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Java 语言有哪些特点?
简单易学#xff08;语法简单#xff0c;上手容易#xff09;#xff1b;面向对象#xff08;封装#xff0c;继承#xff0c;多态#xff09;#xff1b;平台无关性#xff08; Java 虚拟机实现平台无关性#xff09;…基础概念与常识
Java 语言有哪些特点?
简单易学语法简单上手容易面向对象封装继承多态平台无关性 Java 虚拟机实现平台无关性支持多线程 C 语言没有内置的多线程机制因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计而 Java 语言却提供了多线程支持可靠性具备异常处理和自动内存管理机制安全性Java 语言本身的设计就提供了多重安全防护机制如访问权限修饰符、限制程序直接访问操作系统资源高效性通过 Just In Time 编译器等技术的优化Java 语言的运行效率还是非常不错的支持网络编程并且很方便编译与解释并存
java SE vs JavaEE
Java SEJava PlatformStandard Edition: Java 平台标准版Java 编程语言的基础它包含了支持 Java 应用程序开发和运行的核心类库以及虚拟机等核心组件。Java SE 可以用于构建桌面应用程序或简单的服务器应用程序。Java EEJava Platform, Enterprise Edition Java 平台企业版建立在 Java SE 的基础上包含了支持企业级应用程序开发和部署的标准和规范比如 Servlet、JSP、EJB、JDBC、JPA、JTA、JavaMail、JMS。 Java EE 可以用于构建分布式、可移植、健壮、可伸缩和安全的服务端 Java 应用程序例如 Web 应用程序。
简单来说Java SE 是 Java 的基础版本Java EE 是 Java 的高级版本。Java SE 更适合开发桌面应用程序或简单的服务器应用程序Java EE 更适合开发复杂的企业级应用程序或 Web 应用程序。
除了 Java SE 和 Java EE还有一个 Java MEJava PlatformMicro Edition。Java ME 是 Java 的微型版本主要用于开发嵌入式消费电子设备的应用程序例如手机、PDA、机顶盒、冰箱、空调等。Java ME 无需重点关注知道有这个东西就好了现在已经用不上了。
JVM vs JDK vs JRE
JVM
Java 虚拟机Java Virtual Machine, JVM是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现WindowsLinuxmacOS目的是使用相同的字节码它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译随处可以运行”的关键所在。
如下图所示不同编程语言Java、Groovy、Kotlin、JRuby、Clojure ...通过各自的编译器编译成 .class 文件并最终通过 JVM 在不同平台Windows、Mac、Linux上运行。
JVM 并不是只有一种只要满足 JVM 规范每个公司、组织或者个人都可以开发自己的专属 JVM。 也就是说我们平时接触到的 HotSpot VM 仅仅是是 JVM 规范的一种实现而已。
除了我们平时最常用的 HotSpot VM 外还有 J9 VM、Zing VM、JRockit VM 等 JVM 。维基百科上就有常见 JVM 的对比Comparison of Java virtual machines 感兴趣的可以去看看。并且你可以在 Java SE Specifications 上找到各个版本的 JDK 对应的 JVM 规范。 JDK和JRE
JDKJava Development Kit是一个功能齐全的 Java 开发工具包供开发者使用用于创建和编译 Java 程序。它包含了 JREJava Runtime Environment以及编译器 javac 和其他工具如 javadoc文档生成器、jdb调试器、jconsole监控工具、javap反编译工具等。
JRE 是运行已编译 Java 程序所需的环境主要包含以下两个部分
JVM : 也就是我们上面提到的 Java 虚拟机。Java 基础类库Class Library一组标准的类库提供常用的功能和 API如 I/O 操作、网络通信、数据结构等。
简单来说JRE 只包含运行 Java 程序所需的环境和类库而 JDK 不仅包含 JRE还包括用于开发和调试 Java 程序的工具。
如果需要编写、编译 Java 程序或使用 Java API 文档就需要安装 JDK。某些需要 Java 特性的应用程序如 JSP 转换为 Servlet 或使用反射也可能需要 JDK 来编译和运行 Java 代码。因此即使不进行 Java 开发工作有时也可能需要安装 JDK。
下图清晰展示了 JDK、JRE 和 JVM 的关系。 不过从 JDK 9 开始就不需要区分 JDK 和 JRE 的关系了取而代之的是模块系统JDK 被重新组织成 94 个模块 jlink 工具 (随 Java 9 一起发布的新命令行工具用于生成自定义 Java 运行时映像该映像仅包含给定应用程序所需的模块) 。并且从 JDK 11 开始Oracle 不再提供单独的 JRE 下载。
在 Java 9 新特性概览这篇文章中我在介绍模块化系统的时候提到 在引入了模块系统之后JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大的减少 Java 运行时环境的大小。 也就是说可以用 jlink 根据自己的需求创建一个更小的 runtime运行时而不是不管什么应用都是同样的 JRE。
定制的、模块化的 Java 运行时映像有助于简化 Java 应用的部署和节省内存并增强安全性和可维护性。这对于满足现代应用程序架构的需求如虚拟化、容器化、微服务和云原生开发是非常重要的。
什么是字节码?采用字节码的好处是什么?
