Java技術(shù)Java語言出現(xiàn)的背景

1、Java 技術(shù)：Java 入門Java 語言出現(xiàn)的背景、影響及應(yīng)用前景一、背景最近一年多來，在 Internet 上出現(xiàn)的特別吸引人的事件就是 Java 語言和用 Java 編寫的瀏覽器 HotJava。1991 年,SUNMicroSystem 公司的 JameGoslingBillJoe 等人，為在電視、控制烤面包箱等家用消費類電子產(chǎn)品上進(jìn)行交互式操作而開發(fā)了一個名為 Oak 的軟件（即一種橡樹的名字，但當(dāng)時并沒有引起人們的注意，直到 1994 年下半年 Internet 的迅猛發(fā)展，環(huán)球信息網(wǎng) WWW 的快速增長，促進(jìn)了 Java 語言研制的進(jìn)展，使得它逐漸成為 Internet 上受歡

2、迎的開發(fā)與編程語言，一些著名的計算機(jī)公司紛紛購買了 Java 語言的使用權(quán)，如 Mi-croSoft、IBM、Netscape、Novell、Apple、DEC、SGI 等，因此 Java 語言被美國的著名雜志 PCMagazine評為 1995 年十大優(yōu)秀科技產(chǎn)品，（計算機(jī)類就此一項入選，隨之大量出現(xiàn)了用 Java 編寫的軟件產(chǎn)品，受到工業(yè)界的重視與好評，認(rèn)為Java 是八十年代以來計算機(jī)界的一件大事,微軟總裁比爾蓋茨在悄悄地觀察了一段時間后，不無感慨地說：Java 是長時間以來最卓越的程序設(shè)計語言”，并確定微軟整個軟件開發(fā)的戰(zhàn)略從 PC 單機(jī)時代向著以網(wǎng)絡(luò)為中心的計算時代轉(zhuǎn)移，而購買 Ja

3、va 則是他的重大戰(zhàn)略決策的實施部署。因此,Java 的誕生必將對整個計算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深遠(yuǎn)的影響，對傳統(tǒng)的計算模型提出了新的挑戰(zhàn)。SUNMicroSystem 公司的總裁 ScottMcNealy 認(rèn)為 Java 為 Internet 和 WWW 開辟了一個嶄新的時代。環(huán)球信息網(wǎng) WWW 的創(chuàng)始人 Berners-Lee 說:計算機(jī)事業(yè)發(fā)展的下一個浪潮就是 Java,并且將很快會發(fā)生的”?？磥恚褂?Java 已成大勢所趨！MicroSoft 和 IBM 兩大公司都計劃在 Internet 上銷售用 Java 編寫的軟件。Apple、HP、IBMMicroSoft、NovellSGI、SCO、T

4、andem 等公司均計劃將 Java 并入各自開發(fā)的操作系統(tǒng)，而負(fù)責(zé)開發(fā)并推廣 Java 技術(shù)的 SunSoft 公司（這是 SUN 下屬的一個子公司，將通過頒發(fā)許可證的辦法來允許各家公司把 Java 虛擬機(jī)和 Java 的 Applets 類庫嵌入他們開發(fā)的操作系統(tǒng)，這樣各類開發(fā)人員就能更容易地選擇多種平臺來使用 Java 語言編程，不同的用戶也就可以脫離 Web 瀏覽器來運行 Java 應(yīng)用程序，這無疑是很受廣大用戶歡迎的，也為 Java 語言的應(yīng)用開拓了極為廣闊的前景。（當(dāng)然，各類 JavaOS 之間的兼容性必須得到重視，好在 JavaSoft 已保證將監(jiān)督這種兼容性）。另外， 由 Ja

