JAVA

Java语言概述 Java语言概述 名字：张锦金 班级：06计应（1） 学号：46 摘要：近年来，随着Internet网络以及信息技术的发展，人们对网络功能的要求越来越高，同时对网络应用程序的要求也越来越高，特别是需要一些能在不同的操作系统平台上运行的应用程序。Java语言的出现恰恰适应了这种跨平台应用程序的需求，从而得到了广泛的应用。它不仅仅是一种程序语言，更是一个网络操作系统。 关键字：java语言 编程方法 影响 一 Java语言的起源与发展 Java（读音 5dVa:v[）原来是一个不知名的小岛——爪哇岛，Java语言则是美国 Sun计算机公司Java发展小组研制的编程语言和网络操作平台，它的取名很有趣。Java语言当初还不为世人所熟知，几位Java成员组的会员正在讨论给这个新的语言取什么名字。当时他们正在咖啡馆喝着Java岛产的咖啡，有一个程序员灵机一动说：“就叫Java吧！”随即得到了其他人的赞同，于是，Java这个名字就这样传开了。生动（liveliness）、动画（animation）、速度（speed）和交互性（interactivity）为当初选择名字时所想表达出的特色。 1. Java的起源 1991年，Sun公司成立了一个新的计算机语言开发小组，称之为Green Project，其目的是开发一种面向家用电器市场的软件产品。在规划这个产品时，他们首先想到这个产品必须具有平台无关性，因而很自然地把扩展C++编译器作为最初的考虑。但很快他们便意识到这个产品还必须具有高度的简洁性和安全性，而C++在这方面无法胜任，于是他们决定自行开发一种语言。在他们为这个语言的名字凝思苦想时，一抬头正好看见窗外的老橡树，“橡树”在里叫做“Oak”，这名字好听又好记，而且预示着自己的产品像窗外的橡树一样生机勃勃，能够在未来的市场上生根、发芽、茁壮成长。这个Oak就是Java语言的前身。 在Green小组开发Oak的同时，Internet上的WWW研究也在独立地进行。WWW是建立在Internet和客户机/服务器模型上，以超文本传输协议HTTP、超文本标记语言HTML和统一资源定位器URL为基础，能够提供各种Internet服务，并且用户界面一致的信息浏览系统。WWW服务器利用超文本链路来链接各信息片段，这些信息片段可以放在同一主机上，也可以放在不同地理位置的不同主机上，统一资源定位器用来维持Internet上的超文本链路。WWW的出现使得Internet的表现力及魅力陡增，它的影响力已远远超出专业技术人员的应用范畴，而进入到广告、新闻、销售和服务等各个领域，使Internet迅速地走入千家万户。WWW页面虽然很丰富，可以实现声、图、文并茂，但它是静态的，需要通过一种机制来使它具有动感。嵌入一种语言是一种很自然的解决方案，但这种语言必须简练、小巧、与平台无关，Oak正好满足这些要求。于是Oak语言被重新定位于WWW浏览器的应用上。1995年1月，更为完善的Oak版本被重新起了一个更响亮的名字——Java。1995年春季，Sun公司公布了Java的完整技术，立即得到包括Netscape公司在内的各WWW厂商的广泛支持。不久，许多著名的大公司，如IBM、Novell、Oracle、SGI和Borland公司都相继购买了Java的使用许可，Java得到了广泛的支持。Microsoft公司一开始对Java无动于衷，但Bill Gates在反复仔细研究了Java的技术规范之后，不得不承认“Java确实是有史以来最伟大的程序设计语言”，继而Microsoft购买了Java的使用许可并很快推出了集成化的Java开发环境——Visual J++，至此Java在软件界的地位不可动摇。 1.2 Java的发展 任何一种计算机语言的诞生都有两个不可缺少的条件，一是行业的需要，二是语言本身的优势。Java是一种基于Internet的网络编程语言，具有十分广泛的市场前景，它改变了传统的计算机应用方式，在安全性能和与硬件平台无关性等方面具有极大的优势。面向对象的编程环境、对多媒体信息的全面支持、多线程技术的使用都促进了Java语言的普及，目前它已经成为网络编程的首选语言。 Bill Gates说“Java是长时间以来最卓越的程序设计语言”，并确定微软整个软件开发的战略从 PC 单机时代向着以网络为中心的计算时代转移，而购买Java则是他的重大战略决策的实施部署。