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《Java语言导学(原书第6版)》一1.1 关于Java技术

简介: 本节书摘来华章计算机《Java语言导学(原书第6版)》一书中的第1章 ,第1.1节,[美] 雷蒙德·盖拉多(Raymond Gallardo), 斯科特·霍梅尔(Scott Hommel), 索亚·坎南(Sowmya Kannan), 琼尼·戈登(Joni Gordon), 沙伦·比奥卡·扎卡沃(Sharon Biocca Zakhour) 著 董笑菊 薛建新 吴 帆 译 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

1.1 关于Java技术

大家都在谈Java技术,但Java技术到底是什么?本节解释Java技术如何成为程序语言和平台,并概述Java技术的功能特性。

1.1.1 Java程序语言

Java程序语言是一种高级的编程语言,它具备如下性质:

  • 简单
  • 面向对象
  • 分布式
  • 多线程
  • 动态
  • 架构中立
  • 可移植
  • 高性能
  • 强壮
  • 安全

上述术语的定义可参考James Gosling和Henry McGilton的白皮书《The Java Language Environment》。
图1-1描述了Java应用程序开发的完整过程。首先将所有源代码都写在扩展名为.java的纯文本文件中,接着通过编译器(javac)将那些源文件编译成.class文件。.class文件里的代码不是本地代码,而是字节码(bytecode)——Java虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)能识别的机器语言。最后通过启动器(java)在JVM实例中运行应用程序。

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因为Java虚拟机可以在不同的操作系统上运行,所以同一个.class文件可以在Microsoft Windows、Solaris、Linux、OS X等多个操作系统上运行,如图1-2所示。有些虚拟机(如Java HotSpot虚拟机)在运行时会执行一些其他的步骤,如查找性能瓶颈、将使用频率高的代码重新编译成本地代码等,以提高程序性能。

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1.1.2 Java平台

平台(platform)是程序运行的硬件或软件环境。前面已经提到一些常用的平台,如Microsoft Windows、Linux、Solaris和OS X等。大多数平台都可看作操作系统和底层硬件的组合。Java平台和其他大多数平台不同,区别在于它是运行于其他硬件平台之上的纯软件平台,如图1-3所示。image

Java平台包含以下两个组件:

  • Java虚拟机
  • Java应用程序接口(API)

Java虚拟机是Java平台的基础,它可以移植到其他不同的硬件平台上。
API是那些现有软件组件构成的集合,它们提供许多有用功能。这些API被分成相关类和接口的库,通常称这些库为包(package)。下一节将重点介绍API的特性。
作为平台独立的环境,Java平台会比本地代码慢一点。然而,编译器和虚拟机技术的优点在于,在不影响可移植性的前提下,使其性能接近本地代码。

1.1.3 Java技术的功能

Java程序语言是一个强大的软件平台。Java平台的每个完整实现都包含以下功能组件:

  • 开发工具。开发工具提供编译、运行、监控、调试和文档化应用程序所需的一切。对于初学编程的人而言,最主要的工具是编译器(javac)、启动器(java)和文档化工具(javadoc)。
  • 应用程序接口(API)。API提供Java程序语言的核心功能。它提供大量有用的类,从基本对象到网络与安全,再到XML生成与数据库访问等,供开发程序使用。核心API详情可参考《Java Platform Standard Edition (Java SE) 8 Documentation》。
  • 部署技术。Java SE开发包(JDK)软件提供标准的Java程序部署机制,如Java Web Start软件和Java插件,用于将应用程序部署到终端用户。
    用户界面工具包。JavaFX、Swing和Java 2D工具包可创建复杂的图形用户界面(GUI)。
  • 集成库。通过Java交互式数据语言(IDL)API、Java数据库连接(JDBC)API、Java命名和目录接口(JNDI)API、Java远程方法调用(RMI)和基于互联网交互式对象请求代理协议的Java远程方法调用(Java RMI-IIOP)技术等,集成库可以访问数据库和处理远程对象。

1.1.4 Java技术的优势

学习Java程序语言并不一定会带来荣誉、财富,也不一定会帮你找到工作。但它可能使你的程序写得更好,而且比使用其他语言开发程序容易。总的来说,Java技术具有以下优势:

  • 入门快。尽管Java是强大的面向对象语言,但它容易学习,特别对熟悉C或C++的程序员更是如此。
  • 代码量少。比较程序度量标准(类数量、方法数量等)可知,用Java编写的程序仅有用C++编写的程序的1/4倍。
  • 代码质量高。Java鼓励良好的编码规范,而且自动垃圾回收技术有助于避免内存泄漏。其面向对象性质、JavaBeans组件体系结构以及分布广且易于扩展的API有助于重用已有的通过测试的代码,并减少引入的bug。
  • 开发效率高。Java比C++简单,使用Java开发程序时,开发速度可提高一倍,需要编写的代码也更少。
  • 避免平台相关性。只要不用其他语言编写类库,就可以保持程序的可移植性。
    编写一次,到处运行。因为用Java编写的应用程序都被编译成机器独立的字节码文件,这些字节码文件在任意Java平台上的运行情况都一样。
  • 发布软件更容易。使用Java Web Start,只需单击鼠标就可以发布应用程序。发布软件时自动版本检测能够确保所用软件的版本是最新的。如果版本有更新,Java Web Start软件会自动更新该软件。

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