第一章 Java技术简介
是现状的下一个阶段，还是一个全新的范式？
长官界屋太一–知识价值革命
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软件开发人员的负担
假设您是一名软件应用程序开发人员。您选择的编程语言(或强加给您的语言)是C或c++，你干这行已经有一段时间了，你的工作似乎一点也不轻松。在过去的几年里，您已经看到了多个不兼容硬件架构的发展，每个架构都支持多个不兼容的操作系统，每个平台都使用一个或多个不兼容的图形用户界面进行操作。现在您需要处理所有这些问题，并使您的应用程序在分布式客户机-服务器环境中工作。互联网、万维网和电子商务的飞速发展又给发展进程带来了新的复杂性。
您用于开发应用程序的工具似乎对您的工作帮助不大，您仍然在处理同样的老问题。流行的面向对象的新技术似乎在没有解决旧问题的情况下增加了新问题。你对自己和朋友说，“一定有更好的方法”!
更好的方法就在这里
现在有一种更好的方法——Sun Microsystems的Java编程语言平台。想象一下，如果你愿意，它能重构世界…
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Java语言是面向对象的，但它仍然非常简单。
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由于Java技术是解释执行的，所以开发周期要快得多。编译-链接-加载-测试-崩溃-调试的周期已经过时了，现在只需要编译和运行即可。
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您的应用程序可以跨多个平台移植。编写应用程序一次，您就不需要移植它们——它们将在多个操作系统和硬件体系结构上运行，而无需修改。
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您的应用程序是健壮的，因为Java运行时环境为您管理内存。
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交互式图形应用程序具有高性能，因为Java编程语言和运行时平台内置的多线程支持应用程序中的多个活动并发线程。
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您的应用程序可以适应不断变化的环境，因为您可以从网络上的任何地方动态下载代码模块。
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您的最终用户可以相信您的应用程序是安全的，即使他们正在从Internet上下载代码。Java运行时环境具有针对病毒和篡改的内置保护。
您不需要幻想这些功能特性，他们现在就在这里。Java编程语言平台提供了一种可移植的、解释的、高性能的、简单的、面向对象的编程语言，并且支持运行时环境。本章节简要介绍Java系统的主要设计目标，本文的其余部分将更详细地研究Java的特性。
本文的最后一章描述了HotJavaTM浏览器。HotJava浏览器是一种创新的全球Web浏览器，也是第一个使用Java平台编写的主要应用程序。它是第一个从Internet上的任何地方动态下载和执行Java代码片段的浏览器，并且可以以安全的方式这样做。
1.1、Java编程语言项目的开始
Java编程语言是为了在异构的、网络范围的分布式环境中满足应用程序开发的挑战而设计的。这些挑战中最重要的是安全交付的应用程序，这些应用程序消耗最少的系统资源，可以在任何硬件和软件平台上运行，并且可以动态扩展。
Java编程语言最初是一个研究项目的一部分，目的是为各种网络设备和嵌入式系统开发高级软件。其目标是开发一个小型、可靠、可移植、分布式、实时的操作平台。当项目开始时，c++是首选语言。但是随着时间的推移，c++遇到的困难逐渐增长到可以通过创建一个全新的语言平台来最好地解决问题。设计和架构决策来自各种语言，如Eiffel、SmallTalk、Objective C和Cedar/Mesa，而且也已被证明这个全新的语言平台是在从网络嵌入式设备、到全球Web和桌面的各种环境中开发安全的、分布式的、基于网络的最终用户应用程序的理想选择。
1.2、Java编程语言项目的设计目标
Java编程语言的设计需求是由必须部署软件的计算环境的特性驱动的。
因特网和万维网的迅速发展使我们以一种全新的方式看待软件的开发和发行。要生活在电子商务和分布式的世界中，Java技术必须能够在异构、分布式网络的多个平台上开发安全、高性能和高度健壮的应用程序。
在异构网络的多个平台上运行，使传统的二进制分发、发布、升级、补丁等方案失效。为了在这种丛林中生存，Java编程语言必须是架构中立、可移植和动态适应的。
Java语言平台正是为满足这些需求而出现的，而且很简单，因此大多数开发人员可以轻松学习并很容易地对其进行编程；面向对象，利用现代软件开发方法，适应分布式客户机-服务器应用；多线程，用于需要执行多个并发活动(如多媒体)的应用程序的高性能；解释性，以获得最大的可移植性和动态能力。
综上所述，上述需求包含了相当多的流行语，所以在继续之前，让我们先来看看其中一些流行语及其各自的好处。
1.2.1、简单的、面向对象和友好的
Simple, Object Oriented, and Familiar
Java编程语言的主要特征包括一种简单的语言，这种语言在适应当前软件实践的同时无需经过大量的程序员培训就可以进行编程。快速掌握Java技术的基本概念;程序员可以从一开始就富有成效。