5、vaSoft 推出的完全用 Java 編寫的 Internet 上新型瀏覽器 HotJava,比去年 alpha 版更為實用，不僅能編制動態(tài)的應(yīng)用軟件，而且能編制完整的成套桌面應(yīng)用軟件，將來還會提供更多的能幫助編制動態(tài)應(yīng)用軟件的模塊，顯然，這也是為 Java 的應(yīng)用提供了有力的例證。今年 6 月 7 日，由 SUN 公司和臺灣經(jīng)濟(jì)事務(wù)部信息發(fā)展局、臺灣信息技術(shù)研究所等單位牽頭，成立了一個“Java 聯(lián)盟”，參加的有 22 個在臺灣相當(dāng)著名的計算機(jī)公司，并在臺北建立一個Java 開發(fā)中心,在新竹建立一個Java 語言實驗室,以掀起臺灣開發(fā)與應(yīng)用 Java 語言的熱潮。香港則在今年 4 月就舉行了

6、全島的 Java 杯比賽，在計算機(jī)界掀起了學(xué)習(xí) Java 的熱潮（尤其是在大學(xué)生們中，出現(xiàn)了一批 Java 迷）。有人預(yù)言：Java 將是網(wǎng)絡(luò)上的世界語，今后所有的用其他語言編寫的軟件統(tǒng)統(tǒng)都要用 Java 語言來改寫。二、Java 語言對軟件開發(fā)技術(shù)的影響工業(yè)界不少人預(yù)言：Java 語言的出現(xiàn)，將會引起一場軟件革命，這是因為傳統(tǒng)的軟件往往都是與具體的實現(xiàn)環(huán)境有關(guān)，換了一個環(huán)境就需要作一番改動，耗時費力，而 Java 語言能在執(zhí)行碼（二進(jìn)制碼）上兼容，這樣以前所開發(fā)的軟件就能運行在不同的機(jī)器上，只要所用的機(jī)器能提供 Java 語言解釋器即可。Java 語言將對未來軟件的開發(fā)產(chǎn)生影響，可從如下幾個

7、方面考慮：1 軟件的需求分析：可將用戶的需求進(jìn)行動態(tài)的、可視化描述，以提供設(shè)計者更加直觀的要求。而用戶的需求是各色各樣的，不受地區(qū)、行業(yè)、部門、愛好的影響，都可以用 Java語言描述清楚。2 軟件的開發(fā)方法：由于 Java 語言的面向目標(biāo)的特性，所以完全可以用 O-O 的技術(shù)與方法來開發(fā)，這是符合最新的軟件開發(fā)規(guī)范要求的。3Java 語言的動畫效果遠(yuǎn)比 GUI 技術(shù)更加逼真，尤其是利用 WWW 提供的巨大動畫資源空間，可以共享全世界的動態(tài)畫面的資源。4 軟件最終產(chǎn)品：用 Java 語言開發(fā)的軟件可以具有可視化、可聽化、可操作化的效交互、動畫與動作,要它停就停，要它繼續(xù)就繼續(xù)，而這是在電影與電視

8、播放過程中難以做到的。5 其它：使用 Java 語言對開發(fā)效益、開發(fā)價值都有比較明顯的影響。三、工業(yè)界對 Java 語言的評價1996 年 5 月 2931 日，在美國舊金山召開了一個全世界 Java 語言開發(fā)者大會,（JavaOneDeveloperConfer-ence）,出席會議的多達(dá) 6500 多人，來自工業(yè)界的超過一半，有人評價說：”這是近年來計算機(jī)界最光輝的一次盛會，一些工業(yè)界的老總們相當(dāng)看好Java 語言， 認(rèn)為它的使用將會引起一場軟件革命。 從軟件的設(shè)計風(fēng)格、 設(shè)計方法、 設(shè)計目標(biāo)到設(shè)計過程，都會產(chǎn)生徹底的變革，甚至?xí)淖兇诵乔虻纳罘绞?。在這次會上，Java 的創(chuàng)始人之一 J

9、amesGosling 說:Java 不僅僅只是 applets,它能做任何事情,Dta咨詢公司的高級軟件工程師 RichKadel 說:Java 不僅僅是一種程序設(shè)計語言，更是現(xiàn)代化軟件再實現(xiàn)的基礎(chǔ)；Java 還是未來新型 OS 的核心；將會出現(xiàn) Java 芯片；將構(gòu)成各種應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺與實現(xiàn)環(huán)境，是人們必不可少的開發(fā)工具，”。由于各界都看好它，因此，各大公司都紛紛表示支持 Java,Intel、Xerox 公司聲言將把 Java嵌入到他們的產(chǎn)品中去。就連華爾街金融界也在投入資金人力用 Java 開發(fā)電子貿(mào)易、金融軟件。所以有人說：現(xiàn)在第三方的開發(fā)商都團(tuán)結(jié)在 Java 大旗周圍了！，紛紛

