Java四大核心技术思想详解

1、Java四大核心技术思想详解Java已经成为一个庞大而复杂的技术平台，关于开发人员而言，要想更好的把握Java 技术，深切明白得底层的技术处置细行必不可少。对核心概念和思想的把握能够帮忙咱们触 类旁通、触类旁通，有助于提升咱们对整个Java平台的明白得力。那个地址所介绍的是Java 技术平台的几个核心概念，其中所包括的思想有助于咱们更深刻的明白得Java技术。Java虚拟机Java虚拟机的主要任务是装在class文件并且执行其中的字节码。Java虚拟机包 含一个类装载器，它可以从程序和API中装载class文件。Java API中只有程序执行时需 要的那些类才会被装载。字节码由执行引擎来执行。

2、不同的Java虚拟机中，执行引擎可能实现得非常不同。在由软件实现的虚拟机中， 最简单的执行引擎就是一次性解释字节码。另一种执行引擎更快，但是也更消耗内存，叫做 “即时编译器(just-in-time compiler)”。在这种情况下，第一次被执行的字行码会被编译 成本地机器代码。编译出的本地机器代码会被缓存，当方法以后被调用的时候可以重用。第 三种执行引擎是自适应优化器。在这种方法里，虚拟机开始的时候解释字节码，但是会监视 运行中程序的活动，并且记录下使用最频繁的代码段。程序运行的时候，虚拟机只把那些活 动最频繁的代码编译成本地代码，其他的代码由于使用得不是很频繁，继续保留为字节码- 由虚拟

3、机继续解释它们。一个自适应的优化器可以使得Java虚拟机在80旷90舟的时间里执 行被优化过的本地代码，而只需要编译10舟20%的对性能有影响的代码。当Java虚拟机是由主机操作系统上的软件实现的时候，Java程序通过调用本地方 法(native method)和主机交互。Java中有两种方法：Java方法和本地方法。Java方法是 由Java语言编写，编译成字”码文件，存储在class文件中的。本地方法是由其他语言(比 如c, C+或汇编语言)编写的，编译成何处理器相关的机器代码。本地方法保存在动态链接 库中，格式是各个平台专有的。运行中Java程序调用本地方法时，虚拟机装载包含这个本地 方

4、法的动态库，并调用这个方法。本地方法是联系Java程序和底层主机操作系统的连接方 法。通过本地方法，Java程序可以直接访问底层操作系统的资源。一个本地方法接口 (Java Native Interface, JNI)-使得本地方法可以在特定主机系统的任何一个Java平台实现上运行。如果希望使用特定主机上的资源，它们又无法从Java API访问，那么可以写一个 平台相关的Java程序来调用本地方法。如果希望保证程序的平台无关性，那么只能通过Java API来访问底层系统资源。类装载器的体系结构一个Java应用程序可以使用两种类装载器：”启动（bootstrap） 类装载器和用户定 义的类装载器

5、。启动类装载器（这是系统中唯一的）是Java虚拟机实现的一部分。启动类装 载器通常使用某种默认方式从本地磁盘中装载类，包括Java API类（启动类装载器也被称为 原始类装载器、系统类装载器或者默认类装载器）。Java应用程序能够在运行时安装用户定义的类装载器，这种类装载器能够使用自 定义的方式来装载类。例如，从网络下载class文件。尽管启动类装载器是虚拟机实现的本 质部分，而用户定义的类装载器不是，但用户定义的类装载器能够用Java来编写，能够被编 译成class文件，能够被虚拟机装载，还能够像其它对象一样实例化。由于有用户定义类装载器，所以不必再编译的时候就知道运行中的Java应用程序

6、中最终会加入的所有的类。用户定义的类装载器使得在运行扩展Java应用程序成为可能。 当它运行时，应用程序能够解决它需要哪些额外的类，能够决定是使用一个或是更多的用户 定义的类装载器来装载。由于类装载器是用Java编写的，所以用任何在Java代码中可以表 述的风格来进行类装载。这些类可以通过网络下载，可以从某些数据库中获取，甚至可以动 态生成。每一个类被装载的时候，Java虚拟机都监视这个类，看到它到底是被启动类装载 器还是被用户定义类装载器装载。当被装载的类引用了另外一个类时，虚拟机就会使用装载 第一个类的类装载器装载引用的类。例如，如果虚拟机使用一个特定的类装载器装载 Volcano这个类，

