Java历史简介
Java簡介
Java是一種計算機編程語言，擁有跨平臺、面向對象、泛型編程的特性，廣泛應用于企業級Web應用開發和移動應用開發。
- 1991 年Sun公司的James Gosling等人開始開發名稱為 Oak 的語言。希望用于控制嵌入在有線電視交換盒、PDA等的微處理器
- 1994年將Oak語言更名為Java
- 1998年JDK1.2時，更名為Java 2 Platform
分為標準版J2SE,企業版J2EE,微型版J2ME - Java 既安全、可移植，又可跨平臺，而且人們發現它能夠解決Internet 上的大型應用問題
- Internet使Java成為網上最流行的編程語言
- Java對Internet的影響也意義深遠
- B/S的興起 & C/S的沒落
任職于太陽微系統的詹姆斯?高斯林等人于1990年代初開發Java語言的雛形，最初被命名為Oak，目標設置在家用電器等小型系統的程序語言，應用在電視機、電話、鬧鐘、烤面包機等家用電器的控制和通信。由于這些智能化家電的市場需求沒有預期的高，Sun公司放棄了該項計劃。隨著1990年代互聯網的發展，Sun公司看見Oak在互聯網上應用的前景，于是改造了Oak，于1995年5月以Java的名稱正式發布。Java伴隨著互聯網的迅猛發展而發展，逐漸成為重要的網絡編程語言。
Java編程語言的風格十分接近C++語言。繼承了C++語言面向對象技術的核心，Java舍棄了C++語言中容易引起錯誤的指針，改以引用替換，同時移除原C++與原來運算符重載，也移除多重繼承特性，改用接口替換，增加垃圾回收器功能。在Java SE 1.5版本中引入了泛型編程、類型安全的枚舉、不定長參數和自動裝/拆箱特性。太陽微系統對Java語言的解釋是：“Java編程語言是個簡單、面向對象、分布式、解釋性、健壯、安全與系統無關、可移植、高性能、多線程和動態的語言。”
Java不同于一般的編譯語言或直譯語言。它首先將源代碼編譯成字節碼，然后依賴各種不同平臺上的虛擬機來解釋執行字節碼，從而實現了“一次編寫，到處運行”的跨平臺特性。在早期JVM中，這在一定程度上降低了Java程序的運行效率。但在J2SE1.4.2發布后，Java的運行速度有了大幅提升。
與傳統型態不同，Sun公司在推出Java時就將其作為開放的技術。全球數以萬計的Java開發公司被要求所設計的Java軟件必須相互兼容。“Java語言靠群體的力量而非公司的力量”是 Sun公司的口號之一，并獲得了廣大軟件開發商的認同。這與微軟公司所倡導的注重精英和封閉式的模式完全不同，此外，微軟公司后來推出了與之競爭的.NET平臺以及模仿Java的C#語言。后來Sun公司被甲骨文公司并購，Java也隨之成為甲骨文公司的產品。
Java語言之父-詹姆斯?高斯林
語言特性
Java之所以被開發，是要達到以下五個目的：
- 應當使用面向對象程序設計方法學
- 應當允許同一程序在不同的計算機平臺執行
- 應當包括內建的對計算機網絡的支持
- 應當被設計成安全地執行遠端代碼
- 應當易于使用，并借鑒以前那些面向對象語言（如C++）的長處。
Java技術主要分成幾個部分：Java語言、Java運行環境、類庫。一般情況下說Java時并不區分指的是哪個部分。
Java在1.5版本時，做了重大改變，太陽公司并1.5版本重命名為Java 5.0。
面向對象
Java的特點之一就是面向對象， 是程序設計方法的一種。“面向對象程序設計語言”的核心之一就是開發者在設計軟件的時候可以使用自定義的類型和關聯操作。代碼和數據的實際集合體叫做“對 象”。一個對象可以想象成綁定了很多“行為（代碼）”和“狀態（數據）”的物體。對于數據結構的改變需要和代碼進行通信然后操作，反之亦然。面向對象設計 讓大型軟件工程的計劃和設計變得更容易管理，能增強工程的健康度，減少失敗工程的數量。
跨平臺性
Java語言的第二個特性就是跨平臺性，也就是說使用Java語言編寫的程序可以在編譯后不用經過任何更改，就能在任何硬件設備條件下運行。這個特性經常被稱為“一次編譯，到處運行”。
