Java概述:跨足编程世界的瑞士军刀

简介: Java概述:跨足编程世界的瑞士军刀

Java的关键术语

简单性

**Java 语法是 C++ 语法的一个”纯净“版本。**这里没有头文件、指针运算(甚至指针语法 )、结构、联合、操作符重载、虚基类等。

简单性的另一个方面是小。**Java 的目标之一是支持开发能够在小型机器上独立运行的软件。**Java微型版(Java Micro Edition),这个版本适用于嵌人式设备。

面向对象

面向对象设计是一种程序设计技术。它将重点放在数据和对象的接口上。

Java 与 C++ 的主要不同点在于 C++ 多重继承,在 Java 中,取而代之的是更简单的接口概念。

分布式

Java 有一个丰富的例程库,用于处理像 HTTP 和 FTP 之类的 TCP/IP 协议。Java 应用程序能够通过 URL 打开和访问网络上的对象,其便捷程度就好像访问本地文件一样。

健壮性

Java 的设计目标之一在于使得 Java 编写的程序具有多方面的可靠性,而且 Java 编译器能够检测许多在其他语言中仅在运行时才能够检测出来的问题。

Java 和 C++ 最大的不同在于 Java 采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性。

安全性

Java 适用于网络/分布式环境。为了达到这个目标,在安全方面投入了很大精力。使用 Java 可以构建防病毒、防篡改的系统。

体系结构中立

主要和Java虚拟机有关,编译器生成字节码文件,可以在任何装有JVM的机器上运行。

Java 编译器生成一个体系结构中立的字节码文件,这是一种编译过的代码,只要有Java运行的系统,这些字节码都可以运行。

精心设计的字节码不仅可以很容易的在任何机器上解释执行,而且还可以动态地翻译成本地的机器代码。

可移植性

在 Java 中,数据类型具有固定的大小,和本地机器无关,Java 的 int 永远都是32位的整数,而 C、C++ 的 int,受所运行机器的影响,可能是16位,也可能是32位,还可能是编译器提供商指定的其他大小。

Java 中作为系统组成部分的类库,定义了可移植的接口。例如,一个抽象的 Window 类,并且给出了在 UNIX、Windows 环境下的不同实现。

解释型

Java 解释器可以在任何移植了解释器的机器上执行 Java 的字节码。

也就是说,字节码是解释执行的,而字节码又是 Java 代码通过编译器编译生成,所以 Java 属于半编译半解释型语言

高性能

尽管对解释后的字节码性能已经比较满意,但在有些场合下还需要更加高效的性能。字节码可以(在运行时刻)动态地翻译成对应运行这个应用的特定 CPU 的机器码。

多线程

多线程可以带来更好的交互响应和实时行为。Java 也是第一个支持并发程序设计的主流语言。

动态性

从各种角度看,Java 与 C 或 C++ 相比更加具有动态性。它能够适应不断发展的环境库中可以自由地添加新方法和实例变量,而对客户端却没有任何影响。在 Java 运用反射技术中找出运行时类型信息十分简单。

Java版本迭代

JDK Version 1.0

初代版本,伟大的一个里程碑,但是纯解释运行,使用外挂 JIT,性能比较差,运行速度慢

JDK Version 1.1

  • JDBC
  • 支持内部类
  • RMI(Remote Method Invocation)
  • 反射
  • Java Bean

JDK Version 1.2

  • 集合框架
  • JIT(Just In Time)编译器
  • 对打包的 Java 文件进行数字签名
  • JFC(Java Foundation Classes),包括Swing 1.0,拖放和 Java2D 类库
  • Java 插件
  • JDBC 中引入可滚动结果集,BLOB,CLOB,批量更新和用户自定义类型
  • Applet中添加声音支持