10、推出用 Java 開發(fā)的各種軟件產(chǎn)品，以期盡快地占領(lǐng)市場。四、Java 語言的應(yīng)用前景Java 語言有著廣泛的應(yīng)用前景，大體上可以從以下幾個方面來考慮其應(yīng)用：1 所有面向?qū)ο蟮膽?yīng)用開發(fā)，包括面向?qū)ο蟮氖录枋觥⑻幚?、綜合等；2 計算過程的可視化、可操作化的軟件的開發(fā)；3 動態(tài)畫面的設(shè)計，包括圖形圖彳 t 的調(diào)用；4 交互操作的設(shè)計（選擇交互、定向交互、控制流程等）;5 Internet 的系統(tǒng)管理功能模塊的設(shè)計，包才 Web 頁面的動態(tài)設(shè)計、管理和交互操作設(shè)計等；6 Intranet（企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)）上的軟件開發(fā)（直接面向企業(yè)內(nèi)部用戶的軟件）;7 與各類數(shù)據(jù)庫連接查詢的 SQL 語句實現(xiàn)；8 其它

11、應(yīng)用類型的程序。Java 的特點Java 是一個廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)編程語言，它是一種新的計算概念。首先，作為一種程序設(shè)計語言，它簡單、面向?qū)ο?、不依賴于機(jī)器的結(jié)構(gòu)、具有可移植性、魯棒性、安全性、并且提供了并發(fā)的機(jī)制、具有很高的性能。其次，它最大限度地利用了網(wǎng)絡(luò)，Java 的小應(yīng)用程序（applet）可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸而不受 CPU 和環(huán)境的限制。另外，Java還提供了豐富的類庫，使程序設(shè)計者可以很方便地建立自己的系統(tǒng)。下面我們分別從這三個方面來討論 Java 的特點，然后通過把 Java 與 C,C+相比進(jìn)一步指出它所具有的優(yōu)點。一、 Java 語言Java 語言有下面一些特點：簡單、面向?qū)ο?、分布?/p>

12、、解釋執(zhí)行、魯棒、安全、體系結(jié)構(gòu)中立、可移植、高性能、多線程以及動態(tài)性。:1.簡單性Java 語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，它通過提供最基本的方法來完成指定的任務(wù)，只需理解一些基本的概念，就可以用它編寫出適合于各種情況的應(yīng)用程序。Java 略去了運算符重載、多重繼承等模糊的概念，并且通過實現(xiàn)自動垃圾收集大大簡化了程序設(shè)計者的內(nèi)存管理工作。另外，Java 也適合于在小型機(jī)上運行，它的基本解釋器及類的支持只有 40KB 左右，加上標(biāo)準(zhǔn)類庫和線程的支持也只有 215KB 左右。庫和線程白支持也只有 215KB 左右。2 .面向?qū)ο驤ava 語言的設(shè)計集中于對象及其接口，它提供了簡單的類機(jī)制以及動態(tài)的接口

13、模型。對象中封裝了它的狀態(tài)變量以及相應(yīng)的方法，實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏；而類則提供了一類對象的原型，并且通過繼承機(jī)制，子類可以使用父類所提供的方法，實現(xiàn)了代碼的復(fù)用。3 .分布性Java 是面向網(wǎng)絡(luò)的語言。通過它提供的類庫可以處理 TCP/IP 協(xié)議，用戶可以通過 URL地址在網(wǎng)絡(luò)上很方便地訪問其它對象。4 .魯棒性Java 在編譯和運彳 T 程序時，都要對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行檢查，以消除錯誤的產(chǎn)生。它提供自動垃圾收集來進(jìn)行內(nèi)存管理，防止程序員在管理內(nèi)存時容易產(chǎn)生的錯誤。通過集成的面向?qū)ο蟮睦馓幚頇C(jī)制，在編譯時，Java 提示出可能出現(xiàn)但未被處理的例外，幫助程序員正確地進(jìn)行選擇以防止系統(tǒng)的崩潰。

