浅谈Java平台无关性

为什么Java要支持平台无关性

众所周知，Java是平台无关的语言，那么Java为什么要支持平台无关性，总结一下，有如下几点

  1. 支持多变的网络环境。如今是一个互联网的时代，网络将各种各样的计算机和设备连接起来，比如网络连接了windows的PC机，UNIX工作站等等。为了保证程序能够不加任何修改运行于网络上的任何计算机，而不管计算机是什么种类，什么平台，这样就极大减轻了系统管理员的工作。尤其是程序是通过网络环境进行部署的。
  2. 支持网络化嵌入式设备。目前工作场所中存在各种各样的嵌入式设备，比如打印机，扫描仪，传真机等。他们往往通过网络连接起来，甚至在家庭网络和汽车内部也存在这样那样的嵌入式设备 。Java的平台无关性可以简化这样的系统管理任务。无论是哪个网络的管理员，它只需关注程序本身即可。此外添加一台新设备，可以立即被其他设备访问到，也可以访问其他设备。这都是平台无关性带来的好处。
  3. 减少开发者部署程序的成本和时间。

对于开发者而言， Java平台无关的能力给予网络一个同构的运行环境，使得分布式系统可以围绕着“网络移动对象”开构建。比如对象序列化，RMI, Jini就是利用平台无关性。把面向对象编程从虚拟机带到了网络上。

Java如何支持平台无关性

Java从四个方面支持了平台无关性

  1. 最主要的是Java平台本身。Java平台扮演Java程序和所在的硬件与操作系统之间的缓冲角色。这样Java程序只需要与Java平台打交道，而不用管具体的操作系统。
  2. Java语言保证了基本数据类型的值域和行为都是由语言自己定义的。而C/C++中，基本数据类是由它的占位宽度决定的，占位宽度由所在平台决定的。不同平台编译同一个C++程序会出现不同的行为。通过保证基本数据类型在所有平台的一致性，Java语言为平台无关性提供强有力的支持。
  3. Java class文件。Java程序最终会被编译成二进制class文件。class文件可以在任何平台创建，也可以被任何平台的Java虚拟机装载运行。它的格式有着严格的定义，是平台无关的。
  4. 可伸缩性。Sun通过改变API的方式得到三个基础API集合，表现为Java平台不同的伸缩性：J2EE,J2SE,J2ME。

影响Java平台无关性的因素

  1. Java平台的部署。运行Java程序之前，必须要部署好Java平台。
  2. Java平台的版本。Sun公司提供了不同的API集合，有标准版，扩展版等等。此外API本身也面临着改动，一些API被认为是过期的，一些API甚至不向下兼容，因此我们需要选择合适的Java平台版本支持程序开发。
  3. 本地方法。当编写一个平台独立的Java程序时候，最重要的原则是：不要直接或间接调用不属于Java API的本地方法。调用Java API以外的本地方法使得程序平台相关。一般而言，本地方法在三种情况适用：使用底层主机平台的特性，而Java API无法访问；为了访问老系统或者使用现有的库，但是这个系统或库不是Java编写的；为了加快程序性能，将时间敏感代码用本地方法实现。因此当必须使用本地方法，而且支持多种平台运行，必须将本地方法移植到所有需要的平台上。因此编写平台独立的Java程序做主要的目的就是完全禁止本地方法，通过Java API和主机交互。
  4. 非标准运行时库。所谓平台无关性，一种解释是你调用的方法是否在任何地方都已经实现。本地方法顾名思义，就是只是在本地实现了，所以无法保证平台无关。而Java API在如windows, Solaris等操作系统上的实现上使用了本地方法访问主机，即保证了平台无关。
  5. 对虚拟机的依赖。虚拟机可以由不同开发商开发，但是必须满足如下两条原则：不要依赖及时终结(finalization)保证程序的正确性，因为特定程序中对象可能在不同的时间被垃圾收集；不要依赖线程的优先级来保证程序的正确性。因为一些虚拟机可以实现优先级高线程优先运行，一些虚拟机不能保证这一点。
  6. 对用户界面依赖，AWT库提供基本的用户界面，这些组件被映射成每个平台上的本地组件，而Swing库为用户提供更高级的组件，但并没有被映射为本地组件。

实现平台无关的7大步骤

  1. 选择程序运行的主机和设备集合（目标宿主机）
  2. 在目标宿主机中选择Java平台版本。
  3. 对于每个目标宿主机，选择程序将要运行的Java平台实现（目标运行时环境）。
  4. 编写程序，调用Java API标准运行库（不调用本地方法，或者专门开发商专门调用本地方法的库）
  5. 编写程序，不依赖于垃圾收集器收集垃圾时间，不依赖线程的优先级
  6. 努力设计用户界面，在所有的目标宿主机都能正常工作
  7. 在所有目标运行时环境和所有目标宿主机进行测试

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