關于作者
一個畢業(yè)于北京大學數(shù)學力學系，在中國科學院計算所、計算中心和網(wǎng)絡中心工作過，在澳大利亞科工組織DMS、香港浸會學院數(shù)學系和中國21世紀議程管理中心等處工作過，多次獲國家和中科院科技獎并享受政府特殊津貼的退休老頭。現(xiàn)在在【中國科普博覽】網(wǎng)“科學新語林”欄目里開設一個《數(shù)學與計算機》的個人專欄，愿和愛好數(shù)學與計算機的各界網(wǎng)友和青少年朋友，談談對數(shù)學與計算機的看法、想法。
網(wǎng)絡編程語言JAVA
張建中
2014年07月01日9.網(wǎng)絡編程語言JAVA
Java是計算機公司Sun？Microsystems于1995年推出的一種計算機編程語言，是Java程序設計語言和Java平臺的總稱，具有簡單、面向?qū)ο?、分布式、解釋型、健壯、安全、體系結(jié)構(gòu)中立、可移植、高性能、多線程和動態(tài)等諸多特性。
以前，Java只是印度尼西亞爪哇島的英文名稱，該島因盛產(chǎn)咖啡而聞名。Java作為Sun公司的一種計算機語言的名稱，其標識如上圖所示，是一杯正冒著熱氣的咖啡，而該語言中的許多庫類名稱也多與咖啡有關：如Java？Beans（咖啡豆）、Net？Beans（網(wǎng)絡豆）以及Object？Beans(對象豆）等等。
Java自誕生之日起，就以其獨有的開放性、跨平臺性和面向網(wǎng)絡的交互性席卷全球，并因安全、易用、開發(fā)周期短而迅速從最初的編程語言發(fā)展成為全球第二大的軟件開發(fā)平臺。常用的計算機語言很多，比如C、C++、Java、Fortran、Pascal等，但除了Java可廣泛應用于不同平臺外，其他語言都受到操作平臺類型的限制，這就是Java之所以受人喜愛和廣泛流行的原因。
Java技術(shù)應用甚廣。在因特網(wǎng)上，幾乎每個網(wǎng)頁都包含有Java程序或代碼。將來，每個家庭、每個人的生活中都可能遇到隨處可見的Java身影。
由于Java注重的是與平臺的無關性，因此Java編譯器所生成的代碼是一種可移植的中間代碼，使用我們通常稱之為虛擬機的方式來運行，借以達到“Write？once，run？any？where”的終極目標。
Java技術(shù)廣泛應用于PC、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺、超級計算機、移動電話和互聯(lián)網(wǎng)等各個方面，同時擁有全球最大的開發(fā)者的專業(yè)社群。在全球云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，Java更加具備了顯著的優(yōu)勢和廣闊的前景。
Java的開發(fā)環(huán)境有不同的版本，如Sun公司的Java？Developers？Kit，簡稱JDK。后來微軟公司推出了支持Java規(guī)范的Microsoft？Visual？J++？Java開發(fā)環(huán)境，簡稱VJ++。
Java的特點
1.平臺無關性平臺無關性是指Java能運行于不同的平臺。Java引進虛擬機原理，并運行于虛擬機，實現(xiàn)于不同平臺的Java接口之間。使用Java編寫的程序能在世界范圍內(nèi)共享。Java的數(shù)據(jù)類型與機器無關，Java虛擬機（Java？Virtual？Machine）是建立在硬件和操作系統(tǒng)之上的，能夠?qū)崿F(xiàn)Java二進制代碼的解釋執(zhí)行功能，并提供不同平臺的接口。
2.安全性
Java的編程類似C++,學習過C++？的讀者能很快掌握Java的精髓。Java舍棄了C++？的指針對存儲器地址的直接操作，程序運行時，內(nèi)存由操作系統(tǒng)分配，這樣可以避免病毒通過指針侵入系統(tǒng)。Java對程序提供了安全管理器，防止程序的非法訪問。