JDK Version 1.3

  • Java Sound API
  • jar 文件索引
  • 对 Java 的各个方面都做了大量优化和增强

JDK Version 1.4

  • XML 处理
  • Java 打印服务
  • Logging API
  • Java Web Start
  • JDBC 3.0 API
  • 断言
  • Preferences API
  • 链式异常处理
  • 支持 IPV6
  • 支持正则表达式
  • 引入 Imgae I/O API

JAVA 5

自 1.1 版本以来对 Java 做出重大改进的版本,原来命名为 1.5,2004 年 Java One 会议后,版本数字升至 5.0。

  • 泛型
  • 增强循环,新型迭代方式
  • 自动装箱与自动拆箱
  • 类型安全的枚举
  • 可变参数
  • 静态引入
  • 元数据(注解
  • Instrumentation

JAVA 6

  • 支持脚本语言
  • JDBC 4.0 API
  • Java Compiler API
  • 可插拔注解
  • 增加对Native PKI、Java GSS、Kerberos 和 LDAP 支持
  • 继承 Web Services

JAVA 7

  • switch 语句块中允许以字符串作为分支条件
  • 在创建泛型对象时应用类型推断
  • 在一个语句块中捕获多种异常
  • 支持动态语言
  • 支持 try-with-resources(在一个语句块中捕获多种异常)
  • 引入 Java NIO.2 开发包
  • 数值类型可以用二进制字符串表示,并且可以在字符串表示中添加下划线
  • 钻石型语法(在创建泛型对象时应用类型推断)
  • null 值得自动处理

JAVA 8

  • Lambda 表达式:允许把函数作为一个方法的参数传递进方法中
  • 方法引用:方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器
  • 默认方法:默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法
  • 新工具:新的编译工具,如:Nashorn 引擎 js、 类依赖分析器 jdeps
  • Stream API:函数式编程风格
  • Date Time API:加强对日期与时间的处理
  • Optional 类:用来解决空指针异常
  • Nashorn:JavaScript 引擎,允许我们在JVM上运行特定的javascript应用

JAVA 9

  • 模块系统:模块是一个包的容器,Java9 最大的变化之一是引入了模块系统
  • HTTP 2 客户端:HTTP/2 标准是 HTTP 协议的最新版本,新的 HTTPClient API 支持 WebSocket 和 HTTP2 流以及服务器推送特性
  • 改进的 Javadoc:Javadoc 现在支持在 API 文档中的进行搜索。另外,Javadoc 的输出现在符合兼容 HTML5 标准
  • 多版本兼容 JAR 包:多版本兼容 JAR 功能能让你创建仅在特定版本的 Java 环境中运行库程序时选择使用的 class 版本
  • 集合工厂方法:List,Set 和 Map 接口中,新的静态工厂方法可以创建这些集合的不可变实例
  • 私有接口方法:在接口中使用 private 私有方法。我们可以使用 private 访问修饰符在接口中编写私有方法
  • 进程 API:改进的 API 来控制和管理操作系统进程。引进 java.lang.ProcessHandle 及其嵌套接口 Info 来让开发者逃离时常因为要获取一个本地进程的 PID 而不得不使用本地代码的窘境
  • 改进的 Stream API:改进的 Stream API 添加了一些便利的方法,使流处理更容易,并使用收集器编写复杂的查询
  • 改进 try-with-resources:如果你已经有一个资源是 final 或等效于 final 变量,您可以在 try-with-resources 语句中使用该变量,而无需在 try-with-resources 语句中声明一个新变量
  • 改进的弃用注解 @Deprecated:注解 @Deprecated 可以标记 Java API 状态,可以表示被标记的 API 将会被移除,或者已经破坏
  • 改进钻石操作符(Diamond Operator) :匿名类可以使用钻石操作符(Diamond Operator)
  • 改进 Optional 类:java.util.Optional 添加了很多新的有用方法,Optional 可以直接转为 stream
  • 多分辨率图像 API:定义多分辨率图像API,开发者可以很容易的操作和展示不同分辨率的图像了
  • 改进的 CompletableFuture API :CompletableFuture 类的异步机制可以在 ProcessHandle.onExit 方法退出时执行操作
  • 轻量级的 JSON API:内置了一个轻量级的JSON API
  • 响应式流(Reactive Streams) API: Java 9中引入了新的响应式流 API 来支持 Java 9 中的响应式编程