在 Java 中JVM 可以理解的代码就叫做字节码即扩展名为 .class 的文件它不面向任何特定的处理器只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时相对来说还是高效的不过和 C、 CRustGo 等语言还是有一定差距的而且由于字节码并不针对一种特定的机器因此Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。
Java 程序从源代码到运行的过程如下图所示 我们需要格外注意的是 .class-机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件然后通过解释器逐行解释执行这种方式的执行速度会相对比较慢。而且有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码)所以后面引进了 JITJust in Time Compilation 编译器而 JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后其会将字节码对应的机器码保存下来下次可以直接使用。而我们知道机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言 。 拓展有关 JIT 的实现细节: JVM C1、C2 编译器https://mp.weixin.qq.com/s/4haTyXUmh8m-dBQaEzwDJw HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法根据二八定律消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码热点代码而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化因此执行的次数越多它的速度就越快。 JDK、JRE、JVM、JIT 这四者的关系如下图所示。 下面这张图是 JVM 的大致结构模型。 为什么说 Java 语言“编译与解释并存”
其实这个问题我们讲字节码的时候已经提到过因为比较重要所以我们这里再提一下。
我们可以将高级编程语言按照程序的执行方式分为两种
编译型编译型语言 会通过编译器将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码。一般情况下编译语言的执行速度比较快开发效率比较低。常见的编译性语言有 C、C、Go、Rust 等等。解释型解释型语言会通过解释器一句一句的将代码解释interpret为机器代码后再执行。解释型语言开发效率比较快执行速度比较慢。常见的解释性语言有 Python、JavaScript、PHP 等等。 根据维基百科介绍 为了改善解释语言的效率而发展出的即时编译技术已经缩小了这两种语言间的差距。这种技术混合了编译语言与解释型语言的优点它像编译语言一样先把程序源代码编译成字节码。到执行期时再将字节码直译之后执行。Java与LLVM是这种技术的代表产物。 相关阅读基本功 | Java 即时编译器原理解析及实践 为什么说 Java 语言“编译与解释并存”
这是因为 Java 语言既具有编译型语言的特征也具有解释型语言的特征。因为 Java 程序要经过先编译后解释两个步骤由 Java 编写的程序需要先经过编译步骤生成字节码.class 文件这种字节码必须由 Java 解释器来解释执行。
AOT 有什么优点为什么不全部使用 AOT 呢
JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation) 。和 JIT 不同的是这种编译模式会在程序被执行前就将其编译成机器码属于静态编译C、 CRustGo 等语言就是静态编译。AOT 避免了 JIT 预热等各方面的开销可以提高 Java 程序的启动速度避免预热时间长。并且AOT 还能减少内存占用和增强 Java 程序的安全性AOT 编译后的代码不容易被反编译和修改特别适合云原生场景。
JIT 与 AOT 两者的关键指标对比:
可以看出AOT 的主要优势在于启动时间、内存占用和打包体积。JIT 的主要优势在于具备更高的极限处理能力可以降低请求的最大延迟。
提到 AOT 就不得不提 GraalVM 了GraalVM 是一种高性能的 JDK完整的 JDK 发行版本它可以运行 Java 和其他 JVM 语言以及 JavaScript、Python 等非 JVM 语言。 GraalVM 不仅能提供 AOT 编译还能提供 JIT 编译。感兴趣的同学可以去看看 GraalVM 的官方文档GraalVM。如果觉得官方文档看着比较难理解的话也可以找一些文章来看看比如
基于静态编译构建微服务应用走向 Native 化SpringDubbo AOT 技术示例与原理讲解
既然 AOT 这么多优点那为什么不全部使用这种编译方式呢
我们前面也对比过 JIT 与 AOT两者各有优点只能说 AOT 更适合当下的云原生场景对微服务架构的支持也比较友好。除此之外AOT 编译无法支持 Java 的一些动态特性如反射、动态代理、动态加载、JNIJava Native Interface等。然而很多框架和库如 Spring、CGLIB都用到了这些特性。如果只使用 AOT 编译那就没办法使用这些框架和库了或者说需要针对性地去做适配和优化。举个例子CGLIB 动态代理使用的是 ASM 技术而这种技术大致原理是运行时直接在内存中生成并加载修改后的字节码文件也就是 .class 文件如果全部使用 AOT 提前编译也就不能使用 ASM 技术了。为了支持类似的动态特性所以选择使用 JIT 即时编译器。
Oracle JDK vs OpenJDK
可能在看这个问题之前很多人和我一样并没有接触和使用过 OpenJDK 。那么 Oracle JDK 和 OpenJDK 之间是否存在重大差异下面我通过收集到的一些资料为你解答这个被很多人忽视的问题。
