Java的前世今生

搞Java 6年了，一直想对Java有一个系统的认识，今天终于做了这件事。

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Java不仅仅是一门编程语言，还是一个由一系列计算机软件和规范形成的技术体系，这个技术体系提供了完整的用于软件开发和跨平台部署的支持环境，并广泛应用于嵌入式系统、移动终端、企业服务器、大型机等各种场合。时至今日，Java技术体系已经吸引了900多万软件开发者，这是全球最大的软件开发团队。使用Java的设备多达几十亿台，其中包括11亿多台个人计算机、30亿部移动电话及其他手持设备、数量众多的智能卡，以及大量机顶盒、导航系统和其他设备。

Java能获得如此广泛的认可，除了它拥有一门结构严谨、面向对象的编程语言之外，还有许多不可忽视的优点：它摆脱了硬件平台的束缚，实现了“一次编写，到处运行”的理想；它提供了一个相对安全的内存管理和访问机制，避免了绝大部分的内存泄露和指针越界问题；它实现了热点代码检测和运行时编译及优化，这使得Java应用能随着运行时间的增加而获得更高的性能；它有一套完善的应用程序接口，还有无数来自商业机构和开源社区的第三方类库来帮助它实现各种各样的功能……Java所带来的这些好处使程序的开发效率得到了很大的提升。

什么是Java

Java是一种咖啡

Sun公司开发了一种称为Oak的面向对象语言。但是在申请注册商标时，发现Oak已经被人使用了，当时他们正在咖啡馆喝着Java咖啡，有一个人灵机一动说就叫Java怎样，这个提议得到了其他人的赞同。最终Oak语言改名为Java。

Java是一门编程语言

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。

Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等。

20世纪90年代，硬件领域出现了单片式计算机系统，这种价格低廉的系统一出现就立即引起了自动控制领域人员的注意，因为使用它可以大幅度提升消费类电子产品（如电视机顶盒、面包烤箱、移动电话等）的智能化程度。Sun公司为了抢占市场先机，在1991年成立了一个称为Green的项目小组，帕特里克、詹姆斯·高斯林、麦克·舍林丹和其他几个工程师一起组成的工作小组在加利福尼亚州门洛帕克市沙丘路的一个小工作室里面研究开发新技术，专攻计算机在家电产品上的嵌入式应用。

由于C++所具有的优势，该项目组的研究人员首先考虑采用C++来编写程序。但对于硬件资源极其匮乏的单片式系统来说，C++程序过于复杂和庞大。另外由于消费电子产品所采用的嵌入式处理器芯片的种类繁杂，如何让编写的程序跨平台运行也是个难题。为了解决困难，他们首先着眼于语言的开发，假设了一种结构简单、符合嵌入式应用需要的硬件平台体系结构并为其制定了相应的规范，其中就定义了这种硬件平台的二进制机器码指令系统（即后来成为“字节码”的指令系统），以待语言开发成功后，能有半导体芯片生产商开发和生产这种硬件平台。对于新语言的设计，Sun公司研发人员并没有开发一种全新的语言，而是根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造，去除了留在C++的一些不太实用及影响安全的成分，并结合嵌入式系统的实时性要求，开发了一种称为Oak的面向对象语言。

由于在开发Oak语言时，尚且不存在运行字节码的硬件平台，所以为了在开发时可以对这种语言进行实验研究，他们就在已有的硬件和软件平台基础上，按照自己所指定的规范，用软件建设了一个运行平台，整个系统除了比C++更加简单之外，没有什么大的区别。1992年的夏天，当Oak语言开发成功后，研究者们向硬件生产商进行演示了Green操作系统、Oak的程序设计语言、类库和其硬件，以说服他们使用Oak语言生产硬件芯片，但是，硬件生产商并未对此产生极大的热情。因为他们认为，在所有人对Oak语言还一无所知的情况下，就生产硬件产品的风险实在太大了，所以Oak语言也就因为缺乏硬件的支持而无法进入市场，从而被搁置了下来。

1994年6、7月间，在经历了一场历时三天的讨论之后，团队决定再一次改变了努力的目标，这次他们决定将该技术应用于万维网。他们认为随着Mosaic浏览器的到来，因特网正在向同样的高度互动的远景演变，而这一远景正是他们在有线电视网中看到的。作为原型，帕特里克·诺顿写了一个小型万维网浏览器WebRunner。

1995年，互联网的蓬勃发展给了Oak机会。业界为了使死板、单调的静态网页能够“灵活”起来，急需一种软件技术来开发一种程序，这种程序可以通过网络传播并且能够跨平台运行。于是，世界各大IT企业为此纷纷投入了大量的人力、物力和财力。这个时候，Sun公司想起了那个被搁置起来很久的Oak，并且重新审视了那个用软件编写的试验平台，由于它是按照嵌入式系统硬件平台体系结构进行编写的，所以非常小，特别适用于网络上的传输系统，而Oak也是一种精简的语言，程序非常小，适合在网络上传输。Sun公司首先推出了可以嵌入网页并且可以随同网页在网络上传输的Applet（Applet是一种将小程序嵌入到网页中进行执行的技术），并将Oak更名为Java（在申请注册商标时，发现Oak已经被人使用了，再想了一系列名字之后，最终，使用了提议者在喝一杯Java咖啡时无意提到的Java词语）。5月23日，Sun公司在Sun world会议上正式发布Java和HotJava浏览器。IBM、Apple、DEC、Adobe、HP、Oracle、Netscape和微软等各大公司都纷纷停止了自己的相关开发项目，竞相购买了Java使用许可证，并为自己的产品开发了相应的Java平台。

