一、Java語言特點(diǎn)

　　Java是一種跨平臺(tái)，適合于分布式計(jì)算環(huán)境的面向?qū)ο缶幊陶Z言。

　　具體來說，它具有如下特性：

　　簡單性、面向?qū)ο蟆⒎植际健⒔忉屝汀⒖煽俊踩⑵脚_(tái)無關(guān)、可移植、高性能、多線程、動(dòng)態(tài)性等。

　　下面我們將重點(diǎn)介紹Java語言的面向?qū)ο蟆⑵脚_(tái)無關(guān)、分布式、多線程、可靠和安全等特性。

　　1.面向?qū)ο?

　　面向?qū)ο笃鋵?shí)是現(xiàn)實(shí)世界模型的自然延伸。現(xiàn)實(shí)世界中任何實(shí)體都可以看作是對(duì)象。對(duì)象之間通過消息相互作用。另外，現(xiàn)實(shí)世界中任何實(shí)體都可歸屬于某類事物，任何對(duì)象都是某一類事物的實(shí)例。如果說傳統(tǒng)的過程式編程語言是以過程為中心以算法為驅(qū)動(dòng)的話，面向?qū)ο蟮木幊陶Z言則是以對(duì)象為中心以消息為驅(qū)動(dòng)。用公式表示，過程式編程語言為：程序=算法+數(shù)據(jù)；面向?qū)ο缶幊陶Z言為：程序=對(duì)象+消息。

　　所有面向?qū)ο缶幊陶Z言都支持三個(gè)概念：封裝、多態(tài)性和繼承，Java也不例外。現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象均有屬性和行為，映射到計(jì)算機(jī)程序上，屬性則表示對(duì)象的數(shù)據(jù)，行為表示對(duì)象的方法（其作用是處理數(shù)據(jù)或同外界交互）。所謂封裝，就是用一個(gè)自主式框架把對(duì)象的數(shù)據(jù)和方法聯(lián)在一起形成一個(gè)整體。可以說，對(duì)象是支持封裝的手段，是封裝的基本單位。Java語言的封裝性較強(qiáng)，因?yàn)镴ava無全程變量，無主函數(shù)，在Java中絕大部分成員是對(duì)象，只有簡單的數(shù)字類型、字符類型和布爾類型除外。而對(duì)于這些類型，Java也提供了相應(yīng)的對(duì)象類型以便與其他對(duì)象交互操作。

　　多態(tài)性就是多種表現(xiàn)形式，具體來說，可以用“一個(gè)對(duì)外接口，多個(gè)內(nèi)在實(shí)現(xiàn)方法”表示。舉一個(gè)例子，計(jì)算機(jī)中的堆棧可以存儲(chǔ)各種格式的數(shù)據(jù)，包括整型，浮點(diǎn)或字符。不管存儲(chǔ)的是何種數(shù)據(jù)，堆棧的算法實(shí)現(xiàn)是一樣的。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型，編程人員不必手工選擇，只需使用統(tǒng)一接口名，系統(tǒng)可自動(dòng)選擇。運(yùn)算符重載（operatoroverload)一直被認(rèn)為是一種優(yōu)秀的多態(tài)機(jī)制體現(xiàn)，但由于考慮到它會(huì)使程序變得難以理解，所以Java最后還是把它取消了。

　　繼承是指一個(gè)對(duì)象直接使用另一對(duì)象的屬性和方法。事實(shí)上，我們遇到的很多實(shí)體都有繼承的含義。例如，若把汽車看成一個(gè)實(shí)體，它可以分成多個(gè)子實(shí)體，如：卡車、公共汽車等。這些子實(shí)體都具有汽車的特性，因此，汽車是它們的“父親”，而這些子實(shí)體則是汽車的“孩子”。Java提供給用戶一系列類（class），Java的類有層次結(jié)構(gòu)，子類可以繼承父類的屬性和方法。與另外一些面向?qū)ο缶幊陶Z言不同，Java只支持單一繼承。

　　2 平臺(tái)無關(guān)性

　　Java是平臺(tái)無關(guān)的語言是指用Java寫的應(yīng)用程序不用修改就可在不同的軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行。平臺(tái)無關(guān)有兩種：源代碼級(jí)和目標(biāo)代碼級(jí)。C和C++具有一定程度的源代碼級(jí)平臺(tái)無關(guān)，表明用C或C++寫的應(yīng)用程序不用修改只需重新編譯就可以在不同平臺(tái)上運(yùn)行。