14、另外,Java 在編譯時還可捕獲類型聲明中的許多常見錯誤，防止動態(tài)運行時不匹配問題的出現(xiàn)。5 .安全性用于網(wǎng)絡(luò)、分布環(huán)境下的 Java 必須要防止病毒的入侵。Java 不支持指針，一切對內(nèi)存的訪問都必須通過對象的實例變量來實現(xiàn)，這樣就防止程序員使用特洛伊木馬等欺騙手段訪問對象的私有成員，同時也避免了指針操作中容易產(chǎn)生的錯誤。6 .體系結(jié)構(gòu)中立Java 解釋器生成與體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)碼指令，只要安裝了 Java 運行時系統(tǒng)，Java 程序就可在任意的處理器上運行。這些字節(jié)碼指令對應(yīng)于 Java 虛擬機(jī)中的表示，Java 解釋器得到字節(jié)碼后，對它進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之能夠在不同的平臺運行。7 .可移植性與

15、平臺無關(guān)的特性使 Java 程序可以方便地被移植到網(wǎng)絡(luò)上的不同機(jī)器。 同時，Java 的類庫中也實現(xiàn)了與不同平臺的接口，使這些類庫可以移植。另外，Java 編譯器是由 Java 語言實現(xiàn)的，Java 運行時系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn) C 實現(xiàn)，這使得 Java 系統(tǒng)本身也具有可移植性。8 .解釋執(zhí)行Java 解釋器直接對 Java 字節(jié)碼進(jìn)行解釋執(zhí)行。字節(jié)碼本身攜帶了許多編譯時信息，使得連接過程更加簡單。9 .高性能和其它解釋執(zhí)行的語言如 BASIC、TCL 不同，Java 字節(jié)碼的設(shè)計使之能很容易地直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于特定 CPU 的機(jī)器碼，從而得到較高的性能。10 .多線程多線程機(jī)制使應(yīng)用程序能夠并行執(zhí)行，而

16、且同步機(jī)制保證了對共享數(shù)據(jù)的正確操作。通過使用多線程，程序設(shè)計者可以分別用不同的線程完成特定的行為，而不需要采用全局的事件循環(huán)機(jī)制，這樣就很容易地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的實時交互行為。11 .動態(tài)性Java 的設(shè)計使它適合于一個不斷發(fā)展的環(huán)境。在類庫中可以自由地加入新的方法和實例變量而不會影響用戶程序的執(zhí)行。并且 Java 通過接口來支持多重繼承，使之比嚴(yán)格的類繼承具有更靈活的方式和擴(kuò)展性。二、 JavaAppletJava 語言的特性使它可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)。Ap-plet 是 Java 的小應(yīng)用程序，它是動態(tài)、安全、跨平臺的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。JavaApplet 嵌入 HTML 語言，通過主頁發(fā)布到 I

17、nterneto網(wǎng)絡(luò)用戶訪問服務(wù)器的 Applet 時，這些 Applet 從網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，然后在支持 Java 的瀏覽器中運行。由于 Java 語言的安全機(jī)制，用戶一旦載入 Applet,就可以放心地來生成多媒體的用戶界面或完成復(fù)雜的計算而不必?fù)?dān)心病毒的入侵。雖然 Applet 可以和圖像、聲音、動畫等一樣從網(wǎng)絡(luò)上下載，但它并不同于這些多媒體的文件格式，它可以接收用戶的輸入，動態(tài)地進(jìn)行改變，而不僅僅是動畫的顯示和聲音的播放。三、豐富的類庫Java 提供了大量的類以滿足網(wǎng)絡(luò)化、多線程、面向?qū)ο笙到y(tǒng)的需要。1 .語言包提供的支持包括字符串處理、多線程處理、例外處理、數(shù)學(xué)函數(shù)處理等，可以用它簡單