Java是一套技术体系

从广义上讲，Clojure、JRuby、Groovy等运行于Java虚拟机上的语言及其相关的程序都属于Java技术体系中的一员。如果仅从传统意义上来看，Sun官方所定义的Java技术体系包括以下几个组成部分：

Java程序设计语言
各种硬件平台上的Java虚拟机
Class文件格式
Java API类库
来自商业机构和开源社区的第三方Java类库

我们可以把Java程序设计语言、Java虚拟机、Java API类库这三部分统称为JDK（Java Development Kit），JDK是用于支持Java程序开发的最小环境，在后面的内容中，为了讲解方便，有一些地方会以JDK来代替整个Java技术体系。另外，可以把Java API类库中的Java SE API子集和Java虚拟机这两部分统称为JRE（Java Runtime Environment），JRE是支持Java程序运行的标准环境。下图展示了Java技术体系所包含的内容，以及JDK和JRE所涵盖的范围。

以上是根据各个组成部分的功能来进行划分的，如果按照技术所服务的领域来划分，或者说按照Java技术关注的重点业务领域来划分，Java技术体系可以分为4个平台，分别为：

Java Card：支持一些Java小程序（Applets）运行在小内存设备（如智能卡）上的平台。
Java ME（Java Platform， Micro Edition Embedded）：支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA）上的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持，这个版本以前称为J2ME。
Java SE（Java Platform， Standard Edition）：支持面向桌面级应用（如Windows下的应用程序）的Java平台，提供了完整的Java核心API，这个版本以前称为J2SE。
Java EE（Java Platform， Enterprise Edition）：支持使用多层架构的企业应用（如ERP、CRM应用）的Java平台，除了提供Java SE API外，还对其做了大量的扩充并提供了相关的部署支持，这个版本以前称为J2EE。

其中，Java SE是标准版本，其他版本则是在此版本上进行了增强或精简。

还有Java TV（面向电视领域）、Java Embedded（面向物联网领域）等平台，但是没有什么影响力。后面将会按照业务领域来介绍。

Java发展史

1991年，Java语言前身Oak项目开始启动，1995年5月23日。Java 1.0版本正式在SunWorld大会上发布。Java语言第一次提出了“Write Once，Run Anywhere”的口号。

目前，JDK已经发展到了1.8版。这么多年还诞生了无数和Java相关的产品、技术和标准。现在让我们走入时间隧道，从孕育Java语言的时代开始，再来回顾一下Java的发展轨迹和历史变迁。

在Java的四个主要平台，Java SE是发展最好也是最迅速的。

1991年4月，由James Gosling博士领导的绿色计划（Green Project）开始启动，此计划的目的是开发一种能够在各种消费性电子产品（如机顶盒、冰箱、收音机等）上运行的程序架构。这个计划的产品就是Java语言的前身：Oak（橡树）。Oak当时在消费品市场上并不算成功，但随着1995年互联网潮流的兴起，Oak迅速找到了最适合自己发展的市场定位并蜕变成为Java语言。

　　1992年3月，由于Oak已被用作另一种已存在的编程语言名称，因此必须选一个新的名字——它就是Java，灵感来源于咖啡。

　　1993年2月，电视机顶盒，FirstPerson试图从时代华纳获得一个电视机顶盒交互系统的一揽子订单。在那时，由于绿色计划不是很成功，随即失去了时代华纳的订单。于是开发的重心从家庭消费电子产品转到了电视盒机顶盒的相关平台上。
　　
　　1995年5月23日，Oak语言改名为Java，并且在SunWorld大会上正式发布Java 1.0版本。Java语言第一次提出了“Write Once，Run Anywhere”的口号。

　　1996年1月23日，JDK 1.0发布，Java语言有了第一个正式版本的运行环境。JDK 1.0提供了一个纯解释执行的Java虚拟机实现（Sun Classic VM）。JDK 1.0版本的代表技术包括：Java虚拟机、Applet、AWT等。

　　1996年4月，10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入Java技术。同年9月，已有大约8.3万个网页应用了Java技术来制作。在1996年5月底，Sun公司于美国旧金山举行了首届JavaOne大会，从此JavaOne成为全世界数百万Java语言开发者每年一度的技术盛会。

　　1997年2月19日，Sun公司发布了JDK 1.1，Java技术的一些最基础的支撑点（如JDBC等）都是在JDK 1.1版本中发布的，JDK 1.1版的技术代表有：JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI。Java语法也有了一定的发展，如内部类（Inner Class）和反射（Reflection）都是在这个时候出现的。

　　直到1999年4月8日，JDK 1.1一共发布了1.1.0～1.1.8九个版本。从1.1.4之后，每个JDK版本都有一个自己的名字（工程代号），分别为：JDK 1.1.4 - Sparkler（宝石）、JDK 1.1.5 - Pumpkin（南瓜）、JDK 1.1.6 - Abigail（阿比盖尔，女子名）、JDK 1.1.7 - Brutus（布鲁图，古罗马政治家和将军）和JDK 1.1.8 – Chelsea（切尔西，城市名）。

　　1998年12月4日，JDK迎来了一个里程碑式的版本JDK 1.2，工程代号为Playground（竞技场），Sun在这个版本中把Java技术体系拆分为3个方向，分别是面向桌面应用开发的J2SE（Java 2 Platform， Standard Edition）、面向企业级开发的J2EE（Java 2 Platform， Enterprise Edition）和面向手机等移动终端开发的J2ME（Java 2 Platform， Micro Edition）。在这个版本中出现的代表性技术非常多，如EJB、Java Plug-in、Java IDL、Swing等，并且这个版本中Java虚拟机第一次内置了JIT（Just In Time）编译器（JDK 1.2中曾并存过3个虚拟机，Classic VM、HotSpot VM和Exact VM，其中Exact VM只在Solaris平台出现过；后面两个虚拟机都是内置JIT编译器的，而之前版本所带的Classic VM只能以外挂的形式使用JIT编译器）。在语言和API级别上，Java添加了strictfp关键字与现在Java编码之中极为常用的一系列Collections集合类。

