Java基础知识学习

1、什么是Java编程语言

　　Java是：一种编程语言、一种开发环境、一种应用环境、一种部署环境

2、Java编程语言的主要目标

　　（1）提供一种解释环境为：提高开发速度、代码可移植性、使用户能运行不止一个活动线程、当程序运行时，能动态支持程序改变、提供更好的安全性

　　      提高开发速度──消除编译─链接—装载—测试周期。

　　      代码可移植性──使操作系统能为运行环境做系统级调用

            为运行不止一个活动线程的程序提供了一种方式

　　　　通过允许下载代码模块，从而当程序运行时也能动态支持程序改变。

　　　　为那些保证安全性而装载的代码模块提供了一种检查方法

     （2）提供一种易于编程的语言

　　　　消除其它语言在诸如指针运算和存储器管理方面影响健壮性的缺陷。

　　　　利用面向对象的概念使程序真正地成为可视化程序

　　　　为使代码尽可能清晰合理、简明流畅提供了一种方法

3、Java虚拟机

　　定义：在真实机器中用软件模拟实现的一种想象机器。Java虚拟机代码被存储在 .class文件中；每个文件都包含最多一个public类。Java虚拟机规范为不同的硬件平台提供了一种编译Java技术代码的规范，该规范使Java软件独立于平台，因为编译是针对作为虚拟机的“一般机器”而做，这个“一般机器”可用软件模拟并运行于各种现存的计算机系统，也可用硬件来实现。

　　编译器在获取Java 应用程序的源代码后，将其生成字节码，它是为JVM生成的一种机器码指令。每个Java解释器，不管它是Java技术开发工具，还是可运行applets的Web浏览器，都可执行JVM。

　　JVM的代码格式由紧缩有效的字节码构成。由JVM字节码编写的程序必须保持适当的类型约束。大部分类型检查是在编译时完成。

　　任何从属的Java技术解释器必须能够运行任何含有类文件的程序，这些类文件应符合Java虚拟机规范中所指定的类文件格式。

4、垃圾收集

　　Java编程语言解除了程序员取消分配存储器的责任，它可提供一种系统级线程以跟踪每一存储器的分配情况。在Java虚拟机的空闲周期，垃圾收集线程检查并释放那些可被释放的存储器。

     垃圾收集在Java技术程序的生命周期中自动进行，它解除了取消分配存储器的要求，并避免了存储器漏洞。然而，垃圾收集可在JVM实现的周期中，产生意想不到的变化。

5、代码的安全性

　　Java源程序文件通过“编译”，在你的感觉中，就好象是将它们从程序员编写的文本文件格式转换成了一组字节码。字节码被存储在 .class文件中。

      构成Java软件程序的字节码在运行时被加载、校验并在解释器中运行。当运行applets时，字节码可被下载，然后由建于浏览器中的JVM进行解释。解释器具备两种功能，一是执行字节码，二是对底层硬件做适当调用。

      在一些使用Java技术的运行环境中，部分校验过的字节码被编译成原始机器码并直接运行于硬件平台。这就使Java软件代码能够以C或C++接近的速度运行，只是在加载时， 因为要编译成原始机器码而略有延迟。

一个Java技术的运行环境可运行为JVM编译的代码并执行如下三大任务：

-          加载代码－由类加载器执行

-          校验代码－由字节码校验器执行

-          执行代码－由运行时的解释器执行

 

  A.类加载器

    类加载器为程序的执行加载所需要的全部类。类加载器将局部文件系统的类名空间与来自网络源的类名空间相分离，以增加安全性。由于局部类总是首先加载，因而可限制任何“特洛依木马”的应用。

当全部类被加载后，可执行文件的存储器格式被确定。这时，特定的存储器地址被分配给符号引用并创建检索表格。由于存储器格式在运行时出现，因而Java技术解释器增加了保护以防止对限制代码区的非法进入。

B.字节码校验器

    Java软件代码在实际运行之前要经过几次测试。JVM将代码输入一个字节码校验器以测试代码段格式并进行规则检查－－检查伪造指针、违反对象访问权限或试图改变对象类型的非法代码。

　　

校验过程

字节码校验器对程序代码进行四遍校验，这可以保证代码符合JVM规范并且不破坏系统的完整性。如果校验器在完成四遍校验后未返回出错信息，则下列各点可被保证：

-            类符合JVM规范的类文件格式

-            无访问限制违例

-            代码未引起操作数栈上溢或下溢

-            所有操作代码的参数类型将总是正确的

-            无非法数据转换发生，如将整数转换为对象引用

-            对象域访问是合法的