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。

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。

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。

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。