　　在1999年3月和7月，分别有JDK 1.2.1和JDK 1.2.2两个小版本发布。

　　1999年4月27日，HotSpot虚拟机发布，HotSpot最初由一家名为“Longview Technologies”的小公司开发，因为HotSpot的优异表现，这家公司在1997年被Sun公司收购了。HotSpot虚拟机发布时是作为JDK 1.2的附加程序提供的，后来它成为了JDK 1.3及之后所有版本的Sun JDK的默认虚拟机。

　　2000年5月8日，工程代号为Kestrel（美洲红隼）的JDK 1.3发布，JDK 1.3相对于JDK 1.2的改进主要表现在一些类库上（如数学运算和新的Timer API等），JNDI服务从JDK 1.3开始被作为一项平台级服务提供（以前JNDI仅仅是一项扩展），使用CORBA IIOP来实现RMI的通信协议，等等。这个版本还对Java 2D做了很多改进，提供了大量新的Java 2D API，并且新添加了JavaSound类库。JDK 1.3有1个修正版本JDK 1.3.1，工程代号为Ladybird（瓢虫），于2001年5月17日发布。

　　自从JDK 1.3开始，Sun维持了一个习惯：大约每隔两年发布一个JDK的主版本，以动物命名，期间发布的各个修正版本则以昆虫作为工程名称。

　　2002年2月13日，JDK 1.4发布，工程代号为Merlin（灰背隼）。JDK 1.4是Java真正走向成熟的一个版本，Compaq、Fujitsu、SAS、Symbian、IBM等著名公司都有参与甚至实现自己独立的JDK 1.4。哪怕是在十多年后的今天，仍然有许多主流应用（spring、hibernate、Struts等）能直接运行在JDK 1.4之上，或者继续发布能运行在JDK 1.4上的版本。JDK 1.4同样发布了很多新的技术特性，如正则表达式、异常链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器等。

　　JDK 1.4有两个后续修正版：

　　2002年9月16日发布的工程代号为Grasshopper（蚱蜢）的JDK 1.4.1

　　2003年6月26日发布的工程代号为Mantis（螳螂）的JDK 1.4.2。

　　2002年前后还发生了一件与Java没有直接关系，但事实上对Java的发展进程影响很大的事件，那就是微软公司的.NET Framework发布了。这个无论是技术实现上还是目标用户上都与Java有很多相近之处的技术平台给Java带来了很多讨论、比较和竞争，.NET平台和Java平台之间声势浩大的孰优孰劣的论战到目前为止都在继续。

　　2004年9月30日，JDK 1.5发布，工程代号Tiger（老虎）。从JDK 1.2以来，Java在语法层面上的变换一直很小，而JDK 1.5在Java语法易用性上做出了非常大的改进。例如，自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环（foreach循环）等语法特性都是在JDK 1.5中加入的。在虚拟机和API层面上，这个版本改进了Java的内存模型（Java Memory Model，JMM）、提供了java.util.concurrent并发包等。另外，JDK 1.5是官方声明可以支持Windows 9x平台的最后一个JDK版本。

　　2006年12月11日，JDK 1.6发布，工程代号Mustang（野马）。在这个版本中，Sun终结了从JDK 1.2开始已经有8年历史的J2EE、J2SE、J2ME的命名方式，启用Java SE 6、Java EE 6、Java ME 6的命名方式。JDK 1.6的改进包括：提供动态语言支持（通过内置Mozilla Java Rhino引擎实现）、提供编译API和微型HTTP服务器API等。同时，这个版本对Java虚拟机内部做了大量改进，包括锁与同步、垃圾收集、类加载等方面的算法都有相当多的改动。

　　在2006年11月13日的JavaOne大会上，Sun公司宣布最终会将Java开源，并在随后的一年多时间内，陆续将JDK的各个部分在GPL v2（GNU General Public License v2）协议下公开了源码，并建立了OpenJDK组织对这些源码进行独立管理。除了极少量的产权代码（Encumbered Code，这部分代码大多是Sun本身也无权限进行开源处理的）外，OpenJDK几乎包括了Sun JDK的全部代码，OpenJDK的质量主管曾经表示，在JDK 1.7中，Sun JDK和OpenJDK除了代码文件头的版权注释之外，代码基本上完全一样，所以OpenJDK 7与Sun JDK 1.7本质上就是同一套代码库开发的产品。

　　JDK 1.6发布以后，由于代码复杂性的增加、JDK开源、开发JavaFX、经济危机及Sun收购案等原因，Sun在JDK发展以外的事情上耗费了很多资源，JDK的更新没有再维持两年发布一个主版本的发展速度。JDK 1.6到目前为止一共发布了37个Update版本，最新的版本为java se 6 Update 37，于2012年10月16日发布。

　　2009年2月19日，工程代号为Dolphin（海豚）的JDK 1.7完成了其第一个里程碑版本。根据JDK 1.7的功能规划，一共设置了10个里程碑。最后一个里程碑版本原计划于2010年9月9日结束，但由于各种原因，JDK 1.7最终无法按计划完成。