執行Java應用程序必須安裝Java Runtime Environment（JRE），JRE內部有一個Java虛擬機（Java Virtual Machine，JVM）以及一些標準的類庫（Class Library）。通過JVM才能在電腦系統執行Java應用程序（Java Application），這與.Net Framework的情況一樣，所以電腦上沒有安裝JVM，那么這些程序將不能夠執行。
實現跨平臺性的方法是大多數編譯器在進行Java語言程序的編碼時候會生成一個用字節碼寫成的“半成品”，這個“半成品”會在Java虛擬機（解釋層）的幫助下運行，虛擬機會把它轉換成當前所處硬件平臺的原始代碼。之后，Java虛擬機會打開標準庫，進行數據（圖片、線程和網絡）的訪問工作。主要注意的是，盡管已經存在一個進行代碼翻譯的解釋層，有些時候Java的字節碼代碼還是會被JIT編譯器進行二次編譯。
有些編譯器，比如GCJ，可以自動生成原始代碼而不需要解釋層。但是這些編譯器所生成的代碼只能應用于特定平臺。并且GCJ目前只支持部分的Java API。
甲骨文公司對于Java的許可是“全兼容的”，這也導致了微軟和升陽關于微軟的程序不支持RMI和JNI接口、并且增加特性為己所用的法律爭端。升陽最終贏得了官司，獲得了大約兩千萬美元的賠償，法院強制要求微軟執行升陽公司關于Java的許可要求。作為回應，微軟不再在Windows系統中捆綁Java，最新的Windows版本，Windows Vista和Internet Explorer 7.0版本也不再提供對于Java應用程序和控件的支持。但是升陽公司和其他使用Java運行時系統的公司在Windows操作系統下對用戶提供無償的第三方插件和程序支持。
Java語言使用解釋層最初是為了輕巧性。所以這些程序的運行效率比C語言和C++要低很多，用戶也對此頗有微詞。很多最近的調查顯示Java的程序運行速度比幾年前要高出許多，有些同樣功能的程序的效率甚至超過了C++和C語言編寫的程序[來源請求]。
Java語言在最開始應用的時候是沒有解釋層的，所有需要編譯的代碼都直接轉換成機器的原始代碼。這樣做的后果就是獲得了最佳的性能，但是程序臃腫異常。從JIT技術開始，Java的程序都經過一次轉換之后才變成機器碼。很多老牌的第三方虛擬機都使用一種叫做“動態編譯”的技術，也就是說虛擬機實時監測和分析程序的運行行為，同時選擇性地對程序所需要的部分進行編譯和優化。所有這些技術都改善了代碼的運行速度，但是又不會讓程序的體積變得失常。
程序的輕便性事實上是軟件編寫很難達到的一個目標，Java雖然成功地實現了“一次編譯，到處運行”，但是由于平臺和平臺之間的差異，所編寫的程序 在轉換代碼的時候難免會出現微小的、不可察覺的錯誤和意外。有些程序員對此非常頭疼，他們嘲笑Java的程序不是“一次編譯，到處運行”，而是“一次編 譯，到處調試”。以Java AWT為例，早期Java AWT內提供的按鈕、文字區等均是以電腦系統所默認的樣式而顯示。這令Java程序在有些沒有提供圖案的電腦系統產生錯誤（在Microsoft Windows設有窗口管理器，在一些Linux distribution則沒有）。后來SUN公司針對Java AWT一些問題而推出Java Swing。
平臺無關性讓Java在服務器端軟件領域非常成功。很多服務器端軟件都使用Java或相關技術建立。
自動垃圾回收（Garbage Collection）
C++語言被用戶詬病的原因之一是大多數C++編譯器不支持垃圾收集機制。通常使用C++編程的時候，程序員于程序中初始化對象時，會在主機內存堆棧上分配一塊內存與地址，當不需要此對象時，進行析構或者刪除的時候再釋放分配的內存地址。如果對象是在堆棧上分配的，而程序員又忘記進行刪除，那么就會造成內存泄漏（Memory Leak）。長此以往，程序運行的時候可能會生成很多不清除的垃圾，浪費了不必要的內存空間。而且如果同一內存地址被刪除兩次的話，程序會變得不穩定，甚 至崩潰。因此有經驗的C++程序員都會在刪除之后將指針重置為NULL，然后在刪除之前先判斷指針是否為NULL。
