java的體系結構

『壹』 java語言介紹是什麼

Java是一門面向對象編程語言，不僅吸收了C++語言的各種優點，還摒棄了C++里難以理解的多繼承、指針等概念，因此Java語言具有功能強大和簡單易用兩個特徵。Java語言作為靜態面向對象編程語言的代表，極好地實現了面向對象理論，允許程序員以優雅的思維方式進行復雜的編程。

Java是一個強類型語言，它允許擴展編譯時檢查潛在類型不匹配問題的功能。Java要求顯式的方法聲明，它不支持C風格的隱式聲明。
Java可以編寫桌面應用程序、Web應用程序、分布式系統和嵌入式系統應用程序等。
Java的特點：
Java具有簡單性、面向對象、分布式、健壯性、安全性、平台獨立與可移植性、多線程、動態性等特點；下面我們來具體介紹一下：
1、簡單性
Java看起來設計得很像C++，但是為了使語言小和容易熟悉，設計者們把C++語言中許多可用的特徵去掉了，這些特徵是一般程序員很少使用的。例如，Java不支持go to語句，代之以提供break和continue語句以及異常處理。Java還剔除了C++的操作符過載（overload）和多繼承特徵，並且不使用主文件，免去了預處理程序。因為Java沒有結構，數組和串都是對象，所以不需要指針。Java能夠自動處理對象的引用和間接引用，實現自動的無用單元收集，使用戶不必為存儲管理問題煩惱，能更多的時間和精力花在研發上。
2、面向對象
Java語言提供類、介面和繼承等面向對象的特性，為了簡單起見，只支持類之間的單繼承，但支持介面之間的多繼承，並支持類與介面之間的實現機制（關鍵字為implements）。Java語言全面支持動態綁定，而C++語言只對虛函數使用動態綁定。總之，Java語言是一個純的面向對象程序設計語言。
3、分布性
Java設計成支持在網路上應用，它是分布式語言。Java既支持各種層次的網路連接，又以Socket類支持可靠的流（stream）網路連接，所以用戶可以產生分布式的客戶機和伺服器。
網路變成軟體應用的分布運載工具。Java程序只要編寫一次，就可到處運行。
4、編譯和解釋性
Java編譯程序生成位元組碼（byte-code），而不是通常的機器碼。Java位元組碼提供對體系結構中性的目標文件格式，代碼設計成可有效地傳送程序到多個平台。Java程序可以在任何實現了Java解釋程序和運行系統（run-time system）的系統上運行。
在一個解釋性的環境中，程序開發的標准「鏈接」階激攜段大大消失了。如果說Java還有一個鏈接階段，它只是把新類裝進環境的過程，它是增量式的、輕量級的過程。因此，Java支圓鉛模持快速原型和容易試驗，它將導致快速程序開發。這是一個與傳統的、耗時的「編譯、鏈接和測試」形成鮮明對比的精巧的開發過程。
5、穩健性
Java原來是用作編寫消費類家用電子產品軟體的語言，所以它是被設計成寫高可靠和穩健軟體的。Java消除了某些編程錯誤，使得用它寫可靠軟體相當容易。
Java的強類型機制、異常處理、垃圾的自動收集等是Java程序健壯性的重要保證。對指針的丟棄是Java的明智選擇。Java的安全檢查機制使得Java更具健壯性。
6、安全性
Java的存儲分配模型是它防禦惡意代碼的主要方法之一。Java沒有指針，所以程序員不能得到隱蔽起來的內幕和偽造指針去指向存儲器。更重要的是，Java編譯程序不處理存儲安排決策，所以程序員不能通過查看聲明去猜測類的實際存儲安排。編譯的Java代碼中的存儲引用在運行時由Java解釋程序決定實際存儲地址。
Java運行系統使用位元組碼驗證過程來保證裝載到網路上的代碼不違背任何Java語言限制。這個安全機制部分包括類如何從網上裝載。例如，裝載的類是放在分開的名字空間而不是局部類，預防惡意的小應用程序用它自己的版本來代橘緩替標准Java類。
7、可移植性
Java使得語言聲明不依賴於實現的方面。例如，Java顯式說明每個基本數據類型的大小和它的運算行為（這些數據類型由Java語法描述）。
Java環境本身對新的硬體平台和操作系統是可移植的。Java編譯程序也用Java編寫，而Java運行系統用ANSIC語言編寫。
8、高性能
Java是一種先編譯後解釋的語言，所以它不如全編譯性語言快。但是有些情況下性能是很要緊的，為了支持這些情況，Java設計者製作了「及時」編譯程序，它能在運行時把Java位元組碼翻譯成特定CPU（中央處理器）的機器代碼，也就是實現全編譯了。
Java位元組碼格式設計時考慮到這些「及時」編譯程序的需要，所以生成機器代碼的過程相當簡單，它能產生相當好的代碼。
9、多線程
在Java語言中，線程是一種特殊的對象，它必須由Thread類或其子（孫）類來創建。通常有兩種方法來創建線程：
1）、使用型構為Thread(Runnable)的構造子類將一個實現了Runnable介面的對象包裝成一個線程，
2）、從Thread類派生出子類並重寫run方法，使用該子類創建的對象即為線程。值得注意的是Thread類已經實現了Runnable介面，因此，任何一個線程均有它的run方法，而run方法中包含了線程所要運行的代碼。線程的活動由一組方法來控制。Java語言支持多個線程的同時執行，並提供多線程之間的同步機制（關鍵字為synchronized）。
10、動態性
Java語言的設計目標之一是適應於動態變化的環境。Java程序需要的類能夠動態地被載入到運行環境，也可以通過網路來載入所需要的類。這也有利於軟體的升級。另外，Java中的類有一個運行時刻的表示，能進行運行時刻的類型檢查。
11、平台獨立性
Java程序（後綴為java的文件）在Java平台上被編譯為體系結構中立的位元組碼格式（後綴為class的文件），然後可以在實現這個Java平台的任何系統中運行。這種途徑適合於異構的網路環境和軟體的分發。