　　从JDK 1.7最开始的功能规划来看，它本应是一个包含许多重要改进的JDK版本，其中的Lambda项目（Lambda表达式、函数式编程）、Jigsaw项目（虚拟机模块化支持）、动态语言支持、GarbageFirst收集器和Coin项目（语言细节进化）等子项目对于Java业界都会产生深远的影响。在JDK 1.7开发期间，Sun公司由于相继在技术竞争和商业竞争中都陷入泥潭，公司的股票市值跌至仅有高峰时期的3%，已无力推动JDK 1.7的研发工作按正常计划进行。为了尽快结束JDK 1.7长期“跳票”的问题，Oracle公司收购Sun公司后不久便宣布将实行“B计划”，大幅裁剪了JDK 1.7预定目标，以便保证JDK 1.7的正式版能够于2011年7月28日准时发布。“B计划”把不能按时完成的Lambda项目、Jigsaw项目和Coin项目的部分改进延迟到JDK 1.8之中。最终，JDK 1.7的主要改进包括：提供新的G1收集器（G1在发布时依然处于Experimental状态，直至2012年4月的Update 4中才正式“转正”）、加强对非Java语言的调用支持（JSR-292，这项特性到目前为止依然没有完全实现定型）、升级类加载架构等。

　　到目前为止，JDK 1.7已经发布了9个Update版本，最新的Java SE 7 Update 9于2012年10月16日发布。从Java SE 7 Update 4起，oracle开始支持Mac OS X操作系统，并在Update 6中达到完全支持的程度，同时，在Update 6中还对ARM指令集架构提供了支持。至此，官方提供的JDK可以运行于Windows（不含Windows 9x）、Linux、Solaris和Mac OS平台上，支持ARM、x86、x64和Sparc指令集架构类型。

　　2009年4月20日，Oracle公司宣布正式以74亿美元的价格收购Sun公司，Java商标从此正式归Oracle所有（Java语言本身并不属于哪间公司所有，它由JCP组织进行管理，尽管JCP主要是由Sun公司或者说Oracle公司所领导的）。由于此前Oracle公司已经收购了另外一家大型的中间件企业BEA公司，在完成对Sun公司的收购之后，Oracle公司分别从BEA和Sun中取得了目前三大商业虚拟机的其中两个：JRockit和HotSpot，Oracle公司宣布在未来1～2年的时间内，将把这两个优秀的虚拟机互相取长补短，最终合二为一。可以预见在不久的将来，Java虚拟机技术将会产生相当巨大的变化。

　　2011年7月28日，Oracle公司发布Java SE 1.7

　　2014年3月18日，Oracle公司发表Java SE 1.8

　　Java语言有下面一些特点 :简单、面向对象、分布式、解释执行、鲁棒、安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程以及动态性。

版本	描述
1991年1月	Sun公司成立了Green项目小组，专攻智能家电的嵌入式控制系统
1991年2月	放弃C++，开发新语言，命名为“Oak”
1991年6月	JamesGosling开发了Oak的解释器
1992年1月	Green完成了Green操作系统、Oak语言、类库等开发
1992年11月	Green计划转化成“FirstPerson”，一个Sun公司的全资母公司
1993年2月	获得时代华纳的电视机顶盒交互系统的订单，于是开发的重心从家庭消费电子产品转到了电视盒机顶盒的相关平台上。
1994年6月	FirstPerson公司倒闭，员工都合并到Sun公司。Liveoak计划启动了，目标是使用Oak语言设计出一个操作系统。
1994年7月	第一个Java语言的Web浏览器WebRunner（后来改名为HotJava），Oak更名为Java。
1994年10月	VanHoff编写的Java编译器用于Java语言
1995年3月	在SunWorld大会，Sun公司正式介绍了Java和HotJava。
1996年1月	JDK1.0发布
1997年2月	J2SE1.1发布
1998年12月	J2SE1.2发布
1999年6月	发布Java的三个版本：J2SE、J2EE、J2ME
2000年5月	J2SE1.3发布
2001年9月	J2EE1.3发布
2002年2月	J2SE1.4发布
2004年9月	J2SE1.5发布，将J2SE1.5改名JavaSE5.0
2005年6月	JavaSE6.0发布，J2EE更名为JavaEE，J2SE更名为JavaSE，J2ME更名为JavaME
2006年12月	JRE6.0发布
2006年12月	JavaSE6发布
2009年12月	JavaEE6发布
2009年4月	Oracle收购Sun
2011年7月	JavaSE7发布
2014年3月	JavaSE8发布

JDK历史版本轨迹

大部分的JDK历史版本（JDK 1.1.6之后的版本），以及JDK所附带的各种工具的历史版本，都可以从Oracle公司的网站上下载到。

Java虚拟机发展史

Java虚拟机（Java Virtual Machine 简称JVM）是运行所有Java程序的抽象计算机，是Java语言的运行环境，它是Java 最具吸引力的特性之一。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础。这有助于理解Java语言的一些性质，也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员，Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说，则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外，如果你想扩展Java语言，或是把其它语言编译成Java语言的字节码，你也需要深入地了解Java虚拟机。

从1996年初Sun公司发布的JDK 1.0中所包含的Sun Classic VM到今天，曾经涌现、湮灭过许多或经典或优秀或有特色的虚拟机实现，在这一节中，我们先暂且把代码与技术放下，一起来回顾一下Java虚拟机家族的发展轨迹和历史变迁。

Sun Classic/Exact VM

以今天的视角来看，Sun Classic VM的技术可能很原始，这款虚拟机的使命也早已终结。但仅凭它“世界上第一款商用Java虚拟机”的头衔，就足够有让历史记住它的理由。

