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Java簡介:Java是什么?及Java語言的特點

Java 是近 10 年來計算機軟件發展過程中的傳奇,其在眾多開發者心中的地位可謂“愛不釋手”,與其他一些計算機語言隨著時間的流逝影響也逐漸減弱不同,Java 隨著時間的推移反而變得更加強大。

從首次發布開始,Java 就躍到了 Internet 編程的前沿。后續的每一個版本都進一步鞏固了這一地位。如今,Java 依然是開發基于 Web 的應用程序的最佳選擇。此外,Java 還是智能手機變革的推手,Android 編程采用的就是 Java 語言。

什么是Java語言

簡單地說,Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年推出的一門面向對象程序設計語言。2010 年 Oracle 公司收購 Sun Microsystems,之后由 Oracle 公司負責 Java 的維護和版本升級。

其實,Java 還是一個平臺。Java 平臺由 Java 虛擬機(Java Virtual Machine,JVM)和 Java 應用編程接口(Application Programming Interface,API)構成。Java 應用編程接口為此提供了一個獨立于操作系統的標準接口,可分為基本部分和擴展部分。在硬件或操作系統平臺上安裝一個 Java 平臺之后,Java 應用程序就可運行。

Java 平臺已經嵌入了幾乎所有的操作系統。這樣 Java 程序只編譯一次,就可以在各種系統中運行。Java 應用編程接口已經從 1.1x 版本發展到 1.2 版本。常用的 Java 平臺基于 Java 1.6,最新版本為Java 1.8。

Java 發展至今,就力圖使之無所不能。按應用范圍,Java 可分為 3 個體系,即 Java SE、Java EE 和 Java ME。下面簡單介紹這 3 個體系。

1. Java SE

Java SE(Java Platform Standard Edition,Java 平臺標準版)以前稱為 J2SE,它允許開發和部署在桌面、服務器、嵌入式環境和實時環境中使用的 Java 應用程序。Java SE 包含了支持 Java Web 服務開發的類,并為 Java EE 提供基礎,如 Java 語言基礎、JDBC 操作、I/O 操作、網絡通信以及多線程等技術。圖 1 所示為 Java SE 的體系結構。

Java SE的體系結構
圖1 Java SE的體系結構(點此查看原圖

2. Java EE

Java EE(Java Platform Enterprise Edition,Java 平臺企業版)以前稱為 J2EE。企業版本幫助開發和部署可移植、健壯、可伸縮且安全的服務器端 Java 應用程序。Java EE 是在 Java SE 基礎上構建的,它提供 Web 服務、組件模型、管理和通信 API,可以用來實現企業級的面向服務體系結構(Service Oriented Architecture,SOA)和 Web 2.0 應用程序。

3. Java ME

Java ME(Java Platform Micro Edition,Java 平臺微型版)以前稱為 J2ME,也叫 K-JAVA。 Java ME 為在移動設備和嵌入式設備(比如手機、PDA、電視機頂盒和打印機)上運行的應用程序提供一個健壯且靈活的環境。

Java ME 包括靈活的用戶界面、健壯的安全模型、豐富的內置網絡協議以及對可以動態下載的聯網和離線應用程序。基于 Java ME 規范的應用程序 只需編寫一次就可以用于許多設備,而且可以利用每個設備的本機功能。

Java語言的特點

Java 語言的風格很像 C 語言和 C++ 語言,是一種純粹的面向對象語言,它繼承了 C++ 語言面向對象的技術核心,但是拋棄了 C++ 的一些缺點,比如說容易引起錯誤的指針以及多繼承等,同時也增加了垃圾回收機制,釋放掉不被使用的內存空間,解決了管理內存空間的煩惱。

Java 語言是一種分布式的面向對象語言,具有面向對象、平臺無關性、簡單性、解釋執行、多線程、安全性等很多特點,下面針對這些特點進行逐一介紹。

1. 面向對象

Java 是一種面向對象的語言,它對對象中的類、對象、繼承、封裝、多態、接口、包等均有很好的支持。為了簡單起見,Java 只支持類之間的單繼承,但是可以使用接口來實現多繼承。使用 Java 語言開發程序,需要采用面向對象的思想設計程序和編寫代碼。

2. 平臺無關性

平臺無關性的具體表現在于,Java 是“一次編寫,到處運行(Write Once,Run any Where)”的語言,因此采用 Java 語言編寫的程序具有很好的可移植性,而保證這一點的正是 Java 的虛擬機機制。在引入虛擬機之后,Java 語言在不同的平臺上運行不需要重新編譯。