Java编程语言从一开始就被设计成面向对象的。经过30年的孕育，对象技术终于进入了编程主流。分布式的、基于客户机-服务器的系统的需求与封装的、基于对象的软件的消息传递范式相一致。要在日益复杂的、基于网络的环境中工作，编程系统必须采用面向对象的概念。Java技术提供了一个干净高效的基于对象的开发平台。
使用Java编程语言的程序员可以访问测试对象的现有库，这些库提供从基本数据类型到I/O和网络接口到图形用户界面工具包的各种功能。这些库可以扩展以提供新的行为。
尽管c++被拒绝作为一种实现语言，但是尽可能使Java编程语言看起来像c++，会使它成为一种熟悉的语言，同时消除c++不必要的复杂性。Java编程语言保留了许多面向对象的特性，以及c++的“外观和感觉”，这意味着程序员可以轻松地迁移到Java平台，并快速提高生产率。
1.2.2、健壮的和安全的
Robust and Secure
Java编程语言是为创建高度可靠的软件而设计的。它提供了广泛的编译时检查，然后是第二级运行时检查。语言特性引导程序员养成可靠的编程习惯。
内存管理模型非常简单:用一个新的操作符创建对象。没有明确的程序员定义的指针数据类型，没有指针算术，也没有自动垃圾收集。这个简单的内存管理模型消除了困扰C和c++程序员的所有编程错误。您可以满怀信心地开发Java代码，相信系统会很快发现许多错误，并且在您的产品代码发布之前，主要问题不会潜伏。
Java技术设计用于在分布式环境中操作，这意味着安全性是至关重要的。通过将安全特性设计到语言和运行时系统中，Java技术允许您构建不能被外部入侵的应用程序。在网络环境中，用Java编程语言编写的应用程序是安全的，不会受到试图进入后台并创建病毒或入侵文件系统的未授权代码的入侵。
1.2.3、体系结构中立且可移植
Architecture Neutral and Portable
Java技术旨在支持将部署到异构网络环境中的应用程序。在这种环境中，应用程序必须能够在各种硬件架构上执行。在各种硬件平台中，应用程序必须在各种操作系统之上执行，并与多个编程语言接口互操作。为了适应操作环境的多样性，Java Compiler TM产品生成字节码——一种与体系结构无关的中间格式，旨在有效地将代码传输到多个硬件和软件平台。Java技术的解释性解决了二进制分布问题和版本问题;相同的Java编程语言字节码可以在任何平台上运行。
架构中立性只是真正可移植系统的一部分。Java技术通过严格定义基本语言将可移植性更进一步。Java技术将赌注压在地面上，并指定其基本数据类型的大小和算术操作符的行为。您的程序在每个平台上都是相同的——在硬件和软件架构之间不存在数据类型不兼容的问题。
Java技术中与体系结构无关且可移植的语言平台称为Java虚拟机。它是一个抽象机器的规范，Java编程语言编译器可以为它生成代码。Java虚拟机的具体实现为具体的软硬件平台提供了虚拟机的具体实现。Java虚拟机主要基于POSIX接口规范——可移植系统接口的行业标准定义。在新体系结构上实现Java虚拟机是一项相对简单的任务，只要目标平台满足基本需求(比如支持多线程)。
1.2.4、高性能
High Performance
性能始终是一个考虑因素。Java平台通过采用一种无需检查运行时环境就能使解释器全速运行的方案来实现卓越的性能。自动垃圾收集器作为低优先级的后台线程运行，确保在需要时内存可用的高概率，从而提高性能。需要大量计算能力的应用程序可以这样设计:计算密集型部分可以根据需要用本机机器码重写，并与Java平台交互。一般来说，用户认为交互式应用程序即使经过解释，也能快速响应。
1.2.5、解释执行、多线程和动态
Interpreted, Threaded, and Dynamic
Java解释器可以在解释器和运行时系统已经移植到的任何机器上直接执行Java字节码。在解释的平台(如基于Java技术的系统)中，程序的链接阶段是简单的、增量的和轻量级的。您可以从更快的开发周期中获益——与传统的重量级编译、链接和测试周期相比，原型化、实验和快速开发是正常的情况。
现代基于网络的应用程序，例如用于万维网的HotJava TM浏览器，通常需要同时做几件事情。使用HotJava浏览器的用户可以同时运行多个动画，同时下载图像和滚动页面。Java技术的多线程功能提供了构建具有许多并发活动线程的应用程序的方法。因此，多线程为最终用户带来了高度的交互性。
Java平台通过添加复杂的同步原语在语言级别上支持多线程:语言库提供线程类，运行时系统提供监视器和条件锁原语。此外，在库级别，Java技术的高级系统库被编写成线程安全的:库提供的功能可以在不与多个并发执行线程冲突的情况下使用。
虽然Java编译器在编译时静态检查方面很严格，但是语言和运行时系统在链接阶段是动态的。只有在需要时才链接类。新的代码模块可以根据需要从各种来源链接进来，甚至可以从网络上的来源链接进来。对于HotJava浏览器和类似的应用程序，交互式可执行代码可以从任何地方加载，从而支持应用程序的透明更新。结果是在线服务不断发展;它们可以保持创新和新鲜，吸引更多的客户，并刺激互联网电子商务的增长。
1.3、Java平台——一种新的分布式计算方法
单独来看，上面讨论的特性可以在各种软件开发平台中找到。全新的是Java技术及其运行时环境将它们结合在一起，从而产生了一个灵活而强大的编程系统。
使用Java编程语言开发应用程序会生成可跨多个机器体系结构、操作系统和图形用户界面移植的软件，安全且高性能。使用Java技术，您作为软件开发人员的工作要容易得多——您将全部精力集中在按时交付创新产品的最终目标上，这些目标基于Java平台的坚实基础。现在，开发软件的更好方法就在这里，由Java平台提供给您。
好好学习，天天向上！继续下一章…
