1、Java语言特点；
2、Java体系结构。
1、Java语言特点：
- 1.简单
Java最初是为对家用电器进行集成控制而设计的一种语言，因此它必须简单明了。Java语言的简单性主要体现在以下三个方面：
1) Java的风格类似于C++，因而C++程序员是非常熟悉的。从某种意义上讲，Java语言是C及C++语言的一个变种，因此，C++程序员可以很快就掌握Java编程技术。
2) Java摒弃了C++中容易引发程序错误的地方，如指针和内存管理。
3) Java提供了丰富的类库。
- 2.面向对象
面向对象可以说是Java最重要的特性。Java语言的设计完全是面向对象的，它不支持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术。Java支持静态和动态风格的代码继承及重用。单从面向对象的特性来看，Java类似于Small Talk，但其它特性、尤其是适用于分布式计算环境的特性远远超越了Small Talk。
- 3.分布式
Java包括一个支持HTTP和FTP等基于TCP/IP协议的子库。因此，Java应用程序可凭借URL打开并访问网络上的对象，其访问方式与访问本地文件系统几乎完全相同。为分布环境尤其是Internet提供的动态内容无疑是一项非常宏伟的任务，但Java的语法特性却使我们很容易地实现这项目标。
- 4.健壮
Java致力于检查程序在编译和运行时的错误。类型检查帮助检查出许多开发早期出现的错误。Java自已操纵内存减少了内存出错的可能性。Java还实现了真数组，避免了覆盖数据的可能。这些功能特征大大缩短了开发Java应用程序的周期。Java提供Null指针检测数组边界检测异常出口字节代码校验。
- 5.结构中立
另外，为了建立Java作为网络的一个整体，Java将它的程序编译成一种结构中立的中间文件格式。只要有Java运行系统的机器都能执行这种中间代码。现在，Java运行系统有Solaris2.4(SPARC),Win32系统(Windows95和WindowsNT)等.Java源程序被编译成一种高层次的与机器无关的byte-code格式语言，这种语言被设计在虚拟机上运行，由机器相关的运行调试器实现执行。
- 6.安全
Java的安全性可从两个方面得到保证。一方面，在Java语言里，象指针和释放内存等C++功能被删除，避免了非法内存操作。另一方面，当Java用来创建浏览器时，语言功能和浏览器本身提供的功能结合起来，使它更安全。Java语言在你的机器上执行前，要经过很多次的测试。它经过代码校验，检查代码段的格式，检测指针操作，对象操作是否过分以及试图改变一个对象的类型。
- 7.可移植的
这句话一直是Java程序设计师们的精神指标，也是Java之所以能够受到程序设计师们喜爱的原因之一，最大的功臣就是JVM的技术。大多数编译器产生的目标代码只能运行在一 种CPU上(如Intel的x86系列)，即使那些能支持多种CPU的编译器也不能同时产生适合多 种CPU的目标代码。如果你需要在三种CPU( 如x86、SPARC 和MIPS)上运行同一程序, 就必须编译三次。
但JAVA编译器就不同了。JAVA编译器产生的目标代码(J-Code) 是针对一种并不 存在的CPU–JAVA虚拟机(JAVA Virtual Machine)，而不是某一实际的CPU。JAVA虚拟机能掩盖不同CPU之间的差别，使J-Code能运行于任何具有JAVA虚拟机的机器上。
虚拟机的概念并不AVA 所 特 有 的：加州大学几年前就提出了PASCAL虚拟机的概念；广泛用于Unix服务器的Perl脚本也是产生与机器无关的中间代码用于执行。但针对Internet应用而设计的JAVA虚拟机的特别之处在于它能产生安全的不受病毒威胁的目标代码。正是由于Internet对安全特性的特别要求才使得JVM能够迅速被人们接受。 当今主 流的操作系统如OS/2、MacOS、Windows95/NT都已经或很快提供对J-Code的支持。
