學習Java有幾個月了，記錄下此時的體會與總結。結合Java體系結構、JVM原理和JDK原始碼，談談我對Java的理解及其特性的分析。

Java語言特性

SUN公司對Java的描述：

“Java is a simple，object-oriented, distributed,
interpreted, robust, secure, architecture neutral, portable,
high-performance, multihreaded, and dynamic language”.

Java語言最初是面向嵌入式系統開發的語言，其主要是為了滿足“一次編譯，到處執行”的需求。眾所周知，Java具有健壯性、安全性、平臺無關性、可移植性、面向物件等特性。隨著網路技術的發展，分散式的大量應用，Java語言逐漸發展出面向網路

簡易性

較之C/C++，Java簡單且好用，它拋棄了指標、操作符過載、類多繼承、自動強制型別轉換。

不支援操作符過載

• Java中僅有的兩個操作符過載為String的+ 和+=

  檢視String的註釋，發現Java為其提供特殊支援，+操作會轉化為StringBuilder或StringBuffer，呼叫append方法完成。

 * The Java language provides special support for the string
 * concatenation operator ( + ), and for
 
 conversion of
 * other objects to strings. String concatenation is implemented
 * through the {@code StringBuilder}(or {@code StringBuffer})
 * class and its {@code append} method.

不支援指標

• Java沒有顯式地使用指標
• JVM由C++實現，其操作可能涉及指標操作
• JVM呼叫native方法可能涉及指標操作

不支援類的多繼承

• 此處放到面向物件特性講

不支援自動強制型別轉換

• 使用強制型別轉換的時候要加上強制型別轉換符（）
• 自動型別轉換：型別要相容且目標型別要大於源型別
• boolean不允許任何型別的轉換
• 類資料型別不允許轉換（同族可以）

boolean型別較為特殊

• 編譯成位元組碼時用int或byte表示
• JVM中，0表示false；非零表示true；
• boolean用int操作
• boolean陣列用byte陣列訪問

int i = 0;
char c = 'a';
int x = c;//使用自動型別轉換
byte b1 = i;//使用自動強制型別轉換，錯誤
byte b2 = (byte)i;//使用顯式強制型別轉換，正確

面向物件

說到面向物件，不得不說其三大特性：繼承、封裝和多型。其作用如複用性、耦合性在此不再贅述。

繼承

• Java支援類的單繼承
• Java支援介面的多繼承，Java集合框架中許多體現
• 建立一個類若不顯式指明繼承關係，隱式繼承自Object
• 使用extends關鍵字，自動得到基類中所有域和方法（包括私有，但無法訪問）
• 基類包裝在子類的內部，這解釋為何先呼叫父類建構函式

多型

相同型別的引用變數，呼叫同一個方法呈現不同行為特徵。

過載&重寫

• 過載 靜態分派
  靜態、私有、例項構造器、父類方法會在解析階段把符號引用轉化為直接引用

• 重寫 動態分派
  執行期根據實際型別方法執行分派
  本質把常量池中類方法的符號引用解析到不同的直接引用上

重寫規則：兩同兩小一大

• 方法名，引數列表相同
• 返回型別和丟擲異常小於父類
• 訪問許可權大於父類

封裝

訪問控制符

• 外部類：public default abstract final修飾
• 內部類：所有
• 區域性內部類：相當於成員變數，無訪問控制修飾符

安全性&健壯性

內置於JVM的安全特性確保了Java語言的健壯性。但Java的分散式、面向網路特性會帶來安全問題，Java安全模型是一種擴充套件的內建安全模型，側重於保護使用者避免來自網路的惡意程式碼的侵害。強化其了健壯性，故一起分析。

類裝載器雙親委派模型

• 防止不可靠類代替信任類
• 通過包許可權控制不可靠類的活動範圍

class檔案檢驗器

• 即類載入驗證階段，在此不贅述

內置於JVM的安全特性

• 型別安全的引用轉換
• 自動垃圾回收
• 記憶體結構化訪問
  1.無指標
  2.class檔案裡無記憶體佈局資訊
• 陣列邊界檢查
• 物件引用檢查：引用非空
• 異常的結構化處理

安全管理器及Java API

程式碼簽名和認證

平臺無關性

平臺無關性來自於JVM、Java語言、class檔案、API的支援

JVM

• Java程式只需要與JVM互動，JVM通過API和主機互動
• 位元組碼指令集面向運算元棧而不是暫存器

Java語言

• 基本資料型別的值域和行為都是由語言自己定義的

class檔案

• 8位位元組為基礎單位的二進位制流
• 嚴格限制位元組碼儲存格式，與JVM無關

面向網路

Class檔案

• 將程式分割為各個Class檔案傳輸：動態連線與擴充套件特性
• 檔案格式緊湊，8位位元組為基礎，便於傳輸

RMI

• 遠端物件將會把自身的一個拷貝序列化後以Socket的形式傳輸給客戶端

序列化

• 物件可以被表示為一個位元組序列，便於儲存和傳輸

問題

面向網路：分散式傳輸效能、及安全問題
健壯性：垃圾收集器給記憶體管理和執行緒排程帶來問題
平臺無關性：API最小公分母問題
保密性：Java語言和class檔案聯絡緊密，class檔案包含過多資訊；混淆器