Java 语言程序设计

Java语言程序设计 张海旸北京邮电大学计算机学院 zhhy@bupt.edu.cn

第1章 Java简介 1.1 Java语言的发展历程 1.2 Java语言的特点 1.3 Java程序分类

课前思考 • 大家回想一下，在PC下用windows编写的程序能够不做修改就直接拿到UNIX系统上运行吗？ • 在Java语言出现之前是否存在其它跨平台的语言？ • 有那些语言是面向过程的？有那些语言是面向对象的？C++呢？

学习目标 • 了解java语言产生的历史和工作原理； • 初步接触java程序的两种方式： • Application • Applet； • 学习阅读java帮助文档； • 学会安装java开发环境和帮助文档； • 学会编写小的java程序，并生成相应的帮助文档。 • 掌握java程序的结构、编程规范；

难点和重点 • Java虚拟机 • 垃圾内存自动回收机制 • Java语言的特点 • Java编程规范 • Java类库帮助文档的浏览和生成

1.1 Java语言的春秋 Java语言在互联网时代获得巨大成功

1.Java语言的产生

2.Java的发展动态 • 电子商务解决方案：Java+XML • 分布式计算：Jini • 消费电子：Personal Java • 手机：J2ME • 交互式电视：JavaTV • 实时Java：Real Time Java • Peer 2 Peer：JXTA • J2EE和J2ME的广泛应用

1.2 Java语言的原理 Java的三大实现机制： Java 虚拟机（Java Virtual Machine）垃圾内存收集机制（Garbage Collection）代码安全性检测（Code Security）

为什么要用Java? • 简单的 • 面向对象的 • 健壮的 • 安全的 • 解释的 • 结构体系中立的(与平台无关的) • 多线程的 • 动态的语言

简单性(c++ - - ) Java最初是为对家用电器进行集成控制而设计的一种语言,因此它必须简单明了。 Java语言的简单性主要体现在: • Java的风格类似C++,C++程序员初次接触Java语言,就会感到熟悉.从某种意义上讲,Java语言是C++的一个变种。（便于理解和转换） • Java摒弃了C++中容易引发程序错误的一些特性,如指针,结构,枚举以及内存管理等。 • Java提供了丰富的类库,可以帮助我们很方便的开发Java程序. • 小，基本的解释器及类支持大约为40KB，加上基础标准类库和对线程的支持大约增加175KB

面向对象 面向对象是Java的最重要特性,它支持： • 继承,重载,多态等面向对象的特性； • Java语言的设计是完全面向对象的,它不支持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术。

Java 是健壮的 • 程序的健壮性即是程序的可靠性 • Java非常重视及早检查错误，Java编译器可以查处许多其它编译器运行时才能发现的错误 • Java不支持指针，从而避免了对内存直接操作容易造成的数据破坏;Java自动回收内存. • Java具有实时异常处理的功能，Java强制程序员编写异常处理的代码，能够捕获并响应意外情况

Java 是安全的 • 作为Internet程序设计语言，Java用于网络和分布式环境 • Java执行多层安全机制用来保护系统不受恶意程序攻击和破坏 • 不允许Applet读写计算机的文件系统，防止对文件破坏、传播病毒等 • 不允许Applet运行浏览器所在计算机上的任何程序 • 除了存储Applet的服务器之外，不允许Applet建立用户计算机与任何其他计算机相连

Java源代码 Java编译器 Java字节码 Java解释器 CPU Java 是解释执行的 • Java的源程序首先由编译器（javac.exe）编译成字节码 • 再由解释器（java.exe）解释执行 • Java解释器能直接在任何机器上执行Java字节码

Java 是体系结构中立的 • Write once, Run Anywhere • 即Java的平台无关性 • Java 程序被编译成一种与体系结构无关的字节代码 • 只要安装了Java虚拟机，Java程序就可以在任意处理器上运行，Java解释器得到字节码后，对他进行转换使他能够在不同的平台上运行 • Java虚拟机在操作系统级得到统一支持

Windows下 C 语言编程过程 Java 语言编程过程 C 源程序（扩展名.c） Java 源程序（扩展名.java） C编译程序 Java编译程序 Windows可执行文件（扩展名.exe） Java字节码文件（扩展名.class）执行执行 Java虚拟机（JVM） Windows操作系统 Windows下 Java字节码解释程序 Linux下 Java字节码解释程序能直接解释 Java字节码的CPU 执行执行 Windows 操作系统 Linux 操作系统 Java 是体系结构中立的（续）

休息一下：两个问题？ • Java是跨平台的？JVM呢？ • 跨平台究竟是如何实现的？

可移植性 Java语言的平台无关性，成为了Java语言应用程序方便地移植到网络上不同机器的良好基础，使得Java语言应用程序在已配备了Java语言解释及运行环境的任一台机器上运行是可行的。 • 可扩展性由于Java语言是一种基于C++的编程语言，它们之间有很多相似性，便于扩展。当然，Java语言的可扩展性还体现在：Java语言可以把内部的方法映射成软件库所定义的功能，且可以动态地与虚拟机链接。

多线程 Java语言本身提供了一个Thread类和一组内置的方法，它负责生成线程、执行线程或者查看线程的执行状态。所以程序员要设计多线程程序时，只要继承上述的那个类和调用相应的方法就可以解决了，从而也提高了程序执行的效率。

动态性 • Java语言的动态性是其面向对象设计方法的扩展.它允许程序动态地装入运行过程中所需要的类，即可以在本地或网上动态地加载类，或者说在程序的执行过程中可以随意地增加新方法、实例变量等。 • Java还简化了使用一个升级的或全新协议的方法.如果你的系统运行Java程序时遇到了不知怎样处理的程序,Java能自动下载你所需要的功能程序.

Java的性能?—Java字节码的两种执行方式 • 即时编译方式:解释器先将字节码编译成机器码,然后在执行该机器码. • 解释执行方式:解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程序的所有操作. 通常采用的是第二种方法.

1.3 Java程序的分类 Application应用程序 Applet小程序

通常称为Java应用程序，以main()方法作为程序入口，由java解释器加载执行。通常称为Java应用程序，以main()方法作为程序入口，由java解释器加载执行。通常成为java小应用程序，通过浏览器或是appletviewer命令加载执行。 Applet是java最早获得成功的应用。 Java Applet Java Application

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