Java計算

Java平台由Java虛擬機（Java Virtual Machine）和Java 應用編程介面（Application Programming Interface、簡稱API）構成。Java 應用編程介面為Java應用提供了一個獨立於操作系統的標準介面，可分為基本部分和擴展部分。在硬體或操作系統平台上安裝一個Java平台之後，Java應用程序就可運行。現在Java平台已經嵌入了幾乎所有的操作系統。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統中運行。Java應用編程介面已經從1.1x版發展到1.2版。目前常用的Java平台基於Java1.4，最近版本為Java1.6。

Java分為三個體系JavaSE，JavaEE，JavaME。

Java語言是一個支持網路計算的面向對象程序設計語言。Java語言吸收了Smalltalk語言和C++語言的優點，並增加了其它特性，如支持併發程序設計、網路通信、和多媒體數據控制等。主要特性如下：

1、Java語言是簡單的。Java語言的語法與C語言和C++語言很接近，使得大多數程序員很容易學習和使用Java。另一方面，Java丟棄了C++ 中很少使用的、很難理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重載、多繼承、自動的強制類型轉換。特別地，Java語言不使用指針，並提供了自動的廢料收集，使得程序員不必為內存管理而擔憂。

2、Java語言是一個面向對象的。Java語言提供類、介面和繼承等原語，為了簡單起見，只支持類之間的單繼承，但支持介面之間的多繼承，並支持類與介面之間的實現機制（關鍵字為implements）。Java語言全面支持動態綁定，而C++ 語言只對虛函數使用動態綁定。總之，Java語言是一個純的面向對象程序設計語言。

3、Java語言是分散式的。Java語言支持Internet應用的開發，在基本的Java應用編程介面中有一個網路應用編程介面（javanet），它提供了用於網路應用編程的類庫，包括URL、URLConnection、Socket、 ServerSocket等。Java的RMI(遠程方法激活)機制也是開發分散式應用的重要手段。

4、Java語言是健壯的。Java的強類型機制、異常處理、廢料的自動收集等是Java程序健壯性的重要保證。對指針的丟棄是Java的明智選擇。Java的安全檢查機制使得Java更具健壯性。

5、Java語言是安全的。Java通常被用在網路環境中，為此，Java提供了一個安全機制以防惡意代碼的攻擊。除了Java語言具有的許多安全特性以外，Java對通過網路下載的類具有一個安全防範機制（類ClassLoader），如分配不同的名字空間以防替代本地的同名類、位元組代碼檢查，並提供安全管理機制（類SecurityManager）讓Java應用設置安全哨兵。

6、Java語言是體系結構中立的。Java程序（後綴為java的文件）在Java平台上被編譯為體系結構中立的位元組碼格式（後綴為class的文件）, 然後可以在實現這個Java平台的任何系統中運行。這種途徑適合於異構的網路環境和軟體的分發。

7、Java語言是可移植的。這種可移植性來源於體系結構中立性，另外，Java還嚴格規定了各個基本數據類型的長度。Java系統本身也具有很強的可移植性，Java編譯器是用Java實現的，Java的運行環境是用ANSI C實現的。

8、Java語言是解釋型的。如前所述，Java程序在Java平台上被編譯為位元組碼格式，然後可以在實現這個Java平台的任何系統中運行。在運行時，Java平台中的Java解釋器對這些位元組碼進行解釋執行，執行過程中需要的類在聯接階段被載入到運行環境中。

9、Java是高性能的。與那些解釋型的高級腳本語言相比，Java的確是高性能的。事實上，Java的運行速度隨著JIT(Just-In-Time)編譯器技術的發展越來越接近於C++。

10、Java語言是多線程的。在Java語言中，線程是一種特殊的對象，它必須由Thread類或其子（孫）類來創建。通常有兩種方法來創建線程：其一，使用型構為Thread(Runnable) 的構造子將一個實現了Runnable介面的對象包裝成一個線程，其二，從Thread類派生齣子類並重寫run方法，使用該子類創建的對象即為線程。值得注意的是Thread類已經實現了Runnable介面，因此，任何一個線程均有它的run方法，而run方法中包含了線程所要運行的代碼。線程的活動由一組方法來控制。 Java語言支持多個線程的同時執行，並提供多線程之間的同步機制（關鍵字為synchronized）。

11、Java語言是動態的。Java語言的設計目標之一是適應於動態變化的環境。Java程序需要的類能動態地被載入到運行環境，也可以通過網路來載入所需要的類。這也有利於軟體的升級。另外，Java中的類有一個運行時刻的表示，能進行運行時刻的類型檢查。

Java語言的優良特性使得Java應用具有無比的健壯性和可靠性，這也減少了應用系統的維護費用。Java對對象技術的全面支持和Java平台內嵌的API能縮短應用系統的開發時間並降低成本。Java的編譯一次，到處可運行的特性使得它能夠提供一個隨處可用的開放結構和在多平台之間傳遞信息的低成本方式。特別是Java企業應用編程介面（Java Enterprise APIs）為企業計算及電子商務應用系統提供了有關技術和豐富的類庫。

1、JDBC（Java Database Connectivity）提供連接各種關係資料庫的統一介面。

2、EJB(Enterprise JavaBeans)使得開發者方便地創建、部署和管理跨平台的基於組件的企業應用。

3、Java RMI(Java Remote Method Invocation)用來開發分散式Java應用程序。一個Java對象的方法能被遠程Java虛擬機調用。這樣，遠程方法激活可以發生在對等的兩端，也可以發生在客戶端和伺服器之間，只要雙方的應用程序都是用Java寫的。