1996年1月23日，Sun公司发布JDK 1.0，Java语言首次拥有了商用的正式运行环境，这个JDK中所带的虚拟机就是Classic VM。这款虚拟机只能使用纯解释器方式来执行Java代码，如果要使用JIT编译器，就必须进行外挂。但是假如外挂了JIT编译器，JIT编译器就完全接管了虚拟机的执行系统，解释器便不再工作了。用户在这款虚拟机上执行java-version命令，将会看到类似下面这行输出：

java version"1.2.2"
Classic VM（build JDK-1.2.2-001，green threads，sunwjit）

其中的“sunwjit”就是Sun提供的外挂编译器，其他类似的外挂编译器还有Symantec JIT和shuJIT等。由于解释器和编译器不能配合工作，这就意味着如果要使用编译器执行，编译器就不得不对每一个方法、每一行代码都进行编译，而无论它们执行的频率是否具有编译的价值。基于程序响应时间的压力，这些编译器根本不敢应用编译耗时稍高的优化技术，因此这个阶段的虚拟机即使用了JIT编译器输出本地代码，执行效率也和传统的C/C++程序有很大差距，“Java语言很慢”的形象就是在这时候开始在用户心中树立起来的。

Sun的虚拟机团队努力去解决Classic VM所面临的各种问题，提升运行效率。在JDK 1.2时，曾在Solaris平台上发布过一款名为Exact VM的虚拟机，它的执行系统已经具备现代高性能虚拟机的雏形：如两级即时编译器、编译器与解释器混合工作模式等。Exact VM因它使用准确式内存管理（Exact Memory Management，也可以叫Non-Conservative/Accurate Memory Management）而得名，即虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型。譬如内存中有一个32位的整数123456，它到底是一个reference类型指向123456的内存地址还是一个
值为123456的整数，虚拟机将有能力分辨出来，这样才能在GC（垃圾收集）的时候准确判断堆上的数据是否还可能被使用。由于使用了准确式内存管理，Exact VM可以抛弃以前Classic VM基于handler的对象查找方式（原因是进行GC后对象将可能会被移动位置，如果将地址为123456的对象移动到654321，在没有明确信息表明内存中哪些数据是reference的前提下，虚拟机是不敢把内存中所有为123456的值改成654321的，所以要使用句柄来保持reference值的稳定），这样每次定位对象都少了一次间接查找的开销，提升执行性能。

虽然Exact VM的技术相对Classic VM来说先进了许多，但是在商业应用上只存在了很短暂的时间就被更为优秀的HotSpot VM所取代，甚至还没有来得及发布Windows和Linux平台下的商用版本。而Classic VM的生命周期则相对长了许多，它在JDK 1.2之前是Sun JDK中唯一的虚拟机，在JDK 1.2时，它与HotSpot VM并存，但默认使用的是Classic VM（用户可用java-
hotspot参数切换至HotSpot VM），而在JDK 1.3时，HotSpot VM成为默认虚拟机，但Classic VM仍作为虚拟机的“备用选择”发布（使用java-classic参数切换），直到JDK 1.4的时候，Classic VM才完全退出商用虚拟机的历史舞台，与Exact VM一起进入了Sun Labs Research VM之中。

Sun HotSpot VM

提起HotSpot VM，相信所有Java程序员都知道，它是Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机，也是目前使用范围最广的Java虚拟机。但不一定所有人都知道的是，这个目前看起来“血统纯正”的虚拟机在最初并非由Sun公司开发，而是由一家名为“Longview Technologies”的小公司设计的；甚至这个虚拟机最初并非是为Java语言而开发的，它来源于Strongtalk VM，而这款虚拟机中相当多的技术又是来源于一款支持Self语言实现“达到C语言50%以上的执行效率”的目标而设计的虚拟机，Sun公司注意到了这款虚拟机在JIT编译上有许多优秀的理念和实际效果，在1997年收购了Longview Technologies公司，从而获得了HotSpot VM。

HotSpot VM既继承了Sun之前两款商用虚拟机的优点（如前面提到的准确式内存管理），也有许多自己新的技术优势，如它名称中的HotSpot指的就是它的热点代码探测技术（其实两个VM基本上是同时期的独立产品，HotSpot还稍早一些，HotSpot一开始就是准确式GC，而Exact VM之中也有与HotSpot几乎一样的热点探测。为了Exact VM和HotSpot VM哪个成为Sun主要支持的VM产品，在Sun公司内部还有过争论，HotSpot打败Exact并不能算技术上的胜利），HotSpot VM的热点代码探测能力可以通过执行计数器找出最具有编译价值的代码，然后通知JIT编译器以方法为单位进行编译。如果一个方法被频繁调用，或方法中有效循环次数很多，将会分别触发标准编译和OSR（栈上替换）编译动作。通过编译器与解释器恰当地协同工作，可以在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡，而且无须等待本地代码输出才能执行程序，即时编译的时间压力也相对减小，这样有助于引入更多的代码优化技术，输出质量更高的本地代码。

在2006年的JavaOne大会上，Sun公司宣布最终会把Java开源，并在随后的一年，陆续将JDK的各个部分（其中当然也包括了HotSpot VM）在GPL协议下公开了源码，并在此基础上建立了OpenJDK。这样，HotSpot VM便成为了Sun JDK和OpenJDK两个实现极度接近的JDK项目的共同虚拟机。

在2008年和2009年，Oracle公司分别收购了BEA公司和Sun公司，这样Oracle就同时拥有了两款优秀的Java虚拟机：JRockit VM和HotSpot VM。Oracle公司宣布在不久的将来（大约应在发布JDK 8的时候）会完成这两款虚拟机的整合工作，使之优势互补。整合的方式大致上是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性，譬如使用JRockit的垃圾回收器与MissionControl服务，使用HotSpot的JIT编译器与混合的运行时系统。

Sun Mobile-Embedded VM/Meta-Circular VM

Sun公司所研发的虚拟机可不仅有前面介绍的服务器、桌面领域的商用虚拟机，除此之外，Sun公司面对移动和嵌入式市场，也发布过虚拟机产品，另外还有一类虚拟机，在设计之初就没抱有商用的目的，仅仅是用于研究、验证某种技术和观点，又或者是作为一些规范的标准实现。这些虚拟机对于大部分不从事相关领域开发的Java程序员来说可能比较陌生。Sun公司发布的其他Java虚拟机有：