18、地實現(xiàn) Java 程序的運行平臺。2 .實用程序包提供的支持包括哈希表、堆棧、可變數(shù)組、時間和日期等。3 .輸入輸出包用統(tǒng)一的流模型來實現(xiàn)所有格式的 I/O,包括文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、輸入4 .低級網(wǎng)絡(luò)包用于實現(xiàn) Socket 編程。5 .抽象圖形用戶接口包實現(xiàn)了不同平臺的計算機(jī)的圖形用戶接口部件，包括窗口、菜單、滾動條、對話框等，使得 Java 可以移植到不同平臺的機(jī)器。6 .網(wǎng)絡(luò)包支持 Internet 的 TCP/IP 協(xié)議，提供了與 In-ternet 的接口。它支持 URL 連接,WWW 的即時訪問，并且簡化了用戶/服務(wù)器模型的程序設(shè)計。四、Java 和 C、C+對于變量聲明、參數(shù)傳遞、操

19、作符、流控制等，Java 使用了和 C、C+相同的傳統(tǒng)，使得熟悉 C、C+的程序員能很方便地進(jìn)行編程。同時，Java 為了實現(xiàn)其簡單、魯棒、安全等特性，也摒棄了 C 和 C+中許多不合理的內(nèi)容。1 .全局變量Java 程序中，不能在所有類之外定義全局變量，只能通過在一個類中定義公用、靜態(tài)的變量來實現(xiàn)一個全局變量。例如：ClassGlobalVarpublicstaticglobal_var;在類 GlobalVar 中定義變量 global_var 為 publicstat-ic,使得其它類可以訪問和修改該變量。Java 對全局變量進(jìn)行了更女?的封裝。而在 C 和 C+中，依賴于不加封裝的全局

20、變量常常造成系統(tǒng)的崩潰。2 .GotoJava 不支持 C、C+中的 goto 語句，而是通過例外處理語句 try,Catch,final 等來代替C、C+中用 goto 來處理遇到錯誤時跳轉(zhuǎn)的情況，使程序更可讀且更結(jié)構(gòu)化。3 .指針指針是 C、C+中最靈活，也是最容易產(chǎn)生錯誤的數(shù)據(jù)類型。由指針?biāo)M(jìn)行的內(nèi)存地址操作常會造成不可預(yù)知的錯誤，同時通過指針對某個內(nèi)存地址進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換后，可以訪問一個 C+中的私有成員，從而破壞安全性，造成系統(tǒng)的崩潰。而 Java 對指針進(jìn)行完全的控制，程序員不能直接進(jìn)行任何指針操作，例如把整數(shù)轉(zhuǎn)化為指針，或者通過指針釋放某一內(nèi)存地址等。同時，數(shù)組作為類在 Java

21、 中實現(xiàn)，良好地解決了數(shù)組訪問越界這一 C、C+中不作檢查的錯誤。4 .內(nèi)存管理在 C 中，程序員通過庫函數(shù) ma110co 和 free()來分配和釋放內(nèi)存，C+中則通過運算符new 和 delete 來分配和釋放內(nèi)存。再次釋放已釋放的內(nèi)存塊或未被分配的內(nèi)存塊，會造成系統(tǒng)的崩潰；同樣，忘記釋放不再使用的內(nèi)存塊也會逐漸耗盡系統(tǒng)資源。而在 Java 中，所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是對象，通過運算符 new 為它們分配內(nèi)存堆。通過 new 得到對象的處理權(quán)，而實際分配給對象的內(nèi)存可能隨程序運行而改變，Java 對此自動地進(jìn)行管理并且進(jìn)行垃圾收集，有效防止了由于程序員的誤操作而導(dǎo)致的錯誤，并且更好地利用了系統(tǒng)

