Chapter 1 Java平台概论

1.1 Java不只是语言

从1995年至今，Java已经过20个年头，经过这些年的演进，Java已经不仅是一个程序语言，也代表了解决问题的平台，更代表了原厂、各个厂商、社群、开发者与用户沟通的成果。若仅仅以程序语言的角度来看待java，则是比较局限的。

1.1.1 前世今生

语言的诞生有其目的，这个目的也会成就语言的主要特性。

• Java 诞生

Java最早是Sun公司绿色项目Green Project中撰写Star7应用程序的程序语言，当时名称不是Java，而是取名为Oak，但后来发现Oak名称已经被注册了，而改名为Java。

Java本身会见到许多为了节省资源而作的设计，像是动态加载类别文档、字符串池（String Pool）等特性，这是因为Java一开始就是为了消费性数字产品而设计，而这类小型装置通常有着有限内存与运算资源。

万维网的兴起，Java Applet成为网页互动技术的代表。

• 版本演进

随着Java越来越受到瞩目，Sun在1998年12月4日发布Java 2 Platform，简称J2SE 1.2，Java开发者版本一开始是以Java Development Kit名称发表，简称JDK，而J2SE则是平台名称，包含了JDK与Java程序语言。

Java平台标准版约以两年为周期推出重大版本更新，1998年12月4日发表J2SE 1.2，2000年5月8日发表J2SE 1.3，2002年2月13日发表J2SE 1.4，Java 2这个名称也从J2SE1.2一直沿用至之后各个版本。

2004年9月29日发表的Java平台标准版的版号不是1.5，而直接跳到5.0，称为J2SE 5.0，这是为了彰显这个版本与之前的版本有极大不同，如语法上的简化，增加泛型（Generics），枚举（Enum），注释（Annotation）等重大功能。

2006年12月11日发表的Java平台标准版，除了版本号，名称也有了变化，称为Java Platform，Standard Edition 6，简称Java SE 6，JDK 6全名为 Java SE Development Kit 6，也就是不再像以前Java 2带有2这个号码，版本号6或1.6.0都使用，6是产品版本（Product Version），而1.6.0是开发者版本（Developer Version）。

• 江山易主

2010年年中，Oracle宣布并购Java，java也正式成为Oracle所属。

1.1.2 三大平台

随着Java应用领域的越来越广，Sun公司在1999年6月美国旧金山的Java One大会上，公布了新的Java体系架构，该架构根据不通级别的应用开发区分了不同的应用版本：J2SE（Java 2 Platform，Standard Edition）、J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）与J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition）。

• Java SE

Java SE可以分为四个主要的部分：JVM、JRE、JDK与Java语言。

为了能够运行Java撰写好的程序，必须有Java虚拟机JVM，JVM包括在Java执行环境JRE，所以为了要运行Java程序，必须安装JRE，如果要开发Java程序，必须取得JDK，JDK包括JRE及开发过程中需要的一些工具程序，像是javac、java、appletviewer等工具程序。

• Java EE

Java EE以Java SE为基础，定义了一系列的服务，API、协议等，适用于开发分布式、多层次、以组件为基础，以Web为基础的应用程序，整个Java EE的体系是相当庞大的，比较为人熟悉的技术像是JSP、Servlet、JavaMail、Enterprise JavaBeans（EJB）等，其中每个服务或技术都可以使用专书进行说明。

• Java ME

Java ME是Java平台版本中最小的一个，目的是作为小型数字设备上开发及部署应用程序的平台，像是消费性电子产品或嵌入式系统等，最为人熟悉的设备如手机、PDA、股票机等。可以使用Java ME来开发出这些设备上的应用，如Java游戏，股票相关程序、记事程序、日历程序等。

1.1.3 JCP与JSR

Java由Sun创造，为了让对Java感兴趣的厂商、组织、开发者与用户参与定义Java未来的功能与特性，Sun公司于1998年组成了JCP（Java Community Process），这是一个开发性国际组织，目的是让Java演进由Sun非正式地主导，成为全世界数以百计代表成员公开监督的过程。