（1）KVM

KVM中的K是“Kilobyte”的意思，它强调简单、轻量、高度可移植，但是运行速度比较慢。在Android、iOS等智能手机操作系统出现前曾经在手机平台上得到非常广泛的应用。

（2）CDC/CLDC HotSpot Implementation

CDC/CLDC全称是Connected（Limited）Device Configuration，在JSR-139/JSR-218规范中进行定义，它希望在手机、电子书、PDA等设备上建立统一的Java编程接口，而CDC-HI VM和CLDC-HI VM则是它们的一组参考实现。CDC/CLDC是整个Java ME的重要支柱，但从目前Android和iOS二分天下的移动数字设备市场看来，在这个领域中，Sun的虚拟机所面临的局面远不如服务器和桌面领域乐观。

（3）Squawk VM

Squawk VM由Sun公司开发，运行于Sun SPOT（Sun Small Programmable Object
Technology，一种手持的WiFi设备），也曾经运用于Java Card。这是一个Java代码比重很高的嵌入式虚拟机实现，其中诸如类加载器、字节码验证器、垃圾收集器、解释器、编译器和线程调度都是Java语言本身完成的，仅仅靠C语言来编写设备I/O和必要的本地代码。

（4）JavaInJava

JavaInJava是Sun公司于1997年～1998年间研发的一个实验室性质的虚拟机，从名字就可以看出，它试图以Java语言来实现Java语言本身的运行环境，既所谓的“元循环”（Meta-Circular，是指使用语言自身来实现其运行环境）。它必须运行在另外一个宿主虚拟机之上，内部没有JIT编译器，代码只能以解释模式执行。在20世纪末主流Java虚拟机都未能很好解决性能问题的时代，开发这种项目，其执行速度可想而知。

（5）Maxine VM

Maxine VM和上面的JavaInJava非常相似，它也是一个几乎全部以Java代码实现（只有用于启动JVM的加载器使用C语言编写）的元循环Java虚拟机。这个项目于2005年开始，到现在仍然在发展之中，比起JavaInJava，Maxine VM就显得“靠谱”很多，它有先进的JIT编译器和垃圾收集器（但没有解释器），可在宿主模式或独立模式下执行，其执行效率已经接近了HotSpot Client VM的水平。

BEA JRockit/IBM J9 VM

前面介绍了Sun公司的各种虚拟机，除了Sun公司以外，其他组织、公司也研发过不少虚拟机实现，其中规模最大、最著名的就是BEA和IBM公司了。

JRockit VM曾经号称“世界上速度最快的Java虚拟机”（广告词，貌似J9 VM也这样说过），它是BEA公司在2002年从Appeal Virtual Machines公司收购的虚拟机。BEA公司将其展为一款专门为服务器硬件和服务器端应用场景高度优化的虚拟机，由于专注于服务器端应用，它可以不太关注程序启动速度，因此JRockit内部不包含解析器实现，全部代码都靠即时编译器编译后执行。除此之外，JRockit的垃圾收集器和MissionControl服务套件等部分的实现，在众多Java虚拟机中也一直处于领先水平。

IBM J9 VM并不是IBM公司唯一的Java虚拟机，不过是目前其主力发展的Java虚拟机。IBM J9 VM原本是内部开发代号，正式名称是“IBM Technology for Java Virtual Machine”，简称IT4J，只是这个名字太拗口了一点，普及程度不如J9。J9 VM最初是由IBM Ottawa实验室一个名为SmallTalk的虚拟机扩展而来的，当时这个虚拟机有一个bug是由8k值定义错误引起的，工程师花了很长时间终于发现并解决了这个错误，此后这个版本的虚拟机就称为K8了，后来扩展出支持Java的虚拟机就被称为J9了。与BEA JRockit专注于服务器端应用不同，IBMJ9的市场定位与Sun HotSpot比较接近，它是一款设计上从服务器端到桌面应用再到嵌入式都全面考虑的多用途虚拟机，J9的开发目的是作为IBM公司各种Java产品的执行平台，它的主要市场是和IBM产品（如IBM WebSphere等）搭配以及在IBM AIX和z/OS这些平台上部署Java应用。

Azul VM/BEA Liquid VM

我们平时所提及的“高性能Java虚拟机”一般是指HotSpot、JRockit、J9这类在通用平台上运行的商用虚拟机，但其实Azul VM和BEA Liquid VM这类特定硬件平台专有的虚拟机才是“高性能”的武器。

Azul VM是Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改进，运行于Azul Systems公司的专有硬件Vega系统上的Java虚拟机，每个Azul VM实例都可以管理至少数十个CPU和数百GB内存的硬件资源，并提供在巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾收集器、为专有硬件优化的线程调度等优秀特性。在2010年，Azul Systems公司开始从硬件转向软件，发布了自己的Zing JVM，可以在通用x86平台上提供接近于Vega系统的特性。

Liquid VM即是现在的JRockit VE（Virtual Edition），它是BEA公司开发的，可以直接运行在自家Hypervisor系统上的JRockit VM的虚拟化版本，Liquid VM不需要操作系统的支持，或者说它自己本身实现了一个专用操作系统的必要功能，如文件系统、网络支持等。由虚拟机越过通用操作系统直接控制硬件可以获得很多好处，如在线程调度时，不需要再进行内核态/用户态的切换等，这样可以最大限度地发挥硬件的能力，提升Java程序的执行性能。

Apache Harmony/Google Android Dalvik VM

这节介绍的Harmony VM和Dalvik VM只能称做“虚拟机”，而不能称做“Java虚拟机”，但是这两款虚拟机（以及所代表的技术体系）对最近几年的Java世界产生了非常大的影响和挑战，甚至有些悲观的评论家认为成熟的Java生态系统有崩溃的可能。