C++中也可以使用“智能指針”（Smart Pointer）或者使用C++托管擴展編譯器的方法來實現自動化內存釋放，智能指針可以在標準類庫中 找到，而C++托管擴展被微軟的Visual C++ 7.0及以上版本所支持。智能指針的優點是不需引入緩慢的垃圾收集機制，而且可以不考慮線程安全的問題，但是缺點是如果不善使用智能指針的話，性能有可能 不如垃圾收集機制，而且不斷地分配和釋放內存可能造成內存碎片，需要手動對堆進行壓縮。除此之外，由于智能指針是一個基于模板的功能，所以沒有經驗的程序 員在需要使用多態特性進行自動清理時也可能束手無策。
Java語言則不同，上述的情況被自動垃圾收集功能自動處理。對象的創建和放置都是在內存堆棧上面進行的。當一個對象沒有任何引用的時候，Java的自動垃圾收集機制就發揮作用，自動刪除這個對象所占用的空間，釋放內存以避免內存泄漏。
注意程序員不需要修改finalize方法，自動垃圾收集也會發生作用。但是內存泄漏并不是就此避免了，當程序員疏忽大意地忘記解除一個對象不應該有的引用時，內存泄漏仍然不可避免。
不同廠商、不同版本的JVM中的內存垃圾回收機制并不完全一樣，通常越新版本的內存回收機制越快，IBM、BEA、SUN等等開發JVM的公司都曾宣稱過自己制造出了世界上最快的JVM[來源請求]，JVM性能的世界紀錄也在不斷的被打破并提高。
IBM有一篇有關Java內存回收機制比不激活垃圾收集機制的C++內存處理快數倍的技術文章[14]，而著名的Java技術書籍《Java編程思想》（Thinking in Java）也有一段論述Java內存及性能達到甚至超過C++的章節[15] 。
基本語法
編寫Java程序前應注意以下幾點：
- 大小寫敏感：Java是大小寫敏感的，這就意味著標識符Hello與hello是不同的。
- 類名：對于所有的類來說，類名的首字母應該大寫。如果類名由若干單詞組成，那么每個單詞的首字母應該大寫，例如MyFirstJavaClass。
- 方法名：所有的方法名都應該以小寫字母開頭。如果方法名含有若干單詞，則后面的每個單詞首字母大寫，例如myFirstJavaMethod。
- 源文件名：源文件名必須和類名相同。當保存文件的時候，你應該使用類名作為文件名保存（切記Java是大小寫敏感的），文件名的后綴為.java。（如果文件名和類名不相同則會導致編譯錯誤）。
- 主方法入口：所有的Java程序由public static void main（String[] args）方法開始執行。
Java關鍵字
關鍵字 下面列出了Java關鍵字。這些關鍵字不能用于常量、變量、和任何標識符的名稱。
| abstract | 抽象方法，抽象類的修飾符 |
| assert | 斷言條件是否滿足 |
| continue | 不執行循環體剩余部分 |
| default | switch語句中的默認分支 |
| do-while | 循環語句，循環體至少會執行一次 |
| double | 64-bit雙精度浮點數 |
| else | if條件不成立時執行的分支 |
| enum | 枚舉類型 |
| extends | 表示一個類是另一個類的子類 |
| final | 表示定義常量 |
| finally | 無論有沒有異常發生都執行代碼 |
| float | 32-bit單精度浮點數 |
| for | for循環語句 |
| goto | 用于流程控制 |
| if | 條件語句 |
| implements | 表示一個類實現了接口 |
| import | 導入類 |
| instanceof | 測試一個對象是否是某個類的實例 |
| int | 32位整型數 |
| interface | 接口，一種抽象的類型，僅有方法和常量的定義 |
| long | 64位整型數 |
| native | 表示方法用非java代碼實現 |
| new | 分配新的類實例 |
| package | 一系列相關類組成一個包 |
| private | 表示私有字段，或者方法等，只能從類內部訪問 |
| protected | 表示保護類型字段 |
| public | 表示共有屬性或者方法 |
| return | 方法返回值 |
| short | 16位數字 |
| static | 表示在類級別定義，所有實例共享的 |
| strictfp | 浮點數比較使用嚴格的規則 |
| super | 表示基類 |