4、Java IDL(Java Interface Definition Language) 提供與CORBA(Common Object Request Broker Architecture)的無逢的互操作性。這使得Java能集成異構的商務信息資源。

5、JNDI(Java Naming and Directory Interface)提供從Java平台到的統一的無逢的連接。這個介面屏蔽了企業網路所使用的各種命名和目錄服務。

6、JMAPI（Java Management API）為異構網路上系統、網路和服務管理的開發提供一整套豐富的對象和方法。

7、JMS(Java Message Service)提供企業消息服務，如可靠的消息隊列、發布和訂閱通信、以及有關推拉（Push/Pull）技術的各個方面。

8、JTS(Java transaction Service)提供存取事務處理資源的開放標準，這些事務處理資源包括事務處理應用程序、事務處理管理及監控。

在Java技術中，值得關注的還有JavaBeans，它是一個開放的標準的組件體系結構，它獨立於平台，但使用Java語言。一個JavaBean是一個滿足JavaBeans規範的Java類，通常定義了一個現實世界的事物或概念。一個JavaBean的主要特徵包括屬性、方法和事件。通常，在一個支持JavaBeans規範的開發環境（如Sun Java Studio 和IBM VisualAge for Java）中，可以可視地操作JavaBean，也可以使用JavaBean構造出新的JavaBean。JavaBean的優勢還在於Java帶來的可移植性。現在，EJB (Enterprise JavaBeans) 將JavaBean概念擴展到Java服務端組件體系結構，這個模型支持多層的分散式對象應用。除了JavaBeans，典型的組件體系結構還有DCOM和CORBA，關於這些組件體系結構的深入討論超出了本書的範圍。

平台無關性是指Java能運行於不同的平台。Java引進虛擬機 原理，並運行於虛擬機，實現不同平台的Java介面之間。使用Java編寫的程序能在世界範圍內共享。Java的數據類型與 機器無關，Java虛擬機（Java Virtual Machine）是建立在硬體和操作系統之上，實現Java二進位代碼的解釋執行功能，提供於不同平台的介面的。

Java的編程類似C++，學習過C++的讀者將很快掌握Java的精髓。Java捨棄了C++的指針對存儲器地址的直接操作，程序運行時，內存由操作系統分配，這樣可以避免病毒通過指針侵入系統。Java對程序提供了安全管理器，防止程序的非法訪問。

Java吸取了C++面向對象的概念，將數據封裝於類中，利用類的優點，實現了程序的簡潔性和便於維護性。類的封裝性、繼承性等有關對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然後通過上述特性反覆利用。程序員只需把主要精力用在類和介面的設計和應用上。Java提供了眾多的一般對象的類，通過繼承即可使用父類的方法。在Java中，類的繼承關係是單一的非多重的，一個子類只有一個父類，子類的父類又有一個父類。Java提供的Object類及其子類的繼承關係如同一棵倒立的樹形，根類為Object類，Object類功能強大，經常會使用到它及其它派生的子類。

Java建立在擴展TCP/IP網路平台上。庫函數提供了用HTTP和FTP協議傳送和接受信息的方法。這使得程序員使用網路上的文件和使用本機文件一樣容易。

Java致力於檢查程序在編譯和運行時的錯誤。類型檢查幫助檢查出許多開發早期出現的錯誤。Java自己操縱內存減少了內存出錯的可能性。Java還實現了真數組，避免了覆蓋數據的可能，這些功能特徵大大提高了開發Java應用程序的周期。並且Java還提供了Null指針檢測、數組邊界檢測、異常出口、Byte code校驗等功能。

Java與C/C++語言

Java提供了一個功能強大語言的所有功能，但幾乎沒有一點含混特徵。C++安全性不好，但C和C++被大家接受，所以Java設計成C++形式，讓大家很容易學習。

Java去掉了C++語言中的指針運算、結構、typedefs、#define、需要釋放內存等功能，減少了平常出錯的50%，讓Java的語言功能很精鍊。而且，因為Java很小，所以整個解釋器只需215K的RAM，並增加了一些很有用的功能，如自動收集碎片。

Java實現了C++的基本面象對象技術並有一些增強，（為了語言簡單，刪除了一些功能）。Java處理數據方式和用對象介面處理對象數據方式一樣。

我們知道，早先的www僅可以傳送文本和圖片，Java的出現實現了互動的頁面，是一次偉大的革命。

Java並不是為Internet、www而設計的，它也可以用來編寫獨立的應用程序。Java是一種面向對象語言，Java語言類似於C++語言，所以已熟練掌握C++語言的編程人員，再學習Java語言就容易得多！Java程序需要編譯，它被放置在Internet伺服器上，當用戶訪問伺服器時，Java程序被下載到本地的用戶機上，由瀏覽器解釋運行。實際上有兩種Java程序：一種Java應用程序是一個完整的程序，如Web瀏覽器。另一種Java小應用程序是運行於Web瀏覽器中的一個程序。

Java程序和它的瀏覽器HotJava，提供了可讓你的瀏覽器運行程序的方法。你能從你的瀏覽器里直接播放聲音，你還能播放頁面里的動畫，Java還能告訴你的瀏覽器怎樣處理新的類型文件。當我們能在2400 baud線上傳輸視頻圖象時，HotJava將能顯示這些視頻。

電子商務是當今的熱門話題，然而傳統的編程語言難以勝任電子商務系統，電子商務要求程序代碼具有基本的要求：安全、可靠、同時要求能與運行於不同平台的機器的全世界客戶開展業務。Java以其強安全性、平台無關性、硬體結構無關性、語言簡潔同時面向對象，在網路編程語言中佔據無可比擬的優勢，成為實現電子商務系統的首選語言。