01Java 概述
1.1 Java 简介与历史
JAVA是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，由Sun（升阳）公司的James Gosling（詹姆斯·高斯林）等人于1990年代初开发。它来自于Sun公司的一个叫Green的项目，目标设定在家用电器等小型系统的编程语言，来解决诸如电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通讯问题。开始他们准备采用C++，但C++太复杂，安全性差，最后基于C++开发一种新语言Oak（橡树，Java的前身）。
Oak是一种用于网络的精巧而安全的语言，Sun公司曾以此投标一个交互式电视项目，但结果被SGI打败。加上智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun放弃了该项计划。在Oak几近失败之时，Mark Ardreesen开发的Mosaic和Netscape启发了Oak项目组成员，他们用Java编制了HotJava浏览器，得到了Sun公司首席执行官Scott McNealy的支持，触发了Java进军Internet。
在1995年5月23日以“Java”的名称正式发布。为什么不叫Oak？因为Oak已被一家显卡制造商注册了。
Java的名字的来源：Java是印度尼西亚爪哇岛的英文名称，因盛产咖啡而闻名。Java语言中的许多库类名称，多与咖啡有关，如JavaBeans(咖啡豆)、NetBeans(网络豆)以及ObjectBeans (对象豆)等等。SUN和JAVA的标识也正是一杯正冒着热气的咖啡，如图1-1：
图1-1 Java图标
伴随着互联网的迅猛发展而发展，Java逐渐成为重要的网络编程语言。在2009年4月20日，甲骨文以74亿美元收购Sun，Java也随之成为甲骨文公司的产品。这一度闹的沸沸扬扬，让人感觉Java前途未卜。但是还好，现在已经基本达成共识。
Java技术是由美国Sun公司倡导和推出的，它包括Java语言和Java Media APIS、Security APIs、Management APIs、Java Applet、Java RMI、JavaBean、JavaOS、Java Servlet、JavaServer Page 以及JDBC等。现把Java技术的发展历程简述如下：
·1990年，Sun公司James Gosling领导的小组设计了一种平台独立的语言Oak，主要用于为各种家用电器编写程序。
·1995年1月，Oak被改名为Java；1995年5月23日，Sun公司在Sun World 95上正式发布Java和HotJava浏览器。
·1995年8月至12月，Netscape公司、Oracle公司、Borland公司、SGI公司、Adobe公司、IBM公司、AT&T公司、Intel公司获得Java许可证。
·1996年1月，Sun公司宣布成立新的业务部门——JavaSoft部，以开发、销售并支持基于Java技术的产品，由Alan Baratz任总裁。同时推出Java开发工具包JDK（Java Development Kit）1.0，为开发人员提供用来编制Java应用软件所需的工具。
·1996年2月，Sun公司发布Java芯片系列，包括PicoJava、MicroJava和UltraJava，
并推出Java数据库连接JDBC（Java Database Connectivity）。
·1996年3月，Sun公司推出Java WorkShop。
·1996年4月，Microsoft公司、SCO公司、苹果电脑公司（Apple）、NEC公司等获得Java许可证。Sun公司宣布允许苹果电脑、HP、日立、IBM、Microsoft、Novell、SGI、SCO、Tamdem等公司将Java平台嵌入到其操作系统中。
·1996年5月，HP公司、Sybase公司获得Java许可证。北方电讯公司宣布把Java技术和Java微处理器应用到其下一代电话机中的计划。5月29日，Sun公司在旧金山举行第一届JavaOne世界Java开发者大会，业界人士踊跃参加。Sun公司在大会上推出一系列Java平台新技术。
·1996年6月，Sun公司发布JSP1.0，同时推出JDK1.3和Java Web Server 2.0。 ·1996年8月，JavaWorkShop成为Sun公司通过互联网提供的第一个产品。 ·1996年9月，Addison-Wesley和Sun公司推出Java虚拟机规范和Java类库。
·1996年10月，德州仪器等公司获得Java许可证。Sun公司提前完成JavaBean规范并发布，同时发布第一个Java JIT（Just-In-Time）编译器，并打算在Java WorkShop和Solaris操作系统中加入JIT。10月29日，Sun公司发布Java企业计算技术，包括JavaStation网络计算机、65家公司发布的85个Java产品及应用、7个新的Java培训课程及Java咨询服务、基于Java的Solstice互联网邮件软件、新的Java开发者支持服务、HotJava Views演示、Java Tutor、Java Card API等。Sun公司宣布完成Java Card API规范，这是智能卡使用的第一个开放API。Java Card规范将把Java能力赋予全世界亿万张智能卡。
·1996年11月，IBM公司获得JavaOS和HotJava许可证。Novell公司获得Java WorkShop许可证。Sun公司和IBM公司宣布双方就提供Java化的商业解决方案达成一项广泛协议，IBM公司同意建立第一个Java检验中心。