首先2006 年 SUN 公司将 Java 开源也就有了 OpenJDK。2009 年 Oracle 收购了 Sun 公司于是自己在 OpenJDK 的基础上搞了一个 Oracle JDK。Oracle JDK 是不开源的并且刚开始的几个版本Java8 ~ Java11还会相比于 OpenJDK 添加一些特有的功能和工具。
其次对于 Java 7 而言OpenJDK 和 Oracle JDK 是十分接近的。 Oracle JDK 是基于 OpenJDK 7 构建的只添加了一些小功能由 Oracle 工程师参与维护。
下面这段话摘自 Oracle 官方在 2012 年发表的一个博客 问OpenJDK 存储库中的源代码与用于构建 Oracle JDK 的代码之间有什么区别 答非常接近 - 我们的 Oracle JDK 版本构建过程基于 OpenJDK 7 构建只添加了几个部分例如部署代码其中包括 Oracle 的 Java 插件和 Java WebStart 的实现以及一些闭源的第三方组件如图形光栅化器一些开源的第三方组件如 Rhino以及一些零碎的东西如附加文档或第三方字体。展望未来我们的目的是开源 Oracle JDK 的所有部分除了我们考虑商业功能的部分。 最后简单总结一下 Oracle JDK 和 OpenJDK 的区别 是否开源OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的而 Oracle JDK 是基于 OpenJDK 实现的并不是完全开源的个人观点众所周知JDK 原来是 SUN 公司开发的后来 SUN 公司又卖给了 Oracle 公司Oracle 公司以 Oracle 数据库而著名而 Oracle 数据库又是闭源的这个时候 Oracle 公司就不想完全开源了但是原来的 SUN 公司又把 JDK 给开源了如果这个时候 Oracle 收购回来之后就把他给闭源必然会引起很多 Java 开发者的不满导致大家对 Java 失去信心那 Oracle 公司收购回来不就把 Java 烂在手里了吗然后Oracle 公司就想了个骚操作这样吧我把一部分核心代码开源出来给你们玩并且我要和你们自己搞的 JDK 区分下你们叫 OpenJDK我叫 Oracle JDK我发布我的你们继续玩你们的要是你们搞出来什么好玩的东西我后续发布 Oracle JDK 也会拿来用一下一举两得OpenJDK 开源项目https://github.com/openjdk/jdk 。是否免费Oracle JDK 会提供免费版本但一般有时间限制。JDK17 之后的版本可以免费分发和商用但是仅有 3 年时间3 年后无法免费商用。不过JDK8u221 之前只要不升级可以无限期免费。OpenJDK 是完全免费的。功能性Oracle JDK 在 OpenJDK 的基础上添加了一些特有的功能和工具比如 Java Flight RecorderJFR一种监控工具、Java Mission ControlJMC一种监控工具等工具。不过在 Java 11 之后OracleJDK 和 OpenJDK 的功能基本一致之前 OracleJDK 中的私有组件大多数也已经被捐赠给开源组织。稳定性OpenJDK 不提供 LTS 服务而 OracleJDK 大概每三年都会推出一个 LTS 版进行长期支持。不过很多公司都基于 OpenJDK 提供了对应的和 OracleJDK 周期相同的 LTS 版。因此两者稳定性其实也是差不多的。协议Oracle JDK 使用 BCL/OTN 协议获得许可而 OpenJDK 根据 GPL v2 许可获得许可。 既然 Oracle JDK 这么好那为什么还要有 OpenJDK 答 OpenJDK 是开源的开源意味着你可以对它根据你自己的需要进行修改、优化比如 Alibaba 基于 OpenJDK 开发了 Dragonwell8https://github.com/alibaba/dragonwell8 OpenJDK 是商业免费的这也是为什么通过 yum 包管理器上默认安装的 JDK 是 OpenJDK 而不是 Oracle JDK。虽然 Oracle JDK 也是商业免费比如 JDK 8但并不是所有版本都是免费的。 OpenJDK 更新频率更快。Oracle JDK 一般是每 6 个月发布一个新版本而 OpenJDK 一般是每 3 个月发布一个新版本。现在你知道为啥 Oracle JDK 更稳定了吧先在 OpenJDK 试试水把大部分问题都解决掉了才在 Oracle JDK 上发布 基于以上这些原因OpenJDK 还是有存在的必要的 Oracle JDK 和 OpenJDK 如何选择
建议选择 OpenJDK 或者基于 OpenJDK 的发行版比如 AWS 的 Amazon Corretto阿里巴巴的 Alibaba Dragonwell。 拓展一下
BCL 协议Oracle Binary Code License Agreement可以使用 JDK支持商用但是不能进行修改。OTN 协议Oracle Technology Network License Agreement11 及之后新发布的 JDK 用的都是这个协议可以自己私下用但是商用需要付费。
Java 和 C 的区别?
我知道很多人没学过 C但是面试官就是没事喜欢拿咱们 Java 和 C 比呀没办法就算没学过 C也要记下来。
虽然Java 和 C 都是面向对象的语言都支持封装、继承和多态但是它们还是有挺多不相同的地方
Java 不提供指针来直接访问内存程序内存更加安全Java 的类是单继承的C 支持多重继承虽然 Java 的类不可以多继承但是接口可以多继承。Java 有自动内存管理垃圾回收机制(GC)不需要程序员手动释放无用内存。C 同时支持方法重载和操作符重载但是 Java 只支持方法重载操作符重载增加了复杂性这与 Java 最初的设计思想不符。