『貳』 java虛擬機的體系結構

Java虛擬機由五個部分組成：一組指令集、一組寄存器、一個棧、一個無用單元收集堆(Garbage-collected-heap）、一個方法區域。這五部分是Java虛擬機的邏輯成份，不依賴任何實現技術或組織方式，但它們的功能必須在真實機器上以某種方式實現。 Java虛擬機支持大約248個位元組碼。每個位元組碼執行一種基本的CPU運算，例如，把一個整數加到寄存器，子程序轉移等。Java指令集相當於Java程序的匯編語言。
Java指令集中的指令包含一個單位元組的操作符，用於指定要執行的操作，還有0個或多個操作數，提供操作所需的參數或數據。許多指令沒有操作數，僅由一個單位元組的操作符構成。
虛擬機的內層循環的執行過程如下：
do{
取一個操作符位元組；
根據操作符的值執行一個動作；
}while（程序未結束）
由於指令系統的簡單性，使得虛擬機執行的過程十分簡單，從而有利於提高執行的效率。指令中操作數的數量和大小是由操作符決定的。如果操作數比一個位元組大，那麼它存儲的順序是高位位元組優先。例如，一個16位的參數存放時佔用兩個位元組，其值為：
第一個位元組*256+第二個位元組位元組碼指令流一般只是位元組對齊的。指令tabltch和lookup是例外，在這兩條指令內部要求強制的4位元組邊界對齊。 Java虛擬機的寄存器用於保存機器的運行狀態，與微處理器中的某些專用寄存器類似。
Java虛擬機的寄存器有四種：
pc:Java程序計數器。
optop：指向操作數棧頂端的指針。
frame：指向當前執行方法的執行環境的指針。
vars：指向當前執行方法的局部變數區第一個變數的指針。 Java虛擬機的棧有三個區域：局部變數區、運行環境區、操作數區。
⑴局部變數區 每個Java方法使用一個固定大小的局部變數集。它們按照與vars寄存器的字偏移量來定址。局部變數都是32位的。長整數和雙精度浮點數占據了兩個局部變數的空間，卻按照第一個局部變數的索引來定址。（例如，一個具有索引n的局部變數，如果是一個雙精度浮點數，那麼它實際占據了索引n和n+1所代表的存儲空間。）虛擬機規范並不要求在局部變數中的64位的值是64位對齊的。虛擬機提供了把局部變數中的值裝載到操作數棧的指令，也提供了把操作數棧中的值寫入局部變數的指令。
⑵運行環境區 在運行環境中包含的信息用於動態鏈接，正常的方法返回以及異常傳播。
·動態鏈接
運行環境包括對指向當前類和當前方法的解釋器符號表的指針，用於支持方法代碼的動態鏈接。方法的class文件代碼在引用要調用的方法和要訪問的變數時使用符號。動態鏈接把符號形式的方法調用翻譯成實際方法調用，裝載必要的類以解釋還沒有定義的符號，並把變數訪問翻譯成與這些變數運行時的存儲結構相應的偏移地址。動態鏈接方法和變數使得方法中使用的其它類的變化不會影響到本程序的代碼。
·正常的方法返回
如果當前方法正常地結束了，在執行了一條具有正確類型的返回指令時，調用的方法會得到一個返回值。執行環境在正常返回的情況下用於恢復調用者的寄存器，並把調用者的程序計數器增加一個恰當的數值，以跳過已執行過的方法調用指令，然後在調用者的執行環境中繼續執行下去。
·異常和錯誤傳播
異常情況在Java中被稱作Error（錯誤）或Exception（異常）,是Throwable類的子類，在程序中的原因是：①動態鏈接錯，如無法找到所需的class文件。②運行時錯，如對一個空指針的引用
·程序使用了throw語句。
當異常發生時，Java虛擬機採取如下措施：
·檢查與當前方法相聯系的catch子句表。每個catch子句包含其有效指令范圍，能夠處理的異常類型，以及處理異常的代碼塊地址。
·與異常相匹配的catch子句應該符合下面的條件：造成異常的指令在其指令范圍之內，發生的異常類型是其能處理的異常類型的子類型。如果找到了匹配的catch子句，那麼系統轉移到指定的異常處理塊處執行；如果沒有找到異常處理塊，重復尋找匹配的catch子句的過程，直到當前方法的所有嵌套的catch子句都被檢查過。
·由於虛擬機從第一個匹配的catch子句處繼續執行，所以catch子句表中的順序是很重要的。因為Java代碼是結構化的，因此總可以把某個方法的所有的異常處理器都按序排列到一個表中，對任意可能的程序計數器的值，都可以用線性的順序找到合適的異常處理塊，以處理在該程序計數器值下發生的異常情況。
·如果找不到匹配的catch子句，那麼當前方法得到一個"未截獲異常"的結果並返回到當前方法的調用者，好像異常剛剛在其調用者中發生一樣。如果在調用者中仍然沒有找到相應的異常處理塊，那麼這種錯誤傳播將被繼續下去。如果錯誤被傳播到最頂層，那麼系統將調用一個預設的異常處理塊。
⑶操作數棧區機器指令只從操作數棧中取操作數，對它們進行操作，並把結果返回到棧中。選擇棧結構的原因是：在只有少量寄存器或非通用寄存器的機器（如Intel486）上，也能夠高效地模擬虛擬機的行為。操作數棧是32位的。它用於給方法傳遞參數，並從方法接收結果，也用於支持操作的參數，並保存操作的結果。例如，iadd指令將兩個整數相加。相加的兩個整數應該是操作數棧頂的兩個字。這兩個字是由先前的指令壓進堆棧的。這兩個整數將從堆棧彈出、相加，並把結果壓回到操作數棧中。
每個原始數據類型都有專門的指令對它們進行必須的操作。每個操作數在棧中需要一個存儲位置，除了long和double型，它們需要兩個位置。操作數只能被適用於其類型的操作符所操作。例如，壓入兩個int類型的數，如果把它們當作是一個long類型的數則是非法的。在Sun的虛擬機實現中,這個限制由位元組碼驗證器強制實行。但是，有少數操作（操作符pe和swap），用於對運行時數據區進行操作時是不考慮類型的。 方法區與傳統語言中的編譯後代碼或是Unix進程中的正文段類似。它保存方法代碼（編譯後的java代碼）和符號表。在當前的Java實現中，方法代碼不包括在無用單元收集堆中，但計劃在將來的版本中實現。每個類文件包含了一個Java類或一個Java界面的編譯後的代碼。可以說類文件是Java語言的執行代碼文件。為了保證類文件的平台無關性，Java虛擬機規范中對類文件的格式也作了詳細的說明。其具體細節請參考Sun公司的Java虛擬機規范。