JAVA 10

  • JEP286,var 局部变量类型推断
  • JEP296,将原来用 Mercurial 管理的众多 JDK 仓库代码,合并到一个仓库中,简化开发和管理过程
  • JEP304,统一的垃圾回收接口
  • JEP307,G1 垃圾回收器的并行完整垃圾回收,实现并行性来改善最坏情况下的延迟
  • JEP310,应用程序类数据 (AppCDS) 共享,通过跨进程共享通用类元数据来减少内存占用空间,和减少启动时间
  • JEP312,ThreadLocal 握手交互。在不进入到全局 JVM 安全点 (Safepoint) 的情况下,对线程执行回调。优化可以只停止单个线程,而不是停全部线程或一个都不停
  • JEP313,移除 JDK 中附带的 javah 工具。可以使用 javac -h 代替
  • JEP314,使用附加的 Unicode 语言标记扩展
  • JEP317,能将堆内存占用分配给用户指定的备用内存设备,使用 Graal 基于 Java 的编译器,可以预先把 Java 代码编译成本地代码来提升效能
  • JEP318,在 OpenJDK 中提供一组默认的根证书颁发机构证书。开源目前 Oracle 提供的的 Java SE 的根证书,这样 OpenJDK 对开发人员使用起来更方便
  • JEP322,基于时间定义的发布版本,即上述提到的发布周期。版本号为F E A T U R E . FEATURE.FEATURE.INTERIM.U P D A T E . UPDATE.UPDATE.PATCH,分别是大版本,中间版本,升级包和补丁版本。

JAVA 11

  • 181:Nest-Based访问控制
  • 309:动态类文件常量
  • 315:改善Aarch64 intrinsic
  • 318:无操作垃圾收集器
  • 320:消除Java EE和CORBA模块
  • 321:HTTP客户端(标准)
  • 323:局部变量的语法λ参数
  • 324:Curve25519和Curve448关键协议
  • 327:Unicode 10
  • 328:飞行记录器
  • 329:ChaCha20和Poly1305加密算法
  • 330:发射一列纵队源代码程序
  • 331:低开销堆分析
  • 332:传输层安全性(Transport Layer Security,TLS)1.3
  • 333:动作:一个可伸缩的低延迟垃圾收集器 (实验)
  • 335:反对Nashorn JavaScript引擎
  • 336:反对Pack200工具和API

JAVA 12

  • 189: Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental) :新增一个名为 Shenandoah 的垃圾回收器,它通过在 Java 线程运行的同时进行疏散 (evacuation) 工作来减少停顿时间
  • 230: Microbenchmark Suite:新增一套微基准测试,使开发者能够基于现有的 Java Microbenchmark Harness(JMH)轻松测试 JDK 的性能,并创建新的基准测试
  • 325: Switch Expressions (Preview) :对 switch 语句进行扩展,使其可以用作语句或表达式,简化日常代码
  • 334: JVM Constants API :引入一个 API 来对关键类文件 (key class-file) 和运行时工件的名义描述(nominal descriptions)进行建模,特别是那些可从常量池加载的常量
  • 340: One AArch64 Port, Not Two :删除与 arm64 端口相关的所有源码,保留 32 位 ARM 移植和 64 位 aarch64 移植
  • 341: Default CDS Archives :默认生成类数据共享(CDS)存档
  • 344: Abortable Mixed Collections for G1 :当 G1 垃圾回收器的回收超过暂停目标,则能中止垃圾回收过程
  • 346: Promptly Return Unused Committed Memory from G1 :改进 G1 垃圾回收器,以便在空闲时自动将 Java 堆内存返回给操作系统