7、它就会使用这个类装载器装载Volcano类使用的所有类。由于Java虚拟机采取这种方式进行类的装载，所以被装载的类默认情况下只能看 到被同一个类装载器装载的别的类。通过这种方法，Java的体系结构允许在一个Java应用 程序中建立多个命名空间。运行时的Java程序中的每一个类装载器都有自己的命名空间。Java应用程序可以创建多少个（或多少种）被不同的类装载器装载的类存放在不同 的命名空间中，它们不能相互访问，除非应用程序显示地允许这么做。当编写一个Java应 用程序的时候，从不同源文件装载的类可以分隔在不同的命名空间中。通过这种方法，就能 够使用Java类装载器的体系结构来控制任何不同源文件中

8、装载的代码之间的相互影响，特 别是能够阻止恶意代码获取访问或破坏善意代码的权限。Web浏览器是一个动态扩展的例子，Web浏览器使用用户定义的类装载器从网络下 载用于Java applet的class文件。Web浏览器使用一个用来安装用户定义类装载器的Java 应用程序。这个用户定义的类装载器通常被称为Java Applet类装载器，它知道如何向HTTP 服务器请求class文件。Java Applet可以作为动态扩展的例子，因为Java应用程序并不 知道它什么时候会开始从网络下载浏览器请求的class文件。只有当浏览器遇到有Java applet的页面时，才决定是否需要下载class文件。We

9、b浏览器启动的Java应用程序通常为每个提供class文件的网络地址分别创建 不同的用户定义类装载器，因此，不同的用户定义类装载器装载不同来源的class文件。这 就可以把它们分别放置在Java主机应用程序的不同命名空间之下。由于不同来源的Java applet文件放置在不同的命名空间中，恶意的Java applet代码就不会直接访问从别的地 方下载的class文件。这就能够限制或阻止不同来源的代码之间的相互访问。Java class 文件Java class文件主要在平台无关性和网络移动性方面使Java更适合网络。它在平 台无关性方面的任务是：为Java程序提供独立于底层主机平台的二进制形式

10、的服务。这种 途径途径打破了 C或者C+等语言所遵循的传统，使用这些传统语言写的程序通常首先被编 译，然后被连接成单独的、专门支持特定硬件平台和操作系统的二进制文件。通常情况下， 一个平台上的二进制可执行文件不能在其他平台上工作。而Java class文件时可以运行在 任何支持Java虚拟机的硬件平台和操作系统上的二进制文件。当编译和连接一个C+程序时，所获得的可执行二进制文件只能在指定的硬件平台 和操作系统上运行，因为这个二进制文件包含了对目标处理器的机器语言。而Java编译器 把Java源文件的指令翻译成字节码，这种字节码就是Java虚拟机的机器语言。class文件设计得紧凑，因此它们可以

11、快速地在网络上传送。其次，由于Java程 序是动态连接和动态扩展的，class文件可以在需要的时候才下载。这个特点使得Java应 用程序能够安排从网络上下载class文件的时间，从而可以最大限度地减少终端用户的等待 时间。Java APIJava API通过支持平台无关性和安全性，使得Java适应于网络应用。Java API 是运行库的集合，它提供了一套访问主机系统资源的标准方法。运行Java程序时，虚拟机 装载程序的class文件所使用的Java API class文件。所有被装载的class文件（包括从应 用程序中和从Java API中提取的）和所有己经装载的动态库（包含本地方法）共同组成了再 Java虚拟机上运行的整个程序。在一个平台能偶支持Java程序以前，必须在这个特定平台上明确地实现API的功 能。为访问主机上的本地资源，Java API调用了本地方法。由于Java API class文件调用 了本地方法，Java程序就不需要再调用它们了。通过这种方法，Java API class文件为底 层主机提供了具有平台无关性、标准接口的Java程序。对Java程序而言，无论平台内部如 何，Java API都会有同样的表现和可预测的行为。正是由