| switch | 選擇語句 |
| synchronized | 表示同一時間只能由一個線程訪問的代碼塊 |
| this | 調用當前實例或者調用另一個構造函數 |
| throw | 拋出異常 |
| throws | 定義方法可能拋出的異常 |
| transient | 修飾不要序列化的字段 |
| try | 表示代碼塊要做異常處理 |
| void | 標記方法不返回任何值 |
| volatile | 標記字段可能會被多個線程同時訪問，而不做同步 |
| while | while循環 |
接口和類別
Java自帶了創建接口的類別，可以這樣使用：
public interface Deleteable {void delete(); }這段代碼的意思是任何實現（implement）Deleteable接口的類別都必須實現delete()方法。每個類別對這個方法的實現可以自行定制。由此概念可以引出很多種使用方法，下面是一個類別的例子：
public class Fred implements Deleteable {// 必須實作Deleteable介面中的delete方法@Override public void delete() {// 實作的程式碼}// 這個類別也可以包含其他方法public void doOtherStuff() {} }在另外一個類別中，可以使用這樣的代碼：
public void deleteAll（Deleteable [] list） {for（int i = 0; i < list.length; i++）{list[i].delete();} }因為隊列中所有的對象都可以使用delete()方法。Deleteable隊列中包含Fred對象的引用，而這個類別和其他Deleteable類別在使用deleteAll()方法時候不需要進行任何改變。
之所以這樣做就是為了在接口的執行和其代碼之間進行區別。舉例來說，一個名叫Collection的接口可以包含任何對象所需要的引入、轉換和存儲數據的方法，其他的類都可以使用這個接口。但是這個接口可以是一個可重定義大小的隊列、一個鏈表或者是其他功能的集合。
這種特性其實是一種折中的辦法。Java的設計者們不想讓Java有多重繼承的特性，因為C++的多重繼承顯示了這種特性的困難。Java的接口功能可以提供同樣的功能，但是又不會很復雜。
應用程序開發接口
在Java語言中，應用程序接口（API）化身成類，并且分組成為包。每個包中包含有相關的接口和類。對于不同的平臺，Java提供了不同版本的包。API的設定由sun公司和其他公司通過JCP（Java社區程序）決定。任何公司和個人都可以參與這個工程，對API進行設計。2004年，IBM和BEA公司準備聯合對官方的Java開源軟件工程進行支持，但是2005年初，sun公司拒絕了這個支持。
關于Java的批評
整體性問題
并不是所有的工程和環境需要企業檔次的復雜性，比如一個簡單的個人網站或者獨自編程的程序師所寫的程序。這些程序師會發現Java的復雜管理對于自己要做的程序來說過于強大了。一些人覺得Java在面向對象上面做的沒有Ruby和Smalltalk純粹。但是最新出現的用Java實現的語言Groovy解決了這些問題。
作為一種已經創建的新技術，Java顯然綜合了很多語言的特性，比如C++、C語言、Python等等。一些對于Java的評論認為Java的不變性在動搖。
語言問題
有些程序師不喜歡原始類型（primitive type）和類別（class）的分離，尤其是那些曾經使用過Smalltalk和Ruby的程序師。Java的代碼相對于其他的代碼來說過于冗長，這與它的輕便化聲明相違背。
Java是一種單層繼承的語言。這也導致了程序師在試圖使用多重繼承時候的不便，而很多語言都可以使用這個特性。但是Java可以使用接口類，把多重繼承可能導致的風險減少到最小。Java不支持運算符重載，這是為了防止運算符重載使得代碼的功能變得不清晰。但是用Java實現的語言Groovy可以進行運算符重載。過去Java對于文本的操作和其他語言，比如Perl和PHP相比差的較多，但Java在1.4版本時候引入了正則表達式。
