淺談Java平臺無(wú)關(guān)性

為什么Java要支持平臺無(wú)關(guān)性

眾所周知，Java是平臺無(wú)關(guān)的語(yǔ)言，那么Java為什么要支持平臺無(wú)關(guān)性，總結一下，有如下幾點(diǎn)

1. 支持多變的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。如今是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò )將各種各樣的計算機和設備連接起來(lái)，比如網(wǎng)絡(luò )連接了windows的PC機，UNIX工作站等等。為了保證程序能夠不加任何修改運行于網(wǎng)絡(luò )上的任何計算機，而不管計算機是什么種類(lèi)，什么平臺，這樣就極大減輕了系統管理員的工作。尤其是程序是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境進(jìn)行部署的。
2. 支持網(wǎng)絡(luò )化嵌入式設備。目前工作場(chǎng)所中存在各種各樣的嵌入式設備，比如打印機，掃描儀，傳真機等。他們往往通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，甚至在家庭網(wǎng)絡(luò )和汽車(chē)內部也存在這樣那樣的嵌入式設備 。Java的平臺無(wú)關(guān)性可以簡(jiǎn)化這樣的系統管理任務(wù)。無(wú)論是哪個(gè)網(wǎng)絡(luò )的管理員，它只需關(guān)注程序本身即可。此外添加一臺新設備，可以立即被其他設備訪(fǎng)問(wèn)到，也可以訪(fǎng)問(wèn)其他設備。這都是平臺無(wú)關(guān)性帶來(lái)的好處。
3. 減少開(kāi)發(fā)者部署程序的成本和時(shí)間。

對于開(kāi)發(fā)者而言， Java平臺無(wú)關(guān)的能力給予網(wǎng)絡(luò )一個(gè)同構的運行環(huán)境，使得分布式系統可以圍繞著(zhù)“網(wǎng)絡(luò )移動(dòng)對象”開(kāi)構建。比如對象序列化，RMI, Jini就是利用平臺無(wú)關(guān)性。把面向對象編程從虛擬機帶到了網(wǎng)絡(luò )上。

Java如何支持平臺無(wú)關(guān)性

Java從四個(gè)方面支持了平臺無(wú)關(guān)性

1. 最主要的是Java平臺本身。Java平臺扮演Java程序和所在的硬件與操作系統之間的緩沖角色。這樣Java程序只需要與Java平臺打交道，而不用管具體的操作系統。
2. Java語(yǔ)言保證了基本數據類(lèi)型的值域和行為都是由語(yǔ)言自己定義的。而C/C++中，基本數據類(lèi)是由它的占位寬度決定的，占位寬度由所在平臺決定的。不同平臺編譯同一個(gè)C++程序會(huì )出現不同的行為。通過(guò)保證基本數據類(lèi)型在所有平臺的一致性，Java語(yǔ)言為平臺無(wú)關(guān)性提供強有力的支持。
3. Java class文件。Java程序最終會(huì )被編譯成二進(jìn)制class文件。class文件可以在任何平臺創(chuàng )建，也可以被任何平臺的Java虛擬機裝載運行。它的格式有著(zhù)嚴格的定義，是平臺無(wú)關(guān)的。
4. 可伸縮性。Sun通過(guò)改變API的方式得到三個(gè)基礎API集合，表現為Java平臺不同的伸縮性：J2EE,J2SE,J2ME。

影響Java平臺無(wú)關(guān)性的因素

1. Java平臺的部署。運行Java程序之前，必須要部署好Java平臺。
2. Java平臺的版本。Sun公司提供了不同的API集合，有標準版，擴展版等等。此外API本身也面臨著(zhù)改動(dòng)，一些API被認為是過(guò)期的，一些API甚至不向下兼容，因此我們需要選擇合適的Java平臺版本支持程序開(kāi)發(fā)。
3. 本地方法。當編寫(xiě)一個(gè)平臺獨立的Java程序時(shí)候，最重要的原則是：不要直接或間接調用不屬于Java API的本地方法。調用Java API以外的本地方法使得程序平臺相關(guān)。一般而言，本地方法在三種情況適用：使用底層主機平臺的特性，而Java API無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)；為了訪(fǎng)問(wèn)老系統或者使用現有的庫，但是這個(gè)系統或庫不是Java編寫(xiě)的；為了加快程序性能，將時(shí)間敏感代碼用本地方法實(shí)現。因此當必須使用本地方法，而且支持多種平臺運行，必須將本地方法移植到所有需要的平臺上。因此編寫(xiě)平臺獨立的Java程序做主要的目的就是完全禁止本地方法，通過(guò)Java API和主機交互。
4. 非標準運行時(shí)庫。所謂平臺無(wú)關(guān)性，一種解釋是你調用的方法是否在任何地方都已經(jīng)實(shí)現。本地方法顧名思義，就是只是在本地實(shí)現了，所以無(wú)法保證平臺無(wú)關(guān)。而Java API在如windows, Solaris等操作系統上的實(shí)現上使用了本地方法訪(fǎng)問(wèn)主機，即保證了平臺無(wú)關(guān)。
5. 對虛擬機的依賴(lài)。虛擬機可以由不同開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)，但是必須滿(mǎn)足如下兩條原則：不要依賴(lài)及時(shí)終結(finalization)保證程序的正確性，因為特定程序中對象可能在不同的時(shí)間被垃圾收集；不要依賴(lài)線(xiàn)程的優(yōu)先級來(lái)保證程序的正確性。因為一些虛擬機可以實(shí)現優(yōu)先級高線(xiàn)程優(yōu)先運行，一些虛擬機不能保證這一點(diǎn)。
6. 對用戶(hù)界面依賴(lài)，AWT庫提供基本的用戶(hù)界面，這些組件被映射成每個(gè)平臺上的本地組件，而Swing庫為用戶(hù)提供更高級的組件，但并沒(méi)有被映射為本地組件。

實(shí)現平臺無(wú)關(guān)的7大步驟

1. 選擇程序運行的主機和設備集合（目標宿主機）
2. 在目標宿主機中選擇Java平臺版本。
3. 對于每個(gè)目標宿主機，選擇程序將要運行的Java平臺實(shí)現（目標運行時(shí)環(huán)境）。
4. 編寫(xiě)程序，調用Java API標準運行庫（不調用本地方法，或者專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)商專(zhuān)門(mén)調用本地方法的庫）
5. 編寫(xiě)程序，不依賴(lài)于垃圾收集器收集垃圾時(shí)間，不依賴(lài)線(xiàn)程的優(yōu)先級
6. 努力設計用戶(hù)界面，在所有的目標宿主機都能正常工作
7. 在所有目標運行時(shí)環(huán)境和所有目標宿主機進(jìn)行測試

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