Apache Harmony是一个Apache软件基金会旗下以Apache License协议开源的实际兼容于JDK 1.5和JDK 1.6的Java程序运行平台，这个介绍相当拗口。它包含自己的虚拟机和Java库，用户可以在上面运行Eclipse、Tomcat、Maven等常见的Java程序，但是它没有通过TCK认证，所以我们不得不用那么一长串拗口的语言来介绍它，而不能用一句“Apache的JDK”来说明。如果一个公司要宣布自己的运行平台“兼容于Java语言”，那就必须要通过TCK（Technology Compatibility Kit）的兼容性测试。Apache基金会曾要求Sun公司提供TCK的使用授权，但是一直遭到拒绝，直到Oracle公司收购了Sun公司之后，双方关系越闹越僵，最终导致Apache愤然退出JCP（Java Community Process）组织，这是目前为止Java社区最严重的一次“分裂”。

在Sun将JDK开源形成OpenJDK之后，Apache Harmony开源的优势被极大地削弱，甚至连Harmony项目的最大参与者IBM公司也宣布辞去Harmony项目管理主席的职位，并参与OpenJDK项目的开发。虽然Harmony没有经过真正大规模的商业运用，但是它的许多代码（基本上是Java库部分的代码）被吸纳进IBM的JDK 7实现及Google Android SDK之中，尤其是对Android的发展起到了很大的推动作用。

说到Android，这个时下最热门的移动数码设备平台在最近几年间的发展过程中所取得的成果已经远远超越了Java ME在过去十多年所获得的成果，Android让Java语言真正走进了移动数码设备领域，只是走的并非Sun公司原本想象的那一条路。

Dalvik VM是Android平台的核心组成部分之一，它的名字来源于冰岛一个名为Dalvik的小渔村。Dalvik VM并不是一个Java虚拟机，它没有遵循Java虚拟机规范，不能直接执行Java的Class文件，使用的是寄存器架构而不是JVM中常见的栈架构。但是它与Java又有着千丝万缕的联系，它执行的dex（Dalvik Executable）文件可以通过Class文件转化而来，使用Java语法编写应用程序，可以直接使用大部分的Java API等。目前Dalvik VM随着Android一起处于迅猛发展阶段，在Android 2.2中已提供即时编译器实现，在执行性能上有了很大的提高。

Microsoft JVM及其他

在十几年的Java虚拟机发展过程中，除去上面介绍的那些被大规模商业应用过的Java虚拟机外，还有许多虚拟机是不为人知的或者曾经“绚丽”过但最终湮灭的。我们以其中微软公司的JVM为例来介绍一下。

也许Java程序员听起来可能会觉得惊讶，微软公司曾经是Java技术的铁杆支持者（也必须承认，与Sun公司争夺Java的控制权，令Java从跨平台技术变为绑定在Windows上的技术是微软公司的主要目的）。在Java语言诞生的初期（1996年～1998年，以JDK 1.2发布为分界），它的主要应用之一是在浏览器中运行Java Applets程序，微软公司为了在IE3中支持Java Applets应用而开发了自己的Java虚拟机，虽然这款虚拟机只有Windows平台的版本，却是当时Windows下性能最好的Java虚拟机，它在1997年和1998年连续两年获得了《PCMagazine》杂志的“编辑选择奖”。但好景不长，在1997年10月，Sun公司正式以侵犯商标、不正当竞争等罪名控告微软公司，在随后对微软公司的垄断调查之中，这款虚拟机也曾作为证据之一被呈送法庭。这场官司的结果是微软公司赔偿2000万美金给Sun公司（最终微软公司因垄断赔偿给Sun公司的总金额高达10亿美元），承诺终止其Java虚拟机的发展，并逐步在产品中移除Java虚拟机相关功能。具有讽刺意味的是，到最后在Windows XP SP3中Java虚拟机被完全抹去的时候，Sun公司却又到处登报希望微软公司不要这样做 [1] 。Windows XP高级产品经理Jim Cullinan称：“我们花费了3年的时间和Sun打官司，当时他们试图阻止我们在Windows中支持Java，现在我们这样做了，可他们又在抱怨，这太具有讽刺意味了。”

我们试想一下，如果当年Sun公司没有起诉微软公司，微软公司继续保持着对Java技术的热情，那Java的世界会变得怎么样呢？.NET技术是否会发展起来？但历史是没有假设的。其他在本节中没有介绍到的Java虚拟机还有：

JamVM.
cacaovm.
SableVM.
Kaffe.
Jelatine JVM.
NanoVM.
MRP.
Moxie JVM.
Jikes RVM.

Java相关组织

Sun：1980年代初期由斯坦福大学三位年轻学生创立的公司。Java的发明，使得Sun真正有机会在软件的历史天空中放射出太阳的光芒。Sun发明了Java，并且在长达十年的时间里始终走在Java大潮的最前端。Sun是Java的老家，是Java慈爱的母亲，这一切任何人都改变不了。虽然Sun似乎没能够从Java中获得应有的金钱回报，但这丝毫没有挫伤Sun对于Java的母爱，还有对于Java大潮的舍我其谁的领导气概。所有人都迷恋富有的感觉，但是也迟早会意识到钱不是世上最宝贵的东西。这个世界并不缺少会赚钱的公司，但是能够靠着创新型技术推动整个世界进步的公司却是凤毛麟角。Sun应该感到骄傲，他们将因为Java而在历史的天空里发射出太阳的光芒。