- 至Java 1.7為止，Java語言不支持閉包（closure）和混入（mixin）特性。
- Java 1.8加入閉包（Lambda Expressions） 。
類庫問題
使用Swing平臺編寫的帶有GUI（圖形用戶界面）的程序和其他原始程序非常不同。選用AWT工 具包編寫程序的程序師看到的都是原始接口，而且也無法獲得先進的GUI編程支持，如果使用的話，就要提供每個平臺上面所需的API，這將是一項龐大的工 程。Swing則是完全用Java語言所寫的程序，避免了接口元素重復的問題，只使用所有平臺都支持的最基本的繪圖機制。但是很多用戶不知道如何在 Java風格和Windows風格之間進行轉換，結果造成了Java程序的接口在很多程序中非常特殊。蘋果電腦已經提供了優化過的Java運行時程序，包含了Mac OS X的經典Aqua接口風格。
在IBM捐贈給Eclipse基金會的SWT界面框架中，用戶會看到熟悉的本地風格界面。但這又引起了不同喜好的開發人員之間的爭論。
性能問題
由于Java編譯器和虛擬機的不同對Java代碼的性能影響比語言本身的影響大的多，所以統一討論Java的程序的性能經常是有誤導性的。據IBM的數據，在同樣的硬件上2001年時的IBM JDK版本的性能是1996年的JDK版本的十倍左右。見IBM東京研究院的數據：http://www.is.titech.ac.jp/ppl2004/proceedings/ishizaki_slides.pdf而即使是在同一時期，不同公司的JDK和JRE的性能也不一樣，比如SUN、IBM、BEA等公司都有自己開發的JDK和JRE。
Java語言的一些特性不可避免的有額外的性能代價，例如數組范圍檢查、運行時類型檢查等等。Java程序的性能還會因為不同的動態復雜性和垃圾處 理機制使用的多少而各有不同。如果JVM的實現比較優化的話，那么這些功能甚至可以增加內存分配的性能。這和總是使用STL或者托管C++的程序的情況類 似。
盡管如此，仍然有許多人認為Java的性能低。這部分歸因于Sun公司最初的JVM實現使用未優化的解釋機制來運行字節碼。一些新版本的JVM使用Just-In-Time（JIT） 編譯器，在加載字節碼的時候將其編譯成針對運行環境的本地代碼來實現一些本地編譯器的優化特性。Just-In-Time機制和本地編譯的性能比較仍舊是 一個有爭議的話題。JIT編譯需要很多時間，對于運行時間不長或者代碼很多的大型程序并不適宜。但是不算JIT編譯階段的話，程序的運行性能在很多JVM下可以和本地編譯的程序一爭短長，甚至在一些計算比較密集的數值計算領域也是這樣。目前，Java已經使用更先進的HotSpot技 術來代替JIT技術，Java的性能有了更進一步的提升。另外，在使用-server選項運行Java程序時，也可以對Java進行更深入的優化，比如在 運行時將調用較多的方法內聯（inline）到程序中來提高運行速度，這就是所謂的“動態優化”，而本地編譯器是無法做到這一點的；這也是一些Java代 碼比對應用C/C++等語言編寫的本地代碼運行的更快的原因之一。微軟的.NET平臺也使用JIT編譯器，所以也有類似問題。
Java的設計目的主要是安全性和可攜性，所以對于一些特性，比如對硬件架構和內存地址訪問的直接訪問都被去除了。如果需要間接調用這些底層功能的話，就需要使用JNI（Java 本地接口）來調用本地代碼，而間接訪問意味著頻繁調用這些特性時性能損失會很大，微軟的.NET平臺也有這樣的問題。所以到目前為止，性能敏感的代碼，例 如驅動程序和3D視頻游戲，還是大多使用本地編譯，甚至直接以不直接支持面向對象的C語言或機器碼編寫。但最近已經有了許多用純Java編寫的3D游戲， 其效果與用C語言編寫的不相上下，例如“合金戰士”（英文名：Chrome）。這主要是因為新版的Java 3D技術已經能像C++一樣調用硬件加速，也就是使用顯卡來加速，無論是C++還是Java語言寫的3D游戲都是使用顯卡及GPU來處理，從而使得CPU可以專注于其他方面的工作。
Java平臺
Java平臺即由Java編程語言所撰寫的軟件賴以運行的平臺，是Java軟件和電腦系統的中介，最初被設計用在?Applet?等桌面端程序，不過后來逐漸轉移到服務端的運用。