3.面向?qū)ο?/span>
Java吸收了C++？面向?qū)ο蟮母拍?，將?shù)據(jù)封裝于類中，利用類的優(yōu)點，實現(xiàn)了程序的簡潔性和便于維護性。類的封裝性、繼承性等有關對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然后通過上述特性就可反復利用。程序員只需把主要精力用在類和接口的設計和應用上。Java提供了眾多的一般對象的類，通過繼承即可使用父類的方法。在Java中，類的繼承關系是單一的非多重的，一個子類只有一個父類，子類的父類又有一個父類。Java提供的Object類及其子類的繼承關系如同一棵倒立的樹形，根類為Object類，Object類功能強大，程序員經(jīng)常會使用到它及其派生的子類。
4.分布式
Java建立在擴展TCP/IP的網(wǎng)絡平臺上。庫函數(shù)提供了用HTTP和FTP協(xié)議傳送和接受信息的方法。這就使得程序員使用網(wǎng)絡上的文件和使用本機文件一樣容易。
5.健壯性
Java致力于檢查程序在編譯和運行時的錯誤。類型檢查能夠幫助檢查出許多開發(fā)早期出現(xiàn)的錯誤。Java自已操縱內(nèi)存，減少了內(nèi)存出錯的可能性。Java還實現(xiàn)了真數(shù)組，避免了覆蓋數(shù)據(jù)的可能。這些功能特征大大提高了開發(fā)Java應用程序的周期。Java提供Null指針檢測、數(shù)組邊界檢測、異常出口、Byte？code校驗等功能。
Java與C/C++語言
Java雖然不是C++的正式續(xù)篇，但它從C++中借用了大量的語法，丟棄了很多C++的復雜功能，從而形成一門緊湊而易學的語言。不像C++，Java強制面向?qū)ο缶幊?，要?/span>Java里寫非面向?qū)ο蟮某绦蚓拖褚?/span>Pascal里寫“空心粉式代碼”一樣困難。Java提供了一個功能強大的語言的所有功能，幾乎沒有一點含混特征。C++的安全性不好，但C和C++已經(jīng)被大家接受，所以Java設計成C++形式，讓大家學習起來比較容易。
Java去掉了C++語言的許多功能，讓Java的語言功能更加精煉，并增加了一些很有用的功能，如自動收集碎片等。
面向?qū)ο螅?span style="font-family: Arial;">Java實現(xiàn)了C++的基本面向?qū)ο蠹夹g(shù)并有一些增強。Java處理數(shù)據(jù)的方式和用對象接口處理對象數(shù)據(jù)的方式一樣。
Java與Internet
我們知道，早先的www僅可以傳送文本和圖片，Java的出現(xiàn)實現(xiàn)了頁面的互動，是一次偉大的革命。Java并不是為Internet、www而設計的，它也可以用來編寫獨立的應用程序。Java程序需要編譯。實際上有兩種Java程序：一種Java應用程序，它是一個完整的程序，如Web瀏覽器。另一種Java小應用程序是運行于Web瀏覽器中的一個程序。
Java程序和它的瀏覽器Hot？Java提供了可讓你的瀏覽器運行程序的方法。你能從你的瀏覽器里直接播放聲音。你還能播放頁面里的動畫。Java還能告訴你的瀏覽器怎樣處理新的類型文件。
當今Internet的一大發(fā)展趨勢是電子商務，而Internet的安全問題是必須解決的問題，通常大的部門應設置防火墻，以阻止非法侵入。電子商務是當今的熱門話題，然而傳統(tǒng)的編程語言難以勝任電子商務系統(tǒng)，電子商務要求程序代碼具有以下的基本要求：安全、可靠，時要求能與運行于不同平臺機器的全世界客戶開展業(yè)務。Java以其強安全性、平臺無關性、硬件結(jié)構(gòu)無關性、語言簡潔同時面向?qū)ο?/span>的特點，在網(wǎng)絡編程語言中具有無可比擬的優(yōu)勢，從而成為實現(xiàn)電子商務系統(tǒng)的首選語言。