　　Java主要靠Java虛擬機(jī)（JVM）在目標(biāo)碼級(jí)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)性。JVM是一種抽象機(jī)器，它附著在具體操作系統(tǒng)之上，本身具有一套虛機(jī)器指令，并有自己的棧、寄存器組等。但JVM通常是在軟件上而不是在硬件上實(shí)現(xiàn)。（目前，SUN系統(tǒng)公司已經(jīng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Java芯片，主要使用在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)NC上。

　　另外，Java芯片的出現(xiàn)也會(huì)使Java更容易嵌入到家用電器中。）JVM是Java平臺(tái)無關(guān)的基礎(chǔ)，在JVM上，有一個(gè)Java解釋器用來解釋Java編譯器編譯后的程序。Java編程人員在編寫完軟件后，通過Java編譯器將Java源程序編譯為JVM的字節(jié)代碼。任何一臺(tái)機(jī)器只要配備了Java解釋器，就可以運(yùn)行這個(gè)程序，而不管這種字節(jié)碼是在何種平臺(tái)上生成的。另外，Java采用的是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型。通過JVM保證數(shù)據(jù)類型的一致性，也確保了Java的平臺(tái)無關(guān)性。

　　Java的平臺(tái)無關(guān)性具有深遠(yuǎn)意義。首先，它使得編程人員所夢寐以求的事情（開發(fā)一次軟件在任意平臺(tái)上運(yùn)行）變成事實(shí)，這將大大加快和促進(jìn)軟件產(chǎn)品的開發(fā)。其次Java的平臺(tái)無關(guān)性正好迎合了“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)”思想。如果大量常用的應(yīng)用軟件（如字處理軟件等）都用Java重新編寫，并且放在某個(gè)Internet服務(wù)器上，那么具有NC的用戶將不需要占用大量空間安裝軟件，他們只需要一個(gè)

　　Java解釋器，每當(dāng)需要使用某種應(yīng)用軟件時(shí)，下載該軟件的字節(jié)代碼即可，運(yùn)行結(jié)果也可以發(fā)回服務(wù)器。目前，已有數(shù)家公司開始使用這種新型的計(jì)算模式構(gòu)筑自己的企業(yè)信息系統(tǒng)。

3 分布式

　　分布式包括數(shù)據(jù)分布和操作分布。數(shù)據(jù)分布是指數(shù)據(jù)可以分散在網(wǎng)絡(luò)的不同主機(jī)上，操作分布是指把一個(gè)計(jì)算分散在不同主機(jī)上處理。

　　Java支持WWW客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算模式，因此，它支持這兩種分布性。對(duì)于前者，Java提供了一個(gè)叫作URL的對(duì)象，利用這個(gè)對(duì)象，你可以打開并訪問具有相同URL地址上的對(duì)象，訪問方式與訪問本地文件系統(tǒng)相同。對(duì)于后者，Java的applet小程序可以從服務(wù)器下載到客戶端，即部分計(jì)算在客戶端進(jìn)行，提高系統(tǒng)執(zhí)行效率。

　　Java提供了一整套網(wǎng)絡(luò)類庫，開發(fā)人員可以利用類庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)，方便得實(shí)現(xiàn)Java的分布式特性。

　　4 可靠性和安全性

　　Java最初設(shè)計(jì)目的是應(yīng)用于電子類消費(fèi)產(chǎn)品，因此要求較高的可靠性。Java雖然源于C++，但它消除了許多C++不可靠因素，可以防止許多編程錯(cuò)誤。首先，Java是強(qiáng)類型的語言，要求顯式的方法聲明，這保證了編譯器可以發(fā)現(xiàn)方法調(diào)用錯(cuò)誤，保證程序更加可靠；其次，Java不支持指針，這杜絕了內(nèi)存的非法訪問；第三，Java的自動(dòng)單元收集防止了內(nèi)存丟失等動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配導(dǎo)致的問題；第四，Java解釋器運(yùn)行時(shí)實(shí)施檢查，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)組和字符串訪問的越界，最后，Java提供了異常處理機(jī)制，程序員可以把一組錯(cuò)誤代碼放在一個(gè)地方，這樣可以簡化錯(cuò)誤處理任務(wù)便于恢復(fù)。

