認識Java--走進Java和Java虛擬機器的發展史

Part I: 走進Java

第一章 走進Java

概述

優點：

• 結構嚴謹，物件導向的程式設計語言；

• 擺脫硬體平台的束縛，實現了“一次編寫，到處運行”的理想；

• 提供相對安全的記憶體管理和訪問機制，避免了絕大部分的記憶體流失和指標越界問題；

• 實現了熱點代碼檢測和運行時編譯及最佳化；

• 有一套完善的應用介面程式介面以及無數的第三方類庫；

Java技術體系

JDK是用於支援Java開發的最小環境，包含Java程式設計語言、Java虛擬機器、Java API類庫三部分；

JRE是支援Java程式啟動並執行標準環境，包含Java API類庫中的Java SE API 子集和Java虛擬機器兩部分；

按照Java技術關注的重點業務領域來劃分，Java技術體系可分為4個平台：

• Java Card：支援Applets(Java小程式)運行在小記憶體裝置（如智慧卡）上的平台；

• Java ME(Micro Edition)：支援Java運行在移動終端上的平台；（今有Android SDK）

• Java SE(Standard Edition)：支援面向案頭級應用的Java平台；

• Java EE(Enterprise Edition)：支援使用多層架構的企業級應用(如ERP、CRM應用)的Java平台；

Java發展史

• JDK 1.0：Java虛擬機器、Applet、AWT等；

• JDK 1.1：JAR檔案格式、JDBC、JavaBeans、RMI、內部類、反射；

• JDK 1.2：拆分為J2SE/J2EE/J2ME、內建JIT編譯器、一系列Collections集合類；

• JDK 1.3：JNDI服務、使用CORBA IIOP實現RMI通訊協定、Java 2D改進；

• JDK 1.4：Regex、異常鏈、NIO、日誌類、XML解析器和XSLT轉換器；

• JDK 1.5：自動裝箱、泛型、動態註解、枚舉、可變參數、遍曆迴圈、改進了Java記憶體模型、提供了java.util.concurrent並發包；

• JDK 1.6：提供動態語言支援、提供編譯API和微型HTTP伺服器API、虛擬機器最佳化（鎖與同步、垃圾收集、類載入等）；

• JDK 1.7：G1收集器、加強對Java語言的調用支援、升級類載入架構；

• JDK 1.8：Lambda運算式、函數式介面等；

Java虛擬機器發展史

• Sun Classic/Extract VM：Classic VM是第一款商用虛擬機器，純解析器方式來執行Java代碼，如果要使用JIT編譯器就必須進行外掛，解析器和編譯器不能配合工作，編譯器執行效率非常差；Exact VM是Sun虛擬機器團隊曾在Solaris平台發布的虛擬機器，支援兩級即時編譯器、編譯器和解譯器混合工作、使用準確記憶體管理（虛擬機器可以知道記憶體中某個位置的資料具體是什麼類型），但很快就被HotSpot VM所取代；

• Sun HotSpot VM：Sun JDK和OpenJDK所帶的虛擬機器，目前使用範圍最廣；繼承了前兩款虛擬機器的優點，還支援熱點代碼探測技術（通過計數器找出最具編譯價值的代碼）；2006年Sun公司宣布JDK包括HotSpot VM開源，在此基礎上建立OpenJDK；

• Sun Mobile-Embedded VM/Meta-Circular VM：一些Sun開發的面對移動和嵌入式發布的和實驗性質的虛擬機器；

• BEA Jrockit/IDM J9 VM：JRockit VM曾經號稱是世界上最快的Java虛擬機器，專註於伺服器端應用，不包含解析器實現，全部靠即時編譯器編譯執行；J9 VM定位於HotSpot比較接近，主要目的是作為IBM公司各種Java產品的執行平台；

• Azul VM/BEA Liquid VM：特定硬體平台專有的高效能虛擬機器；

• Apache Harmony/Google Android Dalvik VM：Apache Harmony包含自己的虛擬機器和Java庫，但沒有通過TCK認證；Dalvik VM是Android平台的核心組成部分，其並沒有遵循Java虛擬機器規範，不能直接執行Class檔案，使用的是寄存器架構而不是JVM常見的棧架構；

• Microsoft JVM及其他：微軟曾經是Java技術的鐵杆支援者，開發過Windows下效能最好的Java虛擬機器，但後來被Sun起訴終止其發展；

展望Java技術的未來

• 模組化

• 混合語言：通過特定領域的語言去解決特定領域的問題

• 多核並行

• 進一步豐富文法

• 64位虛擬機器