摘要
通過本章的學習，讀者能夠了解Java出現的歷史因素，知道Java語言的優缺點，明白Java語言適合應用於什麼領域，對Java語言有一個總體的熟悉。
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本章目標：
通過本章的學習，讀者能夠了解Java出現的歷史因素，知道Java語言的優缺點，明白Java語言適合應用於什麼領域，對Java語言有一個總體的熟悉。
1.1 JAVA發展歷程
現在隨便打開一本計算機雜志，都可以看到Java的身影，甚至連《紐約時報》、《商業周刊》等這些非計算機類報刊雜志都時而會刊登關於Java的消息。一向“目中無人”的微軟公司也不得不對Java這一競爭對手Sun公司的力作提供支持。下面我們就一起來探究一下Java的發展歷史。
Java的誕生需追溯到1991年。當時，在Sun公司內，有一個稱為Green的項目，這個項目的工程師受命設計一種小型的計算機語言，用於機頂盒、家電控制芯片等消費類設備。由於這些設備功能有限、內存較小，所以這種語言必須盡可能地小，而且應能生成非常緊湊的代碼。而且最重要的一點是，這些設備所采用的處理芯片多種多樣，要使這個語言有強大的生命力，就絕不能夠受限於任何一種體系結構。
為了實現這一目標，項目組預備嘗試一種古老的模型：設計出一種“可移植”的語言。在執行前，生成一個“中間碼”，在任何一種機器上安裝了特定的解釋器，就可以運行這個“中間碼”。這樣“中間碼”一定會非常小，而解釋器也不大，就可以達到這個目標。
這個由James Gosling和Patrick Naughton領導的項目組中，大部分員工都是UNIX背景，熟悉C++語言，使得這個新語言走向了“面向對象”的道路。這個語言原來的名字是“Oak”（James Gosling辦公室窗外的橡樹名），但後來由於“Oak”這一名字已被占用，所以在Sun公司高層的建議下，選用了“Java”一種咖啡的名字做為新語言的名字，所以現在說到Java語言，大家都會想到那杯熱氣騰騰的咖啡！
也許，Sun公司希望Java語言能夠象咖啡一樣被人們接受、喜愛吧！
好事多磨！這句中國的老話，也應驗在了這個遠在重洋的項目組。1992年，Green項目組發布了第一款應用Java語言的產品？一個很智能的遠程控件。但它並未被Sun公司和消費類家電公司所接受。接著Green項目組又開始了許多其它方面的嘗試，均慘遭失敗，不得不在1994年解散。
正在這個時候，Internet 上的WWW服務越來越普遍，人們需要一個好用的浏覽器，以便更好地閱讀WEB頁面。這時Green項目組的舊部意識到可以使用Java語言來寫一個浏覽器。這個最終發展成目前的HotJava浏覽器，最初是由Patrick Naughton和Jonathan Payne編寫的，它是使用Java語言寫成的。他們在編寫HotJava時，還考慮到提供小應用程序（Applet）的能力，所以在浏覽器中加入了解釋Java語言“中間碼”的功能。這個設計促進了Java語言的發展。
HotJava這個試驗品在1995年5月召開的SunWorld大會上首次亮相，從至引發了遍及全球、至今未衰的Java熱。
1995年秋，Netscape決定支持讓其浏覽器支持Java，並在1996年初發布了支持Java的版本。這意味著Java語言開始大流行。後來，IBM、Symantec、Inprise等許多聞名IT公司都注冊了Java使用許可證。而且視Sun公司為敵的微軟公司也在IE中提供了對Java能力，並在Windows中提供了Java虛擬機。（不過，據Sun公司稱，微軟公司支持的Java語言不是純正的Java語言）。
Java語言的初露鋒芒，讓Sun公司意識到它的價值，於是在1996年初發布了Java的第一個版本。幾個月後，又發布了Java 1.02版。但這個版本的Java語言並不是十分完備，不適合用於正規的應用程序的開發。
1996年5月，在舊金山召開了JavaOne大會，在這次大會上，Sun公司為人們繪制了一個美好的藍圖。這個美好的藍圖，讓大多數人懷疑要達到個目標需要好幾年的時間。但僅過了一小段時間，Sun公司就發布了令人滿足的Java 1.0版，它實現了絕大部分的目標。
在1998年召開的JavaOne大會上，Sun公司發布了Java 1.2版，這就是Java 2，它以功能全面的、具有高度擴展能力的新版本換掉了原來的GUI界面和圖形工具包。朝著“一次編寫，到處運行”的宏偉目標又前進了一大步。