作为一种虚拟的CPU，JAVA 虚拟机对于源代码(Source Code) 来说是独立的。我们不仅可以用JAVA语言来生成J-Code，也可以用Ada95来生成。事实上，已经有了针对若干种源代码的J-Code 编译器，包括Basic、Lisp 和Forth。源代码一经转换成J-Code以后，JAVA虚拟机就能够执行而不区分它是由哪种源代码生成的。这样做的结果就是CPU可移植性。 将源程序编译为J-Code的好处在于可运行于各种机器上，而缺点是它不如本机代码运行的速度快。
同体系结构无关的特性使得Java应用程序可以在配备了Java解释器和运行环境的任何计算机系统上运行，这成为Java应用软件便于移植的良好基础。但仅仅如此还不够。如果基本数据类型设计依赖于具体实现，也将为程序的移植带来很大不便。例如在Windows3.1中整数(Integer)为16bits，在Windows95中整数为32bits，在DECAlpha中整数为64bits，在Intel486中为32bits。通过定义独立于平台的基本数据类型及其运算，Java数据得以在任何硬件平台上保持一致。Java语言的基本数据类型及其表示方式如下：byte8-bit二进制补码short16-bit二进制补码int32-bit二进制补码long64-bit二进制补码float32-bitIEEE754浮点数double32-bitIEEE754浮点数char16-bitUnicode字符在任何Java解释器中，数据类型都是依据以上标准具体实现的。因为几乎目前使用的所有CPU都能支持以上数据类型、8～64位整数格式的补码运算和单/双精度浮点运算。Java编译器本身就是用Java语言编写的。Java运算系统的编制依据POSIX方便移植的限制，用ANSIC语言写成。Java语言规范中也没有任何”同具体实现相关”的内容。
- 8.解释的
Java解释器(运行系统)能直接运行目标代码指令。链接程序通常比编译程序所需资源少，所以程序员可以在创建源程序上花上更多的时间。
- 9.高性能
如果解释器速度不慢，Java可以在运行时直接将目标代码翻译成机器指令。Sun用直接解释器一秒钟内可调用300,000个过程。翻译目标代码的速度与C/C++的性能没什么区别。
- 10.多线程
多线程功能使得在一个程序里可同时执行多个小任务。线程－－有时也称小进程－－是一个大进程里分出来的小的独立的进程。因为Java实现的多线程技术，所以比C和C++更键壮。多线程带来的更大的好处是更好的交互性能和实时控制性能。当然实时控制性能还取决于系统本身(UNIX,Windows,Macintosh等)，在开发难易程度和性能上都比单线程要好。任何用过当前浏览器的人，都感觉为调一副图片而等待是一件很烦恼的事情。在Java里，你可用一个单线程来调一副图片，而你可以访问HTML里的其它信息而不必等它。
- 11.动态
Java的动态特性是其面向对象设计方法的发展。它允许程序动态地装入运行过程中所需要的类，这是C++语言进行面向对象程序设计所无法实现的。在C++程序设计过程中，每当在类中增加一个实例变量或一种成员函数后，引用该类的所有子类都必须重新编译，否则将导致程序崩溃。Java从如下几方面采取措来解决这个问题。Java编译器不是将对实例变量和成员函数的引用编译为数值引用，而是将符号引用信息在字节码中保存下传递给解释器，再由解释器在完成动态连接类后，将符号引用信息转换为数值偏移量。这样，一个在存储器生成的对象不在编译过程中决定，而是延迟到运行时由解释器确定的。这样，对类中的变量和方法进行更新时就不至于影响现存的代码。解释执行字节码时，这种符号信息的查找和转换过程仅在一个新的名字出现时才进行一次，随后代码便可以全速执行。在运行时确定引用的好处是可以使用已被更新的类，而不必担心会影响原有的代码。如果程序连接了网络中另一系统中的某一类，该类的所有者也可以自由地对该类进行更新，而不会使任何引用该类的程序崩溃。