Sun Microsystem公司的总裁Scott McNealy认为“Java为Internet和WWW开辟了一个崭新的时代”。环球信息网WWW的创始人Berners-Lee说“计算机事业发展的下一个浪潮就是Java，并且将很快发生”。Microsoft和IBM两大公司都计划在Internet上销售用Java编写的软件。 Apple、HP、IBM、Microsoft、Novell、SGI、SCO、Tandem等公司均计划将Java并入各自开发的操作系统，而负责开发并推广Java技术的SunSoft公司（Sun下属的一个子公司）将通过颁发许可证的办法来允许各家公司把Java虚拟机和Java的Applets 类库嵌入他们开发的操作系统，这样各类开发人员就能更容易地选择多种平台来使用 Java语言编程，不同的用户也就可以脱离 Web 浏览器来运行 Java应用程序，这无疑是很受广大用户欢迎的，也为Java语言的应用开拓了极为广阔的前景。 有人预言，Java将是网络上的“世界语”，今后所有的用其他语言编写的软件统统都要用Java语言来改写。Java经过了1.1和1.2两个版本，现在通常使用的一般是1.2版，简称Java 2。 1.3 Java语言对软件开发技术的影响 工业界不少人预言“Java语言的出现，将会引起一场软件革命”，这是因为传统的软件往往都与具体的实现环境有关，换一个环境就需要作一番改动，耗时费力。而Java语言能在执行码（二进制码）上兼容，这样以前所开发的软件就能运行在不同的机器上，只要所用的机器能提供Java语言解释器即可。Java语言将对未来软件的开发产生巨大的影响，表现在如下几个方面： （1）软件的需求分析 可将用户的需求进行动态地、可视化地描述，以提供设计者更加直观的要求。而用户的需求是各色各样的，不受地区、行业、部门、爱好的影响，都可以用Java语言描述清楚。 （2）软件的开发方法 由于Java语言的面向对象的特性，所以完全可以用OOP （面向对象程序设计）的技术与方法来开发，这是符合最新的软件开发规范要求的。 （3）Java语言的动画效果 这方面Java远比GUI（图形用户界面）技术达到的效 果逼真，尤其是利用WWW提供的巨大动画资源空间，可以共享全世界的动态画面的资源。 （4）软件最终产品 用Java语言开发的软件可以具有可视化、可听化、可操作化的效果，这要比电视、电影的效果更为理想，因为它可以做到“即时、交互、动画与动作”，要它停就停，要它继续就继续，而这是在电影与电视播放过程中难以做到的。 （5）移动通信 使用Java语言能够高效地开发移动通信的网络产品，如手机通信、无线上网、移动电视、寻呼机等。 1.4 Java语言的前景 Java语言有着广泛的应用前景，大体上可以分成以下几个方面： （1）所有面向对象的应用开发，包括面向对象的事件描述、处理、综合等。 （2）计算过程可视化、可操作化的软件的开发。 （3）动态画面的设计，包括图形图像的调用。 （4）交互操作的设计（选择交互、定向交互、控制流程等）。 （5）Internet的系统管理功能模块的设计，包括Web页面的动态设计、管理和交互操作设计等。 （6）Intranet（企业内部网）上的软件开发（直接面向企业内部用户的软件）。 （7）与各类数据库连接查询的SQL语句实现。 （8）网络通信与移动通信，网络集成方面。 二 Java语言的特点 2.1 Java语言的性能特点 Sun公司在其网站上定期扩充和更新其系统类库，还有大量的免费资源，用户可以将这些资源无缝嵌入自己的系统，大大方便了用户的软件开发。 1．面向对象 面向对象其实是现实世界模型的自然延伸。现实世界中任何实体都可以看作是对象。对象之间通过消息相互作用。另外，现实世界中任何实体都可归属于某类事物，任何对象都是某一类事物的实例。如果说传统的过程式编程语言是以过程为中心以算法为驱动的话，面向对象的编程语言则是以对象为中心以消息为驱动。用公式表示，过程式编程语言为：程序=算法+数据；面向对象编程语言为：程序=对象+消息。Java语言是一种典型的面向对象编程语言，具有封装、多态性和继承属性。 2．平台无关性 Java是平台无关的语言是指用Java写的应用程序不用修改就可在不同的软硬件平台上运行。Java主要靠Java虚拟机（JVM）在目标代码级实现平台无关性。Java芯片的出现也会使Java更容易嵌入到家用电器中。JVM是Java平台无关的基础，在JVM上，有一个Java解释器用来解释Java编译器编译后的程序。