22、資源。5 .數(shù)據(jù)類型的支持在 C、C+中，對于不同的平臺，編譯器對于簡單數(shù)據(jù)類型如 int,float 等分別分配不同長度的字節(jié)數(shù)，例如:int 在舊 MPC 中為 16 位，在 VAX-11 中為 32 位，這導(dǎo)致了代碼的不可移植性，但在 Java 中，對于這些數(shù)據(jù)類型總是分配固定長度的位數(shù)，如對 int 型，它總占 32 位，這就保證了 Java 的平臺無關(guān)性。6 .類型轉(zhuǎn)換在 C、C+中，可以通過指針進(jìn)行任意的類型轉(zhuǎn)換，常常帶來不安全性，而 Java 中，運行時系統(tǒng)對對象的處理要進(jìn)行類型相容性檢查，以防止不安全的轉(zhuǎn)換。7 .頭文件C、C+中用頭文件來聲明類的原型以及全局變量、庫函數(shù)等，在

23、大的系統(tǒng)中，維護(hù)這些頭文件是很困難的。而 Java 不支持頭文件，類成員的類型和訪問權(quán)限都封裝在一個類中，運行時系統(tǒng)對訪問進(jìn)行控制，防止對私有成員的操作。同時，Java 中用 import 語句來與其它類進(jìn)行通訊，以便使用它們的方法。8 .結(jié)構(gòu)和聯(lián)合C、C+中的結(jié)構(gòu)和聯(lián)合中所有成員均為公有，這就帶來了安全性問題。Java 中不包含結(jié)構(gòu)和聯(lián)合，所有的內(nèi)容都封裝在類中。9 .預(yù)處理C、C+中用宏定義來實現(xiàn)的代碼給程序的可讀性帶來了困難。在 Java 中，不支才 I 宏，它通過關(guān)鍵字 final 來聲明一個常量，以實現(xiàn)宏定義中廣泛使用的常量定義。簡單的 Java 程序下面我們先介紹兩個簡單的 Jav

24、a 程序，并對其進(jìn)行分析。例 1.1.publicclassHelloWorldApp/anapplicationpublicstaticvoidmain(Stringargs)System.out.println(HelloWorld!);)本程序的作用是輸出下面一行信息：HelloWorld!程序中， 首先用保留字 class來聲明一個新的類， 其類名為 HelloWorldApp,它是一個公共類(public)。整個類定義由大括號括起來。在該類中定義了一個 main()方法，其中 public 表示訪問權(quán)限，指明所有的類都可以使用這一方法；static 指明該方法是一個類方法，它可以通過

25、類名直接調(diào)用；void 則指明 main()方法不返回任何值。對于一個應(yīng)用程序來說，main()方法是必需的，而且必須按照如上的格式來定義。Jave 解釋器在沒有生成任何實例的情況下，以 main()作為入口來執(zhí)行程序。Jave 程序中可以定義多個類，每個類中可以定義多個方法，但是最多只能有一個公共類，main()方法也只能有一個，作為程序的入口。main()方法定義中，括號()中的Stringargs是傳遞給 main()方法的參數(shù)，參數(shù)名為 args,它是類 String 的一個實例，參數(shù)可以為。個或多個，每個參數(shù)用”類名參數(shù)名來指定，多個參數(shù)間用逗號分隔。在 main()方法的實現(xiàn)(大括

26、號中，只有一條語句：System.out.println(HelloWorld!);它用來實現(xiàn)字符串的輸出，這條語句實現(xiàn)與 C 語言中的 printf 語句和 C+中 coutvv 語句相同的功能。另外，后的內(nèi)容為注釋?，F(xiàn)在我們可以運行該程序。首先把它放到一個名為 HelloWorldApp.java 的文件中，這里，文件名應(yīng)和類名相同，因為 Java 解釋器要求公共類必須放在與其同名的文件中。然后對它進(jìn)行編譯：javacHelloWorldApp.java編譯的結(jié)果是生成字節(jié)碼文件 HelloWorldApp.class。最后用 java 解釋器來運行該字節(jié)碼文件：javaHelloWorldApp結(jié)果在屏幕上顯示 HelloWorld!我們再來看下面的一個例子：例 1.2importjava.awr.*;importjava.applet.*;publicclassHelloWorldAppletextendsApplet/anappletpublicvoidpaint(Graphicsg)g.drawString(HelloWorld!,20,20);這是一個簡單的 Applet(小應(yīng)用程序)。程序中，首先用 import 語句輸入 java.awr 和 java.applet下所有的包，使得該程序可能使用這些包中所定義的類，它類似于 C 中