Java还简化了使用一个升级的或全新的协议的方法。如果你的系统运行Java程序时遇到了不知怎样处理的程序，没关系，Java能自动下载你所需要的功能程序。四.与C和C++语言的异同 Java提供了一个功能强大语言的所有功能，但几乎没有一点含混特征。C++安全性不好，但C和C++还是被大家所接受，所以Java设计成C++形式，让大家很容易学习。Java去掉了C++语言的许多功能，让Java的语言功能很精炼，并增加了一个很有用的功能，Java去掉了以下几个C和C++功能和特征：指针运算结构typedefs#define需要释放内存全局变量的定义这个功能都是很容易引起错误的地方。
- Unicode
Java使用Unicode作为它的标准字符，这项特性使得Java的程序能在不同语言的平台上都能撰写和执行。简单的说，你可以把程序中的变量、类别名称使用中文来表示<注>，当你的程序移植到其它语言平台时，还是可以正常的执行。Java也是目前所有计算机语言当中，唯一天生使用Unicode的语言。
2、Java体系结构
java体系结构包括四个方面：
java程序设计语言
java class文件格式
java API
java 虚拟机
- 1.java虚拟机
java虚拟机的任务是装载class文件并执行字节码
执行引擎的实现有：一次性解释字节码；即时编译器；自适应优化器；
java程序通过调用本地代码和主机交互，访问主机底层系统资源，如上图，本地方法是由其他语言编写的，编译成和处理器相关的机器代码
- 2.类装载器的体系结构
java应用程序分为两种类装载器，启动（bootstrap）类装载器和用户自定义类装载器
启动类装载器有操作系统对应的语言有不同实现，如C，但是用户自定义的类装载器能够用java编写，是java程序可执行代码的一部分
装载器装载类时采用双亲委派模式，被装载的类默认情况下只能看到由同一个类装载器装载的其他类，每个类装载器都有他自己的命名空间，通过这种方式，能控制不能源文件装载的类之间的相互影响，特别是阻止恶意代码访问和破坏善意代码
- 3.java class文件：
为java程序提供独立于底层主机平台的二进制服务，是java虚拟机的二进制语言，被设计的紧凑适合传输
- 4.java API
是运行库的集合，提供一套访问主机系统资源的标准方法，在一个平台能够执行java程序之前，必须在这个平台上明确地实现API的功能，JAVA API通过本地方法访问主机资源 - 5.java程序语言
除了平台移动性，安全性，网络移动性，java语言相比其他语言，还有其他优势：
java语言相比于c++，还有一些能够提高开发效率的特性：
- 对内存直接操作的约束：不能直接将引用类型的指针转化为其他类型，除非确定此对象为新类型的前提下；不能直接对指针进行偏移量等运算操作
- 自动垃圾收集：不释放对象会导致内存泄露，多次释放一个对象会导致内存冲突
- 数组边界检查：每次使用数组的时候，会进行边界检查
- 对对象引用的检查：一个空的引用不会导致程序崩溃，只会抛出一个异常
java体系结构的代价
和其他技术相比，java程序的执行速度可能比较低：但java或许很慢，但不会永远那么慢，1995年第一个java虚拟机诞生采用解释技术，不久，即时编译器诞生了，现在，适应性优化等先进技术能够使java程序和本地编译的c程序相媲美的速度运行
- 在内存管理上的缺陷：垃圾收集器给程序的运行加入不确定性，你不能确定什么时候开始进行垃圾收集，无法确认是否开始，无法确认持续多长时间
- 在线程调度上的缺陷：对线程调度上的约束松散，有利于将java虚拟机移植到不同的硬件，但是，这导致程序员无法控制线程的调度
- 平台无关性导致的最小公分母的问题：某种特性只在一种操作系统上有，API可能决定不支持；当支持某个特性，某些操作系统上不具备时需用API模拟实现
- class文件的逆向编译较容易：工作成果容易被窃取，解决方法–使用混淆器