Java编程人员在编写完软件后，通过Java编译器将Java源程序编译为JVM的字节代码。任何一台机器只要配备了Java解释器，就可以运行这个程序，而不管这种字节码是在何种平台上生成的。Java采用的是基于IEEE的数据类型。 Java的平台无关性具有深远意义。首先，它使得编程人员梦寐以求的事情（开发一次软件在任意平台上运行）变成事实，这将大大加快和促进软件产品的开发。其次Java的平台无关性正好迎合了“网络计算机”思想。目前，已有数家公司开始使用这种新型的计算模式构筑自己的企业信息系统。 3．分布式 分布式包括数据分布和操作分布。数据分布是指数据可以分散在网络的不同主机上，操作分布是指把一个计算分散在不同主机上处理。 Java支持WWW客户机/服务器计算模式，因此，它支持这两种分布性。对于前者，Java提供了一个叫做URL的对象，利用这个对象，你可以打开并访问具有相同URL地址上的对象，访问方式与访问本地文件系统相同。对于后者，Java的Applet小程序可以从服务器下载到客户端，即部分计算在客户端进行，提高系统执行效率。Java提供了一整套网络类库，开发人员可以利用类库进行网络程序设计，方便地实现Java的分布式特性。 4．可靠性和安全性 Java最初设计的目的是应用于电子类消费产品，因此对可靠性要求较高。Java虽然源于C++，但它消除了许多C++的不可靠因素，可以防止许多编程错误。首先，Java是强类型的语言，要求显式的方法声明，这保证了编译器可以发现方法调用错误，保证程序更加可靠；其次，Java不支持指针，这杜绝了内存的非法访问；第三，Java的自动单元收集防止了内存丢失等动态内存分配导致的问；第四，Java解释器运行时实施检查，可以发现数组和字符串访问的越界；最后，Java提供了异常处理机制，程序员可以把一组错误代码放在一个地方，这样可以简化错误处理任务便于恢复。 由于Java主要用于网络应用程序开发，因此对安全性有较高的要求。如果没有安全保证，用户从网络下载程序执行就非常危险。Java通过自己的安全机制防止了病毒程序的产生和下载程序对本地系统的威胁破坏。当Java字节码进入解释器时，首先必须经过字节码校验器的检查，然后，Java解释器将决定程序中类的内存布局，随后，类装载器负责把来自网络的类装载到单独的内存区域，避免应用程序之间相互干扰破坏，最后，客户端用户还可以限制从网络上装载的类只能访问某些文件系统。上述几种机制结合起来，使得Java成为安全的编程语言。 5．多线程 线程是操作系统的一种新概念，它又被称作轻量进程，是比传统进程更小的可并发执行的单位。Java在两方面支持多线程。一方面，Java环境本身就是多线程的。若干个系统线程运行负责必要的无用单元回收，系统维护等系统级操作；另一方面，Java语言内置多线程控制，可以大大简化多线程应用程序的开发。Java提供了一个类Thread，由它负责启动运行，终止线程，并可检查线程状态。Java的线程还包括一组同步原语。这些原语负责对线程实行并发控制。利用Java的多线程编程接口，开发人员可以方便地写出支持多线程的应用程序，提高程序执行效率。必须注意的是，Java的多线程支持在一定程度上受运行时支持平台的限制。例如，如果操作系统本身不支持多线程，Java的多线程特性可能就表现不出来。 6．简单性 Java语言是一种面向对象的语言，它通过提供最基本的方法来完成指定的任务，只需理解一些基本的概念，就可以用它编写出适合于各种情况的应用程序。Java略去了运算符重载、多重继承等模糊的概念，并且通过实现自动垃圾收集大大简化了程序设计者的内存管理工作。另外，Java也适合于在小型机上运行，它的基本解释器及类的支持只有40KB左右，加上标准类库和线程的支持也只有215KB左右。 7．健壮性 Java在编译和运行程序时，都要对可能出现的问题进行检查，以消除错误的产生。它提供自动垃圾收集来进行内存管理，防止程序员在管理内存时容易产生的错误。通过集成的面向对象的例外处理机制，在编译时，Java提示出可能出现但未被处理的例外，帮助程序员正确地进行选择以防止系统的崩溃。另外，Java在编译时还可捕获类型声明中的许多常见错误，防止动态运行时不匹配问题的出现。 8．高性能 Java解释器直接对Java字节码进行解释执行。字节码本身携带了许多编译时信息，使得连接过程更加简单。和其他解释执行的语言如BASIC、TCL不同，Java字节码的设计使之能很容易地直接转换成对应于特定CPU的机器码，从而得到较高的性能。 