Java 語言使用 Java 虛擬機機制屏蔽了具體平臺的相關信息,使得 Java 語言編譯的程序只需生成虛擬機上的目標代碼,就可以在多種平臺上不加修改地運行。

3. 簡單性

Java 語言的語法與 C 語言和 C++ 語言很相近,使得很多程序員學起來很容易。對 Java 來說,它舍棄了很多 C++ 中難以理解的特性,如操作符的重載和多繼承等,而且 Java 語言不使用指針,加入了垃圾回收機制,解決了程序員需要管理內存的問題,使編程變得更加簡單。

4. 解釋執行

Java 程序在 Java 平臺運行時會被編譯成字節碼文件,然后可以在有 Java 環境的操作系統上運行。在運行文件時,Java 的解釋器對這些字節碼進行解釋執行,執行過程中需要加入的類在連接階段被載入到運行環境中。

5. 多線程

Java 語言是多線程的,這也是 Java 語言的一大特性,它必須由 Thread 類和它的子類來創建。Java 支持多個線程同時執行,并提供多線程之間的同步機制。任何一個線程都有自己的 run() 方法,要執行的方法就寫在 run() 方法體內。

6. 分布式

Java 語言支持 Internet 應用的開發,在 Java 的基本應用編程接口中就有一個網絡應用編程接口,它提供了網絡應用編程的類庫,包括 URL、URLConnection、Socket 等。Java 的 RIM 機制也是開發分布式應用的重要手段。

7. 健壯性

Java 的強類型機制、異常處理、垃圾回收機制等都是 Java 健壯性的重要保證。對指針的丟棄是 Java 的一大進步。另外,Java 的異常機制也是健壯性的一大體現。

8. 高性能

Java 的高性能主要是相對其他高級腳本語言來說的,隨著 JIT(Just in Time)的發展,Java 的運行速度也越來越高。

9. 安全性

Java 通常被用在網絡環境中,為此,Java 提供了一個安全機制以防止惡意代碼的攻擊。除了 Java 語言具有許多的安全特性以外,Java 還對通過網絡下載的類增加一個安全防范機制,分配不同的名字空間以防替代本地的同名類,并包含安全管理機制。

Java 語言的眾多特性使其在眾多的編程語言中占有較大的市場份額,Java 語言對對象的支持和強大的 API 使得編程工作變得更加容易和快捷,大大降低了程序的開發成本。Java 的“一次編寫,到處執行”正是它吸引眾多商家和編程人員的一大優勢。

學習Java的最佳途徑

學習 Java 之前,先別急,靜下心來好好想想下面的問題。
  1. 你對學習 Java 是否有足夠興趣?
  2. 你是否能靜下心來堅持不懈地學習?

以上是兩個容易回答但絕對不應該忽略的問題。如果確信自己對 Java 感興趣,而且又有吃苦的準備,那才可能學好 Java。如果具備這兩個條件,初學者需要注意的主要有如下幾點。
  • 不要看太多的書,先找本相對基礎的書系統地學習。很多程序開發人員工作了很久也只是熟悉部分基礎而已,所以沒有必要花費精力全面了解 Java 的每個細節。
  • 初學時不要去死記語法。在剛接觸 Java 語言時,掌握好基礎語法,并大概了解一些功能即可。借助開發工具的代碼輔助功能完成代碼的錄入,這樣可以更快地進入學習狀態。
  • 多實踐,多思考,多請教。僅讀懂書中的內容和技術是不行的,必須動手編寫程序代碼、運行代碼,并分析運行過程,從而對學習內容有整體的認識。用自己的方式思考問題,通過編寫代碼來提高編程思路。平時多和其他人溝通技術問題,提高自己的技術和見識。
  • 遇到問題,首先嘗試自己解決。這樣可以提高自己對程序的調試能力,并對常見問題有一定了解,明白出錯的原因,甚至舉一反三地解決其他相關聯的錯誤問題。
  • 不要急躁,遇到技術問題,必須冷靜對待,不能讓思維混亂,保持清醒的頭腦才能分析和解決各種問題。
  • 了解設計模式。開發程序必須編寫程序代碼,這些代碼必須具有高度的可讀性,這樣編寫的程序才有調試和維護的價值。學習一些設計模式,能夠很好地把握項目的整體結構。
  • 多閱讀別人的源代碼,多査閱資料。不但要看懂別人的程序代碼,還要分析作者的編程思想和設計模式,最好能為己所用。

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