　　由于Java主要用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)，因此對(duì)安全性有較高的要求。如果沒有安全保證，用戶從網(wǎng)絡(luò)下載程序執(zhí)行就非常危險(xiǎn)。Java通過自己的安全機(jī)制防止了病毒程序的產(chǎn)生和下載程序?qū)Ρ镜叵到y(tǒng)的威脅破壞。當(dāng)Java字節(jié)碼進(jìn)入解釋器時(shí)，首先必須經(jīng)過字節(jié)碼校驗(yàn)器的檢查，然后，Java解釋器將決定程序中類的內(nèi)存布局，隨后，類裝載器負(fù)責(zé)把來自網(wǎng)絡(luò)的類裝載到單獨(dú)的內(nèi)存區(qū)域，避免應(yīng)用程序之間相互干擾破壞。最后，客戶端用戶還可以限制從網(wǎng)絡(luò)上裝載的類只能訪問某些文件系統(tǒng)。

　　上述幾種機(jī)制結(jié)合起來，使得Java成為安全的編程語言。

　　5 多線程

　　線程是操作系統(tǒng)的一種新概念，它又被稱作輕量進(jìn)程，是比傳統(tǒng)進(jìn)程更小的可并發(fā)執(zhí)行的單位。

　　C和C++采用單線程體系結(jié)構(gòu)，而Java卻提供了多線程支持。

　　Java在兩方面支持多線程。一方面，Java環(huán)境本身就是多線程的。若干個(gè)系統(tǒng)線程運(yùn)行負(fù)責(zé)必要的無用單元回收，系統(tǒng)維護(hù)等系統(tǒng)級(jí)操作；另一方面，Java語言內(nèi)置多線程控制，可以大大簡化多線程應(yīng)用程序開發(fā)。Java提供了一個(gè)類Thread，由它負(fù)責(zé)啟動(dòng)運(yùn)行，終止線程，并可檢查線程狀態(tài)。Java的線程還包括一組同步原語。這些原語負(fù)責(zé)對(duì)線程實(shí)行并發(fā)控制。利用Java的多線程編程接口，開發(fā)人員可以方便得寫出支持多線程的應(yīng)用程序，提高程序執(zhí)行效率。必須注意地是，Java的多線程支持在一定程度上受運(yùn)行時(shí)支持平臺(tái)的限制。例如，如果操作系統(tǒng)本身不支持多線程，Java的多線程特性可能就表現(xiàn)不出來。

　　二、Java小程序和應(yīng)用程序

　　用Java可以寫兩種類型的程序：小程序（又叫JavaApplet）和應(yīng)用程序（JavaApplication）。小程序是嵌入在HTML文檔中的Java程序；而Java應(yīng)用程序是從命令行運(yùn)行的程序。對(duì)Java而言，Java小程序的大小和復(fù)雜性都沒有限制。事實(shí)上，Java小程序有些方面比Java應(yīng)用程序更強(qiáng)大。但是由于目前Internet通訊速度有限，因此大多數(shù)小程序規(guī)模較小。小程序和應(yīng)用程序之間的技術(shù)差別在于運(yùn)行環(huán)境。

　　Java應(yīng)用程序運(yùn)行在最簡單的環(huán)境中，它的唯一外部輸入就是命令行參數(shù)。另一方面，Java小程序則需要來自Web瀏覽器的大量信息：它需要知道何時(shí)啟動(dòng)，何時(shí)放入瀏覽器窗口，何處，何時(shí)激活關(guān)閉。由于這兩種不同的執(zhí)行環(huán)境，小程序和應(yīng)用程序的最低要求不同。

　　由于WWW使小程序的發(fā)布十分便利，因此小程序更適合作為Internet上的應(yīng)用程序。相反，非網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和內(nèi)存較小的系統(tǒng)更適合用Java應(yīng)用程序而較少用Java小程序?qū)崿F(xiàn)。另外，Java應(yīng)用程序也很容易以Internet為基礎(chǔ)環(huán)境，事實(shí)上有些優(yōu)秀的Java應(yīng)用程序正是如此。