1.2 JAVA的特點
1.2.1 Java語言的優點
Java語言是一種優秀的編程語言。它最大的優點就是與平台無關，在Windows 9x、Windows NT、Solaris、Linux、MacOS以及其它平台上，都可以使用相同的代碼。“一次編寫，到處運行”的特點，使其在互聯網上廣泛采用。
由於Java語言的設計者們十分熟悉C++語言，所以在設計時很好地借鑒了C++語言。可以說，Java語言是一種比C++語言“還面向對象”的一種編程語言。Java語言的語法結構與C++語言的語法結構十分相似，這使得C++程序員學習Java語言更加輕易。
當然，假如僅僅是對C++改頭換面，那麼就不會有今天的Java熱了。Java語言提供的一些有用的新特性，使得使用Java語言比C++語言更輕易寫出“無錯代碼”。
這些新特性包括：
1） 提供了對內存的自動治理，程序員無需在程序中進行分配、釋放內存，那些可怕的內存分配錯誤不會再打攪你了；
2） 去除了C++語言中的令人費解、輕易出錯的“指針”，用其它方法來進行彌補；
3） 避免了賦值語句（如a = 3）與邏輯運算語句（如a = = 3）的混淆；
4） 取消了多重繼續這一復雜的設施。
一些說明：
“多重繼續”是“面向對象”的術語，我們將會在第2章中具體敘述。
這些優點正是Java熱的背景，Java憑借其強大的移植能力、多線程處理和連網能力，風靡全球，現在已經逐漸成為手持設備、互聯網、車內計算機的一項標准。
一些提示：
Java語言的規范是公開的，你可以在http://java.sun.com上找到它，閱讀Java語言的規范是提高水平的好方法。
1.2.2 Java語言的要害特性
Java語言有許許多多有效的特性，吸引著程序員們，最主要的有以下幾個：
1.簡潔有效
Java語言是一種相當簡潔的“面向對象”程序設計語言。Java語言省略了C++語言中所有的難以理解、輕易混淆的特性，例如頭文件、指針、結構、單元、運算符重載、虛擬基礎類等。它更加嚴謹、簡潔。
注重：
有些熟悉Visual Basic語言的讀者會覺得Java語言相對VB而言更復雜，的確使用Java編程是比使用VB更費力一些。但大家一定要知道VB是一種集成化開發工具，其憑借可視化工具成為開發GUI程序的神器，但其並不能算是一種語言。它的基礎是Basic語言，這是一種最簡單的語言，但其功能不如C、C++、Java這樣完整。
Java語言采用了非凡的軟件構造方法，可以在很小的機器上獨立運行。只要40K就可以容下一個最基本的解釋器，即使加上基本標准庫和線程支持，也僅需再加上175K就夠的。這也是Java語言的一個成功秘訣。
2.高可移植性
對於一個程序員而言，寫出來的程序假如不需修改就能夠同時在Windows、MacOS、UNIX等平台上運行，簡直就是美夢成真的好事！而Java語言就讓這個原本遙不可及的事離我們越來越近。使用Java語言編寫的程序，只要做較少的修改，甚至有時根本不需修改就可以在不同平台上運行了。
舉個例子，不同平台上對數據類型的大小有不同的規定。在有的平台上，整型（int）是用一個16位二進制數表示，而有的平台上則是使用一個32位二進制數表示的。C/C++語言並沒有屏蔽掉這個由不同平台造成的不同。這樣假如在一個使用16位二進制數表示整型的平台上開發的C語言源程序，要在一個使用32位二進制數表示整型的平台上運行，簡直就是噩耗。
而在Java語言中，就屏蔽掉了這種由平台造成的不同。Java中的整型數是一定是由32位二進制表示的，Java虛擬機將這個差別消化了。當我們想將一個使用16位二進制數表示整型的平台上開發的Java語言源程序，移植到一個使用32位二進制數表示整型的平台上運行，就不用修改了。
Java語言具備這種高移植性是一種必然，因為它的設計理念就是“一次編寫，到處運行”嘛。
3.“面向對象”
可以這麼說，“面向對象”是軟件工程學的一次革命，大大提升了人類的軟件開發能力，是一個偉大的進步，是軟件發展的一個重大的理程碑。
在過去的30年間，“面向對象”有了長足的發展，充分體現了其價值，到現在已經形成了“面向對象的系統分析”、“面向對象的系統設計”、“面向對象的程序設計”一個體系。所以做為一個現代編程語言，是不能夠偏離這一方向的，Java語言也不例外。
注重：