『叄』 北大青鳥java培訓：分層架構的優缺點有哪些

在進行軟體開發過程中，為了能夠更有效的執行系統架構，一般情況下需要進行分層結構的形式來構成。
那麼在使用分層架構的過程中有哪些優缺點呢？下面電腦培訓為大傢具體介紹。
一、什麼是分層架構分層體系結構主要是根據水平分割將軟體模塊劃分為多個層次。
系統由多層組成，每一層由多個模塊組成。
那麼多少層才是合適的呢？IT培訓認為，根據不同的復雜性分為不同的層次，基本的層次結構是三個層次，即表示層、域層和數據持久層。
二、分層架構的好處1、單一職責：每層只負責一個角色，責任邊界清晰。
如果持久層只負責數據查詢和存儲，則欄位級別僅負責處理業務邏輯。
2、高內聚：分層是在相同的層中放置相同的責任，並且所有業務邏輯在領域層中都是一致的。
做這個的好處是什麼？江西北大青鳥設想如果業務邏輯分散在每層上，則修改功能需要修改為各層，測試業務邏輯需要測試所有層的代碼，從而增加了整個軟體的復雜度和測試難度。
3、易維護將面對變更且容易修正的所有對外界面放入對外界面層中，如果外部依存的界面被修改的話，只要變更該層的代碼即可。
三、分層架構的缺點1、開發成本高由於多層承擔著各自的任務，因此需要在多個級別上追加代碼，以添加功能。
這樣，開發成本就會增加。
但是，北大青鳥認為合理的能力抽象化可以提高多重性，降低開發成本。
2、可擴展性低：由於在上下層之間存在結合度，所以所有的功能變化都有可能參與多層的修正。

『肆』 Java體系結構包含___

完整的Java體系結構實際上是由4個組件組合而成：
● Java編程語言
● Java類文件格式
● Java API
● JVM
所以選abcd