JAVA 13

  • 350 Dynamic CDS Archives 对appCDS进行性了扩展,允许在Java应用执行结束时动态归档类。归档类包括包括默认的基础层CDS(class data-sharing) 存档中不存在的所有已加载的应用程序类和类库。通过此仿瓷提高了AppCDS的可用性
  • 351 ZGC: Uncommit Unused Memory 对ZGC进行了增强,在以前的版本中,java GC之后并不会将系统内存释放给OS,因为每次释放都意味着重新调整jvm的内存大小,存在一定的消耗;随着软件的发展,我们发现在很多时候内存是比较昂贵的资源,所以将不用的内存释放回去给OS是非常有必要的;此功能在默认情况下已开始,但可以通过-xx:-zuncommit参数禁用;注意:如果最新内存参数设置比最大内存参数大,那么此功能将隐式禁用
  • 353 Reimplement the Legacy Socket API 在这个版本中,将使用新的实现来代替java.net.socket和java.net.serversocket API的底层实现。新版本中旧的API还未删除,可以通过配置系统属性"jdk.net.useplansocketimpl"来使用他们。但默认实现是最新版本的
  • 354 Switch Expressions (Preview) 扩展开关,以便它可以用作语句或表达式,并且两种形式都可以使用传统的情况…:标签(带有贯穿线)或新案例…->标签(没有掉进去),还有一个新的语句,用于从开关表达式中产生值。这些变化将简化日常编码,并为在交换机中使用模式匹配做好准备。这是jdk 13中的一个预览语言特性
  • 355 Text Blocks (Preview) 向Java语言添加文本块。文本块是一个多行字符串文本,它避免了大多数转义序列的需要,自动以可预测的方式格式化字符串,并在需要时让开发人员控制格式。这是jdk 13中的一个预览语言特性。

JAVA 14

  • 305 Pattern Matching for instanceof (Preview) instanceof 的模式匹配(预览)
  • 343 Packaging Tool (Incubator) 打包工具(孵化)
  • 345 NUMA-Aware Memory Allocation for G1 G1 的NUMA 内存分配优化
  • 349 JFR Event Streaming JFR事件流
  • 352 Non-Volatile Mapped Byte Buffers 非原子性的字节缓冲区映射
  • 358 Helpful NullPointerExceptions 非常有帮助的空指针异常
  • 359 Records (Preview) Records(预览)
  • 361 Switch Expressions (Standard) Switch 表达式(标准)
  • 362 Deprecate the Solaris and SPARC Ports 弃用 Solaris 和S PARC 端口
  • 363 Remove the Concurrent Mark Sweep (CMS) Garbage Collector 移除 CMS(Concurrent Mark Sweep)垃圾收集器
  • 364 ZGC on macOS macOS 系统上的 ZGC
  • 365 ZGC on Windows Windows 系统上的 ZGC
  • 366 Deprecate the ParallelScavenge + SerialOld GC Combination 弃用 ParallelScavenge + SerialOld GC组合
  • 367 Remove the Pack200 Tools and API 移除Pack200 Tools和API
  • 368 Text Blocks (Second Preview) 文本块(第二个预览版)
  • 370 Foreign-Memory Access API (Incubator) 外部存储器API(孵化)