·1996年12月，Xerox等公司获得Java或JavaOS许可证。Sun公司发布JDK1.1、Java商贸工具包、JavaBean开发包及一系列Java APIs；推出一个新的JavaServer产品系列，其中包括Java Web Server、Java NC Server和JavaServer Toolkit。Sun公司发布100%纯Java计划，得到百家公司的支持。
·1997年1月，SAS等公司获得Java许可证。Sun公司交付完善的JavaBean开发包，这是在确定其规范后不到8个月内完成的。
·1997年2月，Sun公司和ARM公司宣布同意使JavaOS运行在ARM公司的RISC处理器架构上。Informix公司宣布在其Universal Server和其他数据库产品上支持JDK1.1。Netscape公司宣布其Netscape Communicator支持所有Java化的应用软件和核心API。
·1997年3月，HP公司获得Java WorkShop许可证，用于其HP-UX操作系统。西门子、AG公司等获得Java许可证。日立半导体公司、Informix公司等获得JavaOS许可证。Novell公司获得Java Studio许可证。Sun公司发售的JavaOS 1.0操作系统，这是一种在微处理器上运行Java环境的最小、最快的方法，可提供给JavaOS许可证持有者使用。Sun公司发售HotJava Browser 1.0，这是一种Java浏览器，可以方便地按需编制专用的信息应用软件，如客户自助台和打上公司牌号的网络应用软件。
·1997年4月2日，JavaOne会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议规模之纪录。
·1997年9月，JavaDeveloperConnection社区成员超过十万。 ·1998年2月，JDK1.1被下载超过2,000,000次。 ·1998年12月8日，JAVA2企业平台J2EE发布。
·1999年6月，SUN公司发布Java的三个版本：标准版（J2SE）、企业版（J2EE）和微型版（J2ME）。
·1999年11月，Sun公司发布JSP1.1，同时推出JSWDK1.0.1和Java Servlet 2.2。 ·2000年5月8日，JDK1.3发布。 ·2000年5月29日，JDK1.4发布。
·2000年9月，Sun公司发布JSP1.2和Java Servlet 2.3 API。
·2001年6月5日，NOKIA宣布，到2003年将出售1亿部支持Java的手机。 ·2001年9月24日，J2EE1.3发布。
·2002年2月26日，J2SE1.4发布，自此Java的计算能力有了大幅提升。
·2004年9月0日18:00PM，J2SE1.5发布，成为Java语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性，J2SE1.5更名为Java SE 5.0。
·2005年6月，JavaOne大会召开，SUN公司公开Java SE 6。此时，Java的各种版本已经更名，以取消其中的数字“2”：J2EE更名为Java EE，J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME。
·2006年12月，SUN公司发布JRE6.0。
·2009年04月20日，甲骨文74亿美元收购Sun。取得java的版权。 ·2011年7月，甲骨文公司发布java7的正式版。 现在最新的已经是Java8了。
1.2 Java 的特点 1.2.1 Java 语言的优点
Java语言是一种优秀的编程语言。它最大的优点就是与平台无关，在Windows 9x、Windows NT、Solaris、Linux、MacOS以及其它平台上，都可以使用相同的代码。“一次编写，到处运行”的特点，使其在互联网上被广泛采用。
由于Java语言的设计者们十分熟悉C++语言，所以在设计时很好地借鉴了C++语言。可以说，Java语言是一种比C++语言“还面向对象”的一种编程语言。Java语言的语法结构与C++语言的语法结构十分相似，这使得C++程序员学习Java语言更加容易。
当然，如果仅仅是对C++改头换面，那么就不会有今天的Java热了。Java语言提供的一些有用的新特性，使得使用Java语言比C++语言更容易写出“无错代码”。 这些新特性包括：
1、提供了对内存的自动管理，程序员无需在程序中进行分配、释放内存，那些可怕的内存分配错误不会再打扰设计者了；
2、去除了C++语言中的令人费解、容易出错的“指针”，用其它方法来进行弥补； 3、避免了赋值语句（如a = 3）与逻辑运算语句（如a == 3）的混淆； 4、取消了多重继承这一复杂的概念。
Java语言的规范是公开的，可以在http://www.sun.com上找到它，阅读Java语言的规范是提高技术水平的好方法。
1.2.2 Java 语言的特性
Java语言有许多有效的特性，吸引着程序员们，最主要的有以下几个： 1. 简洁有效
Java语言是一种相当简洁的“面向对象”程序设计语言。Java语言省略了C++语言中所有的难以理解、容易混淆的特性，例如头文件、指针、结构、共用体、运算符重载、虚基类、多继承等。使得它更加严谨、简洁。Java语言不使用指针，并提供了自动的垃圾回收机制，使得程序员不必为内存管理而担忧。 2. 可移植性
对于一个程序员而言，写出来的程序如果不需修改就能够同时在Windows、MacOS、UNIX等平台上运行，简直就是美梦成真的好事！而Java语言就让这个原本遥不可及的事已经越来越近了。使用Java语言编写的程序，只要做较少的修改，甚至有时根本不需修改就可以在不同平台上运行了。 3. 面向对象
可以这么说，“面向对象”是软件工程学的一次革命，大大提升了人类的软件开发能力，是一个伟大的进步，是软件发展的一个重大的里程碑。
在过去的30年间，“面向对象”有了长足的发展，充分体现了其自身的价值，到现在已经形成了一个包含了“面向对象的系统分析”、“面向对象的系统设计”、“面向对象的程序设计”的完整体系。所以作为一种现代编程语言，是不能够偏离这一方向的，Java语言也不例外。
Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C++语言只对虚函数使用动态绑定。相对C++而言，Java语言是一个纯粹的面向对象程序设计语言。 4. 解释型
Java语言是一种解释型语言，相对于C/C++语言来说，用Java语言写出来的程序效率低，执行速度慢。但它正是通过在不同平台上运行Java解释器，对Java代码进行解释，来实现“一次编写，到处运行”的宏伟目标的。为了达到目标，牺牲效率还是值得的，况且，现在的计算机技术日新月异，运算速度也越来越快，用户是不会感到太慢的。 5. 适合分布式计算
Java语言具有强大的、易于使用的联网能力，非常适合开发分布式计算的程序。Java应用程序可以像访问本地文件系统那样通过URL访问远程对象。
使用Java语言编写Socket通信程序十分简单，使用它比使用任何其它语言都简单。而且它还十分适用于公共网关接口（CGI）脚本的开发，另外还可以使用Java小应用程序（Applet）、Java服务器页面（Java Server Page，简称JSP）、Servlet等等手段来构建更丰富的网页。
6. 拥有较好的性能
正如前面所述，由于Java是一种解释型语言，所以它的执行效率相对就会慢一些，但由于Java语言采用了两种手段，使得其性能还是不错的。
A、Java语言源程序编写完成后，先使用Java伪编译器进行伪编译，将其转换为中间码（也称为字节码），再解释；
B、提供了一种“准实时”（Just-in-Time，JIT）编译器，当需要更快的速度时，可以使用JIT编译器将字节码转换成机器码，然后将其缓冲下来，这样速度就会更快。 7. 健壮、防患于未然
Java语言在伪编译时，做了许多早期潜在问题的检查，并且在运行时又做了一些相应的检查，可以说是一种最严格的“编译器”。
它的这种“防患于未然”的手段将许多程序中的错误扼杀在摇蓝之中。经常有许多在其它语言中必须通过运行才会暴露出来的错误，在编译阶段就被发现了。
另外，在Java语言中还具备了许多保证程序稳定、健壮的特性（Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等），有效地减少了错误，这样使得Java应用程序更加健壮。 8. 具有多线程处理能力
线程，是一种轻量级进程，是现代程序设计中必不可少的一种特性。多线程处理能力使得程序能够具有更好的交互性、实时性。
Java在多线程处理方面性能超群，具有让设计者惊喜的强大功能，而且在Java语言中进行多线程处理很简单。并提供多线程之间的同步机制（关键字为synchronized）。 9. 具有较高的安全性
由于Java 语言在设计时，在安全性方面考虑很仔细，做了许多探究，使得Java语言成为目前最安全的一种程序设计语言。
尽管Sun公司曾经许诺过：“通过Java可以轻松构建出防病毒、防黑客的系统”，但“世界上没有绝对的安全”这一真理是不会因为某人的许诺而失灵验的。
就在JDK (Java Development Kit)1.0发布不久后，美国Princeton（普林斯顿）大学的一组安全专家发现了Java 1.0安全特性中的第一例错误。从此，Java安全方面的问题开始被关注。不过至今所发现的安全隐患都很微不足道，而且Java开发组还宣称，他们对系统安全方面的Bugs非常重视，会对这些被发现的Bugs立即进行修复。
而且由于Sun公司开放了Java解释器的细节，所以有助于通过各界力量，共同发现、防范、制止这些安全隐患。 10. 是一种动态语言
Java是一种动态的语言，Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java能进行运行时的类型检查。 11. 是一种中性结构
“Java 编译器生成的是一种中性的对象文件格式。”也就是说，Java 编译器通过伪编译后，将生成一个与任何计算机体系统无关的“中性”的字节码。
这种中性结构其实并不是Java首创的，在Java出现之前UCSD Pascal系统就已在一种商业产品中做到了这一点，另外在UCSD Pascal之前也有这种方式的先例，在Niklaus Wirth实现的Pascal语言中就采用了这种降低一些性能，换取更好的可移植性和通用性的方法。
Java的这种字节码经过了许多精心的设计，使得其能够很好地兼容于当今大多数流行的计算机系统，在任何机器上都易于解释，易于动态翻译成为机器代码。
1.3 Java 平台架构与版本
Java平台由Java虚拟机（Java Virtual Machine）和Java 应用编程接口（Application Programming Interface，简称API）构成。Java 应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后，Java应用程序就可运行。现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样Java程序可以只编译一次，就可以在各种系统中运行。Java应用编程接口已经从1.1x版发展到1.2版。目前常用的Java平台基于Java1.5和Java1.6，最新版本为Java1.7和Java1.8。 Java分为三个体系：
·Java SE (Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版） Java SE（Java Platform，Standard Edition）。Java SE 以前称为J2SE。它允许开发和部署在桌面、服务器、嵌入式环境和实时环境中使用的Java 应用程序。Java SE 包含了支持Java Web 服务开发的类，并为Java Platform Enterprise Edition（Java EE）提供基础。