Java - 特性

Java 程式語言最初是為在 嵌入式系統、機頂盒、電視上執行而開發的。因此，根據要求，它最初設計為可在不同的平臺上執行。經過多年的發展，Java 已經成為開發基於網際網路應用程式最流行的語言之一。

Java 是一門功能豐富的語言，並且隨著每個新版本的釋出，它都在不斷發展。它廣泛應用於數十億臺裝置上。以下是 Java 語言的主要特性：

1. 面向物件
2. 平臺無關性
3. 簡單
4. 安全
5. 架構中立
6. 可移植性
7. 健壯性
8. 多執行緒
9. 解釋型
10. 高效能
11. 分散式
12. 動態

面向物件

在 Java 中，一切都是物件。Java 基於物件模型，因此易於擴充套件。作為一門具有面向物件特性的語言，Java 支援以下 OOPs 基本概念：

• 多型

• 繼承

• 封裝

• 抽象

• 類

• 物件

• 例項

• 方法

• 訊息傳遞

平臺無關性

與包括 C 和 C++ 在內的許多其他程式語言不同，當 Java 編譯時，它不會編譯成特定於平臺的機器碼，而是編譯成平臺無關的位元組碼。此位元組碼透過網路分發，並由在任何平臺上執行的 Java 虛擬機器 (JVM) 解釋。

Java 的設計理念是“一次編寫，隨處執行”(WORA)。用 Java 編寫的程式碼不直接依賴於其執行的機器型別。Java 程式碼編譯成平臺無關的位元組碼。Java 虛擬機器 JVM 可以理解位元組碼。Java 提供特定於平臺的 JVM。特定於平臺的 JVM 負責正確解釋位元組碼，因此開發人員可以自由地編寫程式碼，而無需擔心 Windows、Linux、Unix、Mac 等平臺。此特性使 Java 成為一種平臺中立的語言。

由於位元組碼可以透過網路分發，並由在任何平臺上執行的虛擬機器 (JVM) 解釋，因此 Java 程式碼具有高度的可移植性，非常適合在多個平臺上執行的應用程式。

簡單

Java 的設計易於學習。如果您瞭解 Java 的 OOP 基本概念，那麼掌握它就很容易。

Java 非常容易學習。它繼承了 C、C++ 的許多特性，並去除了指標、運算子過載、多重繼承、顯式記憶體分配等複雜特性。它提供自動垃圾回收。Java 提供了包含數千個有用函式的豐富的庫，使開發人員的工作更容易。

安全

憑藉 Java 的安全特性，它能夠開發出無病毒、防篡改的系統。身份驗證技術基於公鑰加密。

Java 的設計天生安全，因為它不要求開發人員與底層系統記憶體或作業系統互動。位元組碼是安全的，並且很少出現緩衝區溢位、記憶體洩漏等安全漏洞。Java 的異常處理機制允許開發人員處理程式執行過程中可能發生的幾乎所有型別的錯誤/異常。自動垃圾回收有助於控制系統記憶體空間的利用率。

架構中立

Java 編譯器 生成架構中立的物件檔案格式，這使得編譯後的程式碼可以在許多處理器上執行，前提是存在 Java 執行時系統。

Java編譯器生成一種與體系結構無關的物件檔案格式，這使得編譯後的程式碼可以在許多處理器上執行，前提是存在Java執行時系統。隨著處理器體系結構或特定機器處理器的進步，Java程式碼仍然獨立於任何特定處理器的要求。由於Java是一個開放標準，甚至可以為自定義體系結構準備特定的JVM。像今天這樣，我們幾乎在所有流行的平臺、體系結構上都有JVM可用，Java程式碼是完全獨立的。例如，在Windows機器上建立的Java程式可以在Linux機器上執行，無需任何程式碼修改。

可移植性

Java的可移植性源於其體系結構中立性以及規範中沒有任何實現相關的方面。Java編譯器是用ANSI C編寫的，具有清晰的可移植性邊界，這是一個POSIX子集。

由於這種可移植性，Java自誕生以來就立即流行起來。它對基於網際網路的應用程式特別有用，因為這些應用程式的平臺因地而異，而相同的程式碼庫可以在多個平臺上使用。因此，跨多個地點的開發人員之間的協作變得容易。

健壯性

Java透過主要強調編譯時錯誤檢查和執行時檢查來努力消除容易出錯的情況。自動垃圾收集、強大的記憶體管理、無指標、無直接訪問系統記憶體、異常處理、錯誤處理等關鍵特性使Java成為一種可靠、強大的語言。

多執行緒

藉助Java的多執行緒功能，可以編寫可以同時執行許多工的程式。此設計功能允許開發人員構建可以平穩執行的互動式應用程式。

多執行緒程式包含兩個或多個可以併發執行的部分，每個部分可以同時處理不同的任務，從而最佳化可用資源的使用，尤其是在計算機有多個CPU的情況下。

根據定義，多工處理是指多個程序共享公共處理資源（例如CPU）。多執行緒將多工處理的概念擴充套件到應用程式中，您可以在單個應用程式中將特定操作細分為各個執行緒。每個執行緒都可以並行執行。作業系統不僅在不同的應用程式之間分配處理時間，還在應用程式內的每個執行緒之間分配處理時間。

多執行緒使您可以編寫多個活動可以在同一程式中併發進行的程式碼。

解釋型

Java位元組碼是動態地轉換為本地機器指令，並且不會儲存在任何地方。由於連結是一個增量且輕量級的過程，因此開發過程更快且更具分析性。

JVM位於javac編譯器和底層硬體之間，javac（或任何其他編譯器）編譯器將Java程式碼編譯成位元組碼，這是特定平臺的JVM可以理解的。然後，JVM在程式碼執行時使用JIT（Just-in-time）編譯將位元組碼編譯成二進位制程式碼。

高效能

透過使用即時編譯器，Java實現了高效能。JVM使用JIT編譯器來提高程式的執行時間。以下是JIT編譯器執行的一些常規最佳化：

• 方法內聯
• 死程式碼消除
• 最佳化呼叫站點的啟發式方法
• 常量摺疊

分散式

Java專為網際網路的分散式環境而設計。

動態

Java被認為比C或C++更具動態性，因為它旨在適應不斷變化的環境。Java程式可以攜帶大量的執行時資訊，這些資訊可用於驗證和解決執行時對物件的訪問。