Java語言被喻為比C++還“面向對象”的程序設計語言，不理解“面向對象”的思想就難以很好地運用Java語言，不熟悉這方面內容的讀者，可以好好閱讀本書的第二章。
4.解釋型
大家還記得Basic語言嗎？當我們使用Basic語言進行編程時，得先進入Basic語言環境，然後輸入源程序，再運行它，Basic語言環境一句句地解釋、運行，直接得出結果。這種語言就是解釋型語言。
而象C/C++這樣的語言就不是這樣的了，我們先使用編輯軟件或集成開發環境（IDE）編寫源程序，然後對其進行編譯，生成可執行文件。然後我們再通過操作系統執行這個可執行文件得到結果。這種語言就是編譯型語言。
解釋型語言效率低，速度慢；編譯型語言效率高，速度快。
Java語言是一種解釋型語言。對，沒看錯，它是一種解釋型語言，也就是說，相對於C/C++語言來說，Java語言寫出來的程序效率低，執行速度慢。但它正是通過在不同平台上運行Java解釋器，對Java代碼進行解釋，來實現“一次編寫，到處運行”的宏偉目標的。為了達到目標，犧牲效率還是值得的，再說，現在的計算機技術日新月異，運算速度也越來越快，用戶不會感到太慢的。
一些提示：
其實Java語言並不是象Basic語言那樣完全的解釋性，它是一種解釋型與編譯 型的折中。使用Java語言編寫程序，首先用編輯軟件或集成開發環境（IDE）編寫源程序，然後使用Java編譯器進行一次偽編譯，將其編譯成為中間碼（也稱字節碼）。然後再使用Java解釋器進行解釋。
5.適合分布式計算
Java語言具有強大的、易於使用的連網能力，非常適合開發分布式計算的程序。Java應用程序可以象訪問本地文件系統那樣通過URL訪問遠程對象。
使用Java語言編寫Socket通信程序十分簡單，使用它比使用任何其它語言都簡單。而且它還十分適合於開發公共網關接口（CGI）腳本的開發，另外還可以使用Java小應用程序（Applet）、Java服務器頁面（Java Server Page，簡稱jsp）、Servlet等等手段來構建更豐富的網頁。
6.擁有較好的性能
正如前面說到，由於Java是一種解釋型語言，所以它的執行效率相對就會慢一些，但由於Java語言采用了兩種手段，使得其性能還是不錯的。
1） Java語言源程序編寫完成後，先使用Java偽編譯器進行偽編譯，將其轉換為中間碼（也稱為字節碼），再解釋；
2） 提供了一種“准實時”（Just-in-Time，JIT）編譯器，在需要更快的速度時，可以使用JIT編譯器將字節碼轉換成機器碼，然後將其緩沖下來，這樣速度就會更快。
一些提示：
這種JIT編譯器，顧名思義，Just-In-Time，僅在運行時才進行，將其編譯成為平台相關的機器碼（由於現在已經運行了，無需再考慮可移植性）。這樣處理後，可以帶來10倍甚至20倍的速度提升。而且這個技術正在不斷地得到改正，今後JIT編譯器將更加智能，能夠監測出哪些代碼經常執行，從而對其進行適當的優化，進一步加快執行速度。
7.健壯、防患於未然
Java語言在偽編譯時，做了許多早期潛在問題的檢查，並且在運行時來做了許多相應的檢查，可以說是最嚴格的一種“編譯器”。
它的這種“防患於未然”的手段將許多程序中的錯誤扼殺在搖藍之中。經常有許多在其它語言中必須通過運行才會暴露出來的錯誤，在編譯階段就被發現了。
另外，在Java語言中還提供了許多保證程序穩定、健壯的特性，有效地減少了錯誤，這樣使得Java應用程序更加健壯。
8.具有多線程處理能力
線程，是一種輕量級進程，是現代程序設計中必不可少的一種特性。多線程處理能力使得程序能夠具有更好的交互性、實時性。
Java在多線程處理方面性能超群，具有讓你驚喜的強大功能，而且在Java語言中進行多線程處理很簡單。
注重：
要注重的是，各主流平台在線程的實現上千差萬別，所以Java語言也暫時無法在
這方面做到“與平台無關”，所以Java為不同的操作系統各實現了一套多線程機制。
並且對於程序員來說，不同的機器上，調用多線程機制的代碼還是相同的。
9.具有較高的安全性
由於Java語言在設計時，在安全性方面考慮很仔細，做了許多探究，使得Java語言成為目前最安全的一種程序設計語言。
盡管Sun公司曾經許諾過：“通過Java可以輕松構建出防病毒、防黑客的系統”，但“世界上沒有絕對的安全”這一真理是不會因為某人的許諾而失靈驗的。