任何想要提议加入Java的功能或特性，必须以JSR（Java Specification Requests）正式文件的方式提交，JSR必须经过JCP执行委员会投票通过，方可成为最终标准文件，有兴趣的厂商或组织可以根据JSR实现产品。

若JSR成为最终文件后，必须根据JSR成果做出免费且开发原始码的参考实现，称为RI（Reference Implementation），并提供TCK（Technology Compatibility Kit）作为技术兼容测试工具箱，方便于其他想根据JSR实现产品的厂商或组织参与测试兼容性。

1.1.4 Oracle JDK与OpenJDK

2006年的JavaOne大会上，Sun宣布对Java开放源代码，从JDK7 b10开始有了OpenJDK，并于2009年4月15日正式发布OpenJDK，Oracle时代发布的JDK7正式版本，指定了OpenJDK7作为官方参考实现。

1.1.5 建议的学习路径

• 深入了解JVM/JRE/JDK
• 理解封装、继承、多态
• 掌握常用Java SE API架构
• 学习容器观念
• 研究开放原始码项目
• 学习设计模式与重构
• 熟悉相关开发工具

1.2 JVM/JRE/JDK

如果安装JDK，就会安装这全部的东西，而Java Language只是最左上角一小部分，所以我们不能只从程序语言的角度来看Java。

1.2.1 什么是JVM

JVM会架构在Solaris、Linux、Windows各种操作系统平台上。

Java是个高级语言，要让计算机执行所撰写的程序，得通过编译程序的翻译，不过Java编译时，并不直接编译为相依于某平台的0、1序列，而是翻译为中介格式的位码（Byte Code）。

Java原始码扩展名为.java，经过编译程序翻译为扩展名为.class的位码。如果想要执行位码文档，目标平台必须安装JVM。JVM会将位码翻译为相依于平台的机器码。所以对于不同的平台必须安装专属该平台的JVM。因此有了JVM，就能够达到“编译一次，处处运行”的跨平台目的。

对于Java程序而言，只认识一种操作系统，这个系统叫JVM，位码文档（扩展名为.class的文档）就是JVM的可执行文件。

1.2.2 区分JRE与JDK

从上图中右边可以看到Java SE API涵盖了各式常用的链接库，像是通用的集合（Collection）、输入/输出、联机数据库的JDBC、撰写窗口程序的AWT与Swing等，这些都是在各个JSR标准文件规范中。

JRE就是Java执行环境，包括Java SE API与JVM。只要使用Java SE API中的链接库，在安装有JRE的计算机上就可以直接运行，无须额外在程序中再包装链接库，而可以由JRE直接提供。

要在.java中撰写Java程序语言，使用编译程序编译为.class文档，编译程序的工具程序由JDK提供，全名：Java Develpoment Kit。

JDK包括了javac、appletviwer、javadoc等工具程序，对于要开发Java程序的人，必须安装的是JDK，这样才有这些工具程序可以使用，JDK本身包括了JRE，这样才能执行Java程序。

1.2.3 下载、安装JDK

要下载JDK，

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

这里使用的均是JDK8。

安装过程中几个概念需要介绍一下：

Development Tools（开发工具）就是安装编译程序之类的工具程序，要开发Java程序，这个就必须安装。Source Code（源代码）是JRE中Java SE API的操作程序代码。Public JRE（公共JRE）就是JRE，这个公共JRE是相对JDK中自带的JRE而言的。安装Public JRE或自行下载JRE安装，会注册Java Plugin、Web Start等浏览器或桌面客户端必要的元件，方便需要JRE的应用程序使用。

1.2.4 认识JDK安装内容

这里需要注意区分Public JRE 和JDK中自带的JRE的区别，JDK本身附带的Private JRE，主要是开发Java程序时测试之用，就Java SE 8而言，与Public JRE 安装后的内容是相同的，安装Public JRE或自行下载JRE安装，会注册Java Plugin、Web Start等浏览器或桌面客户端必要的组件，方便需要JRE的桌面应用程序使用。