9．灵活性 Java的设计使它适合于一个不断发展的环境。在类库中可以自由地加入新的方法和实例变量而不会影响用户程序的执行。并且Java通过接口来支持多重继承，使之比严格的类继承更具灵活性和扩展性。 1.2 Java语言程序分类 Java语言程序分为两类：应用程序Application和小程序Applet。它们是利用Java语言生成的可运行代码中最常用的两种，两者都必须在Java虚拟机上运行。简单来讲，Application更像我们平常用VB，VC等编写的桌面程序，多以控制台（Console）方式运行，当然也很容易实现窗口应用。而Applet则需要嵌入Web页面中，在支持Java虚拟机的浏览器上运行，在使用时应该区别应用。 1.2.1 Java语言应用程序（Java Application） 下面是一个Java语言应用程序，用于输出一行文字“Hello Java World!”。我们先用文本编辑器（如Windows中的记事本），编写下面源程序，注意大小写。 例1-1 源程序文件名是：HelloWorldApp.java   public class HelloJavaWorldApp { public static void main (String args[ ]){ System.out.println("Hello World!"); } } 程序中，首先用保留字class来声明一个新的类，其类名为HelloWorldApp，它是一个公共类（public）。整个类定义由大括号“{ }”括起来。在该类中定义了一个main()方法，其中public表示访问权限，指明所有的类都可以使用这一方法；static指明该方法是一个类方法，它可以通过类名直接调用；void则指明main()方法不返回任何值。对于一个应用程序来说，main()方法是必须的，而且必须按照如上的格式来定义。Java解释器在没有生成任何实例的情况下，以main()作为入口来执行程序。Jave程序中可以定义多个类，每个类中可以定义多个方法，但是最多只能有一个公共类，main()方法也只能有一个，作为程序的入口。main()方法定义中，括号“()”中的String args[ ]是传递给main()方法的参数，参数名为args，它是类String的一个实例，参数可以为0个或多个，每个参数用“类名 参数名”来指定，多个参数间用逗号分隔。在main()方法的实现（大括号中），只有一条语句： System.out.println ("Hello World!"); 它用来实现字符串的输出，这条语句实现与C语言中的printf语句和C++中的cout<<语句相同的功能，实际上这条语句是调用了println方法。另外，“//”后的内容为注释。 现在我们可以运行该程序。首先把它保存起来，命名为HelloWorldApp.java，注意文件名应和主类名相同，因为Java解释器要求公共类必须放在与其同名的文件中，然后在JDK环境下对它进行编译： C:\>Javac HelloJavaWorldApp.java 编译的结果是生成字节码文件HelloWorldApp.class。最后用Java解释器来运行该字节码文件： C:\>Java HelloWorldApp  结果在屏幕上显示： Hello World! 从上述例子中可以看出，Java程序是由类构成的，对于一个应用程序来说，必须有一个类中定义main()方法，而对Applet来说，它必须作为Applet一个子类。在类的定义中，应包含类变量的声明和类中方法的实现。 结束语：JAVA是网络时代的宠儿，是网络催生了JAVA，为了突出他的优点：基于网络环境、简洁、跨平台，跨设备、安全。也就产生了不少的缺点：工作于自身的支持平台上，效率不高，实时性差、直接操作硬件的能力差。但是这些缺点在网络环境下无足轻重。总的来说JAVA是一门划时代的语言，但是还是要注意，JAVA任是一门高速发展的语言，到目前为止，Java语言已经在整个Internet网络中使用。Java在基本数据类型、运算符、表达式、控制语句等方面与C/C++基本上是相同的，但它同时也增加了一些新的内容。通过对Java语言的使用，原本静止的Web页面可以变成生动诱人的动画。不仅如此，Java语言的出现，也使信息技术的应用和影响扩大到空前的范围，它从根本上改变了网络应用程序的开发和使用方式。