就在JDK (Java Development Kit)1.0發布不久後，美國Princeton（普林斯頓）大學的一組安全專家發現了Java 1.0安全特性中的第一例錯誤。從此，Java安全方面的問題開始被關注。不過至今所發現的安全隱患都很微不足道，而且Java開發組還宣稱，他們對系統安全方面的Bugs非常重視，會對這些被發現的進行立即修復。
而且由於Sun公司開放了Java解釋器的細節，所以有助於通過各界力量，共同發現、防范、制止這些安全隱患。
一些提示：
假如您的英文閱讀能力不錯，而且又十分關心這些關於Java的安全性問題，可以訪問一下以下兩個新聞組：
1） http://www.cs.princeton.edu/sip ：普林斯頓大學新聞組
2） comp.risks新聞組
10.是一種動態語言
Java是一種動態的語言，這表示在以下兩個方面：
1） 在Java語言中，可以簡單、直觀地查詢運行時信息；
2） 可以將新代碼加入到一個正在運行的程序中去。
11.是一種中性結構
“Java編譯器生成的是一種中性的對象文件格式。”也就是說，Java編譯器通過偽編譯後，將生成一個與任何計算機體系統無關的“中性”的字節碼。
這種中性結構其實並不是Java首創的，在Java出現之前UCSD Pascal系統就已在一種商業產品中做到這一點，另外在UCSD Pascal之前還有這種方式的先例，那就是Niklaus Wirth實現的Pascal語言中就采用了這種降低一些性能，換取更好的可移植性和通用性的方法。
Java的這種字節碼經過了許多精心的設計，使得其能夠很好地兼容於當今大多數流行的計算機體系統，可以在任何機器上易於解釋，易於動態翻譯成為機器代碼。
一些提示：
更具體的內容，可以參考Java語言作者編寫的Java語言白皮書，你通過浏覽http://java.sun.com/doc/language_environment發現它。
1.3 關於JAVA的常見問題
1.Java與Html有什麼關系？
由於Java語言熱是因為Internet、浏覽器、WWW網而起的，所以在許多人心目中存在著一種誤解，認為Java是HTML的一種擴展。
其實這種熟悉是錯誤的，HTML是一種對WWW頁面進行描述的語言，而Java是一種編程語言，它們並不屬於一個范疇。
的確使用Java語言能夠使得WWW更具有動態的效果。
2.javascript與Java有什麼關系？
JavaScript是一種可以嵌入到WWW頁面中的一種腳本語言。它是由Netscape創造的，最初名叫LiveScript，由於語法與Java類似，後來改名為JavaScript，實際上是沒有任何直接聯系的。
3.Java程序都是在WEB頁面上運行的嗎？
誠然，Java程序是可以在WEB頁面上運行，這種Java程序叫做Java小應用程序（Java Applet），它是一種小型的Java程序，專門在浏覽上運行的。
還有一種Java程序，叫做Java應用程序（Java Application），它象用C/C++語言寫出來的應用程序一樣，是獨立於浏覽器運行的。
大家還記得吧，讓Java名聲大噪的HotJava就是一個浏覽器嘛！
4.Java程序是解釋型的，速度不快，適合用於開方什麼方面的程序呢？
的確，Java語言是一種解釋型語言，它的速度是要比純編譯型的C/C++語言要慢得多。所以用Java語言來開發那些需要使勁讓CPU工作的程序（比如科學計算）當然是不理智的了，但是用Java語言開發那些與用戶交互比較多的程序是十分適合的。這是因為，人的操作速度有限，Java還是能夠跟上這個速度的。
值得一提的是，當使用了JIT編譯器後，Java也就搖身一變成為了一個“純編譯型”的了，這時即使開發那些使勁讓CPU工作的程序也不怕了。
5.Java語言輕易學習嗎？
Java語言學習起來比C++語言輕易，但比Basic語言要復雜得多。假如你有C++語言的編程經驗，那對學習Java語言就是輕車熟路了。假如沒有也沒有關系，只要記住以下兩個忠告，我想學好Java語言指日可待：
1） 花些時間，真正理解“面向對象”；
2） 別怕困難，多多實踐。
6.在網頁Java小應用程序會帶來安全性問題嗎
的確有一些報告指出網頁上的Java小應用程序有一些安全漏洞，但這些安全漏洞遠比插入在網頁上的ActiveX控件緩和得多。
在業界有這樣的一個比喻：“受惡意的Java小應用程序攻擊的概率與飛機失事相當；而受ActiveX控件的惡意攻擊的概率則與徒步穿越繁忙的高速公路出事故的概率相當。”
雖然這個比喻也有說過頭了些，但的確Java小應用程序的安全性漏洞並不是很大。
