又称之为Java运行环境，Java运行环境核心：JVM（Java虚拟机）

当我们需要运行那个点class文件时，JVM才负责翻译成二进制语言



十、Java虚拟机（JVM）

（1）Java虚拟机是一个概念（一个定义）：可以由硬件实现，也可以由软件（大多数）

       Java虚拟机用途：主要是帮助我们屏蔽底层硬件平台的差异



（2）Java虚拟机定义了硬件平台的规范

       如（定义）CPU指令集、寄存器、Class字节码类文件格式、Stack（堆）、Garbage-collected head、Memory area



想支持Java技术就要开发一个Java虚拟机，满足JVM规范，也就是满足Sun公司定义出来的Java虚拟机规范，点class文件就可以由Java虚拟机来执行，转换成二进制语言。







注意：在不同平台不同系统下有不同的Java虚拟机



问题3：Java虚拟机是什么时候将点class文件翻译成机器代码的

       答：不是在编写代码时，也不是用Java策来编译时，而是在运行之前，先装载我们的类，再适时地编译成计算代码，这种称之为解释执行，因此在以前Java就称之为解释型语言，解释型语言的特征是：读取一行代码，然后翻译成二进制，然后再运行，最后抛弃。

这样多个人并发访问的话都要重新执行这些步骤（过程），这样效率很低下。



在Java里，JDK1.2之后就出现，产生一种新技术，这种新技术称之为即使编译，也就是Just in time(JIT)，装载类之后变成二进制代码，然后缓存起来，别的客户再来运行时，就直接运行二进制代码


（1）JRE：Java运行环境，核心：Java虚拟机



（2）Java虚拟机+JavaAPI=Java平台（Java运行环境：JRE）



JavaAPI：Sun公司以及众界开发的一些类

Java平台：是在硬件平台或操作系统平台下运行



在这个平台底层就是不同的异构操作系统，在这种系统上有JRE（Java运行环境），在Java运行环境中有Java虚拟机（Java HostSpot Runtime）、JavaAPI、Java各种工具



十三、Java：无用内存自动回收机制

Java最重要的特征：1、可移植性；2、自动内存管理

注意：如果不及时进行无用内存的回收，就会导致内存泄露，进而导致系统崩溃

在Java中自动管理内存，而在C++中内存需要我们程序员手动管理，管理不好，将出现内存泄露，给需要使用的对象、数据分配内存，用完之后我们还要释放内存，往往我们会忘记释放内存或误用了指针，导致一些错误的出现。

在Java运行环境中，始终存在着一个系统级的线程，专门跟踪内存的使用情况，定期检测出不再使用的村村，并进行自动回收，避免了内存的泄露，也减轻了程序员的工作量。

有了这个垃圾收集器也称：内存自动回收机制，这就是GC



十四、代码安全性检查机制

Java代码的工作原理：

源文件（*.java）à 编译器（compiler）à 字节码文件（*.class）[源文件经过编译器编译成点class文件] à 解析器（interpreter）à01010101……(由解析器解析成计算机语言)



1、字节码（点class文件）的执行需要经过三个步骤

       （1）类装载器（class loader）：负责把类文件加载到JVM（Java运行环境：也称JRE）中，在此过程需要检验该类文件是否符合类文件的规范

       （2）字节码校验器（bytecode verifier）：检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作

       （3）字节码校验器检验通过，由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行。

2、JVM采用采用的是“沙箱”运行模式，即把Java程序的代码和数据都限制在一定的内存空间里执行，不允许程序访问该内存空间外的内存