Язык и архитектура Java
         

мы показали два из основных


Итак, мы показали два из основных свойства языка программирования Java

  • знакомый -- Java сохраняет стиль программирования C и С++

  • простой -- количество конструкций языка в Java существенно сокращено по сравнению с С и С++

    • Язык Java объектно-ориентирован
    Система Java создавалась объектно ориентированной с самого начала. Объектно-ориентированная парадигма наиболее удобна при создании программного обеспечения типа клиент-сервер, а также для организации распределенных вычислений.

    Одна из черт, присущих объектам, заключается в том, что объекты обычно переживают процедуру, их создающую. Они затем могут перемещаться по сети, храниться в базах данных и т.д.

    Идейными наследниками Java являются такие языки, как C++, Eiffel, Smalltalk и Objective C. За исключением примитивных типов данных, практически все в языке является объектом.


    Освещены следующие стороны Java как объектно-ориентированного языка программирования.

  • Классы определяют шаблон, по которому создаются конкретные объекты

  • Поля данных объекта определяют состояние объекта

  • Объекты обмениваются сообщениями между собой. Получение сообщения приводит к вызову одного из методов

  • Методы определяют поведение объекта данного класса. Методы для разных классов могут иметь одно и то же имя, но различное содержание.

    • Нейтральный к архитектуре, переносимый и интеллектуальный
    Нейтральность к архитектуре
    Достигается прежде всего стандартизацией "бинарного формата кодов". Промежуточный код не зависит от конкретной аппаратной платформы, операционной системы и типа оконного интерфейса. Для того, чтобы программы, написанные на Java, могли работать на данной аппаратно-программной платформе, достаточно, чтобы для нее была создана лишь соответствующая виртуальная машина.

    Байт-коды

    Компилятор Java производит не "машинные коды" подобно тому, как это делает, например, компилятор языка С. Вместо этого генерируются так называемые байт-коды: высокоуровневые машиннонезависимые коды для абстрактной машины, которая должна быть реализована в виде интерпретатора Java и run-time системы.

    Сама по себе идея байт-кодов не нова, они широко используются в различных системах начиная с середины семидесятых годов. Особенности Java байт-машины следующие:

  • набор ее кодов легко не только интерпретировать, но и эффективно скомпилировать "на лету" непосредственно в машинные коды для любой современной аппаратной платформы

  • коды содержат избыточную информацию, которая позволяет проверить их на безопасность выполнения



    • Интерпретируемая и динамическая природа языка Java предоставляет разработчику определенные преимущества:

  • интерпретирующее окружение позволяет быстрое создание прототипов без обычного цикла перекомпиляции и сборки

  • среда динамически расширяема, т.к. классы подгружаются на лету по мере необходимости

  • характерная для С++ проблема "хрупкого базового класса" решена в силу того, что расположение элементов объекта в памяти определяется не на этапе компиляции, а на этапе выполнения

    • Безопасность в Java
    По мере стремительного роста использования глобальных сетей в спектре услуг, простирающемся от электронного распространения программного обеспечения и объектов multimedia до электронных платежей, безопасность становится ключевой проблемой. Мы коснемся того, как компилятор Java и run-time предотвращают создание и проникновение "диверсионных" кодов.

    Компилятор и run-time включают в себя несколько уровней обороны против потенциально опасных программ. В общем случае система исходит из предположения, что доверять нельзя никому. Следующие несколько секций касаются проблемы более детально.


    Система Java достаточно безопасна, чтобы жить в сетевом окружении. Нейтральность к архитектуре и переносимость делают ее достаточно привлекательной для создания распределенных по сети приложений.

    Многопотоковость в Java
    Современного пользователя компьютера все чаще раздражает ситуация, когда программа способна выполнять в один момент времени лишь одну задачу. Реальный мир наполнен событиями, происходящими одновременно и независимо. Пользователь требует от компьютера адекватной реакции.

    К сожалению, написание программ, отвечающих этим требованиям, значительно сложнее, чем написание программ, выполняющихся последовательно. Они могут быть созданы с использованием С или С++, однако делать это сложнее, т.к. отсутствует поддержка в самом языке, а также большинство существующих на сегодняшний день внешних библиотек часто не могут быть использованы в таких программах в силу того, что они не удовлетворяют так называемому thread-safe условию.

    Термин thread-safe означает, что каждая функция данной библиотеки может быть использована одновременно несколькими потоками.

    Основная проблема при прямом управлении потоками состоит в том, что Вы никогда не можете быть полностью уверены, что поставили все нужные замки (locks) и вовремя их освободили. При преждевременном завершении процедуры или при возникновении исключительной ситуации замок может остаться неснятым, что обычно приводит к блокировке программы (deadlock).

    Встроенная многопотоковость -- существенная черта архитектуры Java. Стандартная библиотека включает в себя класс Thread, с методами, позволяющими стартовать новый поток, завершить его работу и проверить текущее состояние потока.

    Интеграция примитивов синхронизации непосредственно в язык упрощает работу с ними.

    Потоки в Java вытесняющие (pre-emptive), а также могут выполняться в режиме разделения времени (time-sliced), но только на платформах, которые поддерживают это. В системах, в которых такая поддержка отсутствует, после того, как поток был запущен, он может быть прерван только другим потоком с более высоким приоритетом. Если ваше приложение требует больших периодов вычислений, рекомендуется явно отдавать управление другим потокам (вызовом Thread.yield()).

    Содержание раздела