JAVA 15

  • 339 Edwards-Curve Digital Signature Algorithm (EdDSA) 蒙哥马利与扭曲爱德华曲线签名算法
  • 360 Sealed Classes (Preview) 密封类(预览)
  • 371 Hidden Classes 隐藏类
  • 372 Remove the Nashorn JavaScript Engine 移除nasorn JavaScript引擎
  • 373 Reimplement the Legacy DatagramSocket API 重新实现旧的DatagramSocket API
  • 374 Disable and Deprecate Biased Locking 禁用和弃用偏置锁
  • 375 Pattern Matching for instanceof (Second Preview) 模式匹配的instanceof(第二次预览)
  • 377 ZGC: A Scalable Low-Latency Garbage Collector ZGC:一个可扩展的低延迟垃圾收集器
  • 378 Text Blocks 文本块
  • 379 Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector Shenandoah:低暂停时间垃圾收集器
  • 381 Remove the Solaris and SPARC Ports 移除Solaris和SPARC端口
  • 383 Foreign-Memory Access API (Second Incubator) 外部内存访问API(第二个孵化器)
  • 384 Records (Second Preview) 记录(第二次预览)
  • 385 Deprecate RMI Activation for Removal 建议移除RMI激活

JAVA 16

  • 338 Vector API (Incubator) 病媒API(孵化器)
  • 347 Enable C++14 Language Features 启用C++ 14种语言特性
  • 357 Migrate from Mercurial to Git 从Mercurial迁移到Git
  • 369 Migrate to GitHub 迁移到GitHub
  • 376 ZGC: Concurrent Thread-Stack Processing ZGC:并发线程堆栈处理
  • 380 Unix-Domain Socket Channels Unix-Domain 套接字通道
  • 386 Alpine Linux Port Alpine Linux端口
  • 387 Elastic Metaspace 弹性Metaspace
  • 388 Windows/AArch64 Port Windows / AArch64端口
  • 389 Foreign Linker API (Incubator) 国外连接器API(孵化器)
  • 390 Warnings for Value-Based Classes 对基于值的类的警告
  • 392 Packaging Tool 包装工具
  • 393 Foreign-Memory Access API (Third Incubator) 外存储器访问API(第三孵化器)
  • 394 Pattern Matching for instanceof instanceof匹配模式
  • 395 Records 记录
  • 396 Strongly Encapsulate JDK Internals by Default 默认情况下对JDK内部进行强封装
  • 397 Sealed Classes (Second Preview) 密封类(第二次预览)

JAVA 17

  • 306 Restore Always-Strict Floating-Point Semantics 恢复总是严格的浮点语义
  • 356 Enhanced Pseudo-Random Number Generators 增强型伪随机数发生器
  • 382 New macOS Rendering Pipeline 新的 macOS 渲染管道
  • 391 macOS/AArch64 Port 将 JDK 移植到 macOS/AArch64
  • 398 Deprecate the Applet API for Removal 不赞成删除 Applet API
  • 403 Strongly Encapsulate JDK Internals 强封装 JDK 内部构件
  • 406 Pattern Matching for switch (Preview) 模式匹配开关(预览)
  • 407 Remove RMI Activation 删除 RMI 激活
  • 409 Sealed Classes 封闭类别
  • 410 Remove the Experimental AOT and JIT Compiler 删除实验 AOT 和 JIT 编译器
  • 411 Deprecate the Security Manager for Removal 请求删除安全管理器
  • 412 Foreign Function & Memory API (Incubator) 外部函数与内存 API (孵化器)
  • 414 Vector API (Second Incubator) 矢量 API (第二孵化器)
  • 415 Context-Specific Deserialization Filters 特定于上下文的反序列化过滤器

JAVA 18

  • 400 UTF-8 by Default 默认 UTF-8
  • 408 Simple Web Server 简单的网络服务器
  • 413 Code Snippets in Java API Documentation 代码片段
  • 416 Reimplement Core Reflection with Method Handles 重构 Reflection
  • 417 Vector API (Third Incubator) 计算向量的 API
  • 418 Internet-Address Resolution SPI 互联网地址解析 SPI
  • 419 Foreign Function & Memory API (Second Incubator) 新API,让 JAVA 程序能够与其他非 JAVA 运
    时的程序或数据进行交互
  • 420 Pattern Matching for switch (Second Preview) 开关模式匹配
  • 421 Deprecate Finalization for Removal 弃用 finalize

笔记大部分摘录自《Java核心技术卷I》,含有少数本人修改补充痕迹。

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