Java?運行環境
Java?運行環境，即Java Runtime Environment，簡稱為JRE，是在任何平臺上運行Java編寫的程序都需要用到的軟件。終端用戶可以以軟件或者插件方式得到和使用?JRE。Sun?公司還發布了一個JRE的更復雜的版本，叫做JDK，即Java 2開發包，里面包含了Java需要的編譯器、參考文檔和調試器等。
JRE的成分
- Java的類庫，包含了編譯Java程序所需要的最核心文件。
- 核心庫文件，其中有
- 數據結構的庫，包括列表、字典和樹等
- XML分析庫
- 安全方面應用庫
- 國際化和本地化應用庫
- 綜合庫文件，包含了程序員和其他系統通信的功能文件。
- JDBC，即Java數據庫聯通的API
- JNDI，即Java命名和目錄接口
- RMI和CORBA用于重新分發軟件
- 用戶界面庫文件，包含：
- AWT，即抽象窗口開發包，提供了產生圖形用戶界面所需要的功能
- Swing庫
- 其他用于回訪媒體文件、錄音、截圖的庫
- 一個用于執行軟件的Java虛擬機（JVM）
- 插件，可以在瀏覽器里面使用
- JWS，可以讓終端用戶連接到互聯網
- 許可文件和文檔
桌面的應用
根據Sun公司的統計，安裝Java運行環境的個人計算機已經超過7億。[1]自從Sun指控微軟添加Windows特效類文件到Java運行環境（JRE），并通過Visual J++運行這些類文件，微軟不再綁定Java運行環境到Windows操作系統。Apple的Mac OS X一般默認綁定Java運行環境， 而且許多Linux發行版也綁定一些兼容的自由軟件包GNU Classpath。[2]
一些Java軟件被桌面計算機廣泛應用，比如NetBeans和Eclipse integrated development environments，文件共享程序如LimeWire和Vuze. Java還被應用于線性代數計算編程環境，包括用戶界面和部分系統核心功能。
移動設備
Java ME在移動設備上越來越流行，并開始與Symbian, BREW，和.NET Compact Framework展開競爭。
因為手機制造商的多樣性，需要一種新的統一標準，使程序可以運行于不同手機供應商制造的手機上。第一代這樣的標準是MIDP 1，它假設手機顯示屏很小，沒有音頻操作權限，而且只允許小于32kb的程序運行。MIDP2有聲音訪問權限，程序大小限制提高到了64kb。隨著手機設 計的能力和速度的快速提升，其發展速度遠比標準的制定快的多，一些廠商開始放松了對標準的遵守，比如允許更大的程序在手機上運行。
網絡服務器和企業級應用
網絡服務器和企業級應用
- J2EE企業級架構
JavaEE
Java EE，Java平臺企業版（Java Platform Enterprise Edition），是Sun公司為企業級應用推出的標準平臺。Java平臺共分為三個主要版本Java EE、Java SE和Java ME。
Sun公司在1998年發表JDK1.2版本的時候，使用了新名稱Java 2 Platform，即“Java2平臺”，修改后的JDK稱為Java 2 Platform Software Developing Kit，即J2SDK。并分為標準版（Standard Edition，J2SE），企業版（Enterprise Edition，J2EE），微型版（MicroEdition，J2ME）。J2EE便由此誕生。
2005年6月，JavaOne大會召開，SUN公司公開Java SE 6。此時，Java的各種版本已經更名以取消其中的數字“2”：J2EE更名為Java EE, J2SE更名為Java SE，J2ME更名為Java ME。
隨著Java技術的發展，J2EE平臺得到了迅速的發展，成為Java語言中最活躍的體系之一。現如今，J2EE不僅僅是指一種標準平臺，它更多的表達著一種軟件架構和設計思想。
原文：https://zh.wikipedia.org/wiki/Java
總結
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