IBM : Java经济的最大受益人。Sun公司是Java的发明人，但IBM却是Java最大的受益者。

BEA : 用WebLogic Server证明了Java有着大型企业级应用的强悍功能。

Oracle：为Java提供数据库支持，并在后来收购了Sun公司。

Apache：开源软件的品牌保证。Apache这个名字在Java的世界中实在太出名了，以至于“Apache”这六个字母成为开源项目品质保证的代名词。

JBoss：职业开源软件组织。

JCP：Java世界的联合国。JCP（Java Community Process）在1998年由Sun发起成立，目标是通过一个开放、合作和鼓励参与的非盈利组织来发展和推进Java和相关的技术。正是由于JCP计划的推出可以让所有对Java感兴趣的软硬件厂商，个人和组织都能参与到技术规范的制定和发展过程中，协调各方的兴趣和利益、集思广益，才可以让Java在短短的几年内异军突起，成为可以和微软开发平台抗衡的一个主流开发语言。JCP计划既然是一个组织，自然也有一定的架构。JCP组织架构主要包括PMO(Program Management Office)、JCP成员、EC、EG。事实上，JCP的架构就好像一个Java世界的联合国。虽然也有不少人批评JCP成为各派利益的角力场，因而效率低下；但是，它毕竟为Java的顺利发展很好地掌握了方向。

JavaOne：Sun公司举办的Java开发者大会。

SpringOne：作为非常成熟的Java框架，Spring一直有拥有大规模的用户。Spring每年也会举办开发者大会。

Eclipse基金会：这个开源组织拥有众多项目，其中就包含了最为出名的Java IDE Eclipse。

Java SE介绍

Java SE 是Java平台标准版的简称（Java Platform， Standard Edition），用于开发和部署桌面、服务器以及嵌入设备和实时环境中的Java应用程序。同时，Java SE为Java EE和Java ME提供了基础。

Oracle有两款产品可以用来实现Java SE 8：Java SE Development Kit (JDK) 8 和Java SE Runtime Environment (JRE) 8。

JDK 8是JRE 8的超集，包含JRE 8的一切，加上必要的用于开发程序的编译器和调试器。JRE 8提供库、Java虚拟机和运行Java程序需要的组件。注意，JRE包含不是由Java SE规格要求的组件，包括标准和非标准的Java 组件。

Java SE的概念图如下图所示。

Java Language
Tools & Tool APIs
java
javac
javadoc
jar
javap
JPDA
JConsole
Java VisualVM
Java DB
Security
Internationalization
RMI
IDL
Deploy
Monitoring
Troubleshoot
Scripting
JVM TI
Web Services
Deployment
Java Web Start
Applet / Java Plug-in
User Interface Toolkits
JavaFX
AWT
Swing
Java 2D
Accessibility
Drag and Drop
Input Methods
Image I/O
Print Service
Sound
Integration Libraries
IDL
JDBC
JNDI
RMI
RMI-IIOP
Scripting
Other Base Libraries
Beans
Int’l Support
Input/Output
JMX
JNI
Math
Networking
Override Mechanism
Security
Serialization
Extension Mechanism
XML JAXP
lang and util Base Libraries
lang and util
Collections
Concurrency Utilities
JAR
Logging
Management
Preferences API
Ref Objects
Reflection
Regular Expressions
Versioning
Zip
Instrumentation
Java Virtual Machine
Java Hotspot Client and Server VM

JDK包含上面所有的部分。

JRE包含以下的部分。
Deployment
User Interface Toolkits
Integration Libraries
Other Base Libraries
lang and util Base Libraries
Java Virtual Machine

Java SE API包含以下的部分。
User Interface Toolkits except JavaFX
Integration Libraries
Other Base Libraries
lang and util Base Libraries

紧凑型API包含以下部分。
Integration Libraries
Other Base Libraries
lang and util Base Libraries

下面依次介绍。

Java Language Java语言

Java语言的学习可以看《Think In Java》这本书。这本书介绍了Java的语法。在此书中将Java语言的学习分为了以下22个部分。

对象导论
一切都是对象
操作符
控制执行流程
初始化与清理
访问权限控制
复用类
多态
接口
内部类
持有对象
通过异常处理错误
字符串
类型信息
泛型
数组
容器深入研究
Java I/O系统
枚举类型
注解
并发
图形化用户界面

对象导论

万物皆为对象。
程序是对象的集合，它们通过发送消息来告知彼此所要做的。
每个对象都有自己的由其他对象所构成的存储。
每个对象都拥有其类型。
某一特定类型的所有对象都可以接收同样的消息。

一切都是对象

在Java中用引用操纵对象。

创建一个String对象的引用s。

String s;

初始化引用s。

s=new String("abc");

Java中的对象存储在”堆”里，但是基本类型需要特殊对待，直接存储基本类型的“值”到“堆栈”中。

Java要确定每种基本类型所占存储空间的大小。它们的大小并不像其他大多数语言那样随机器硬件架构的变化而变化。这种所占存储空间大小的不变性是Java程序比用其他大多数语言编写的程序更具有可移植性的原因之一。

基本类型	大小	最小值	最大值	包装器类型	默认值
boolean	-	-	-	Boolean	false
char	16-bit	Unicode 0	Unicode 2^16-1	Character	‘u0000’(null)
byte	8 bits	-128	+127	Byte	(byte)0
short	16 bits	-2^15	+2^15-1	Short	(short)0
int	32 bits	-2^31	+2^31-1	Integer	0
long	64 bits	-2^63	+2^63-1	Long	0L
float	32 bits	IEEE754	IEEE754	Float	0.0f
double	64 bits	IEEE754	IEEE754	Double	0.0d
void	-	-	-	Void	-

所有数值类型都有正负号，所以不要去寻找无符号的数值类型。

boolean类型所占存储空间的大小没有明确指定，仅定义为能够取字面值true或false。

基本类型具有的包装器类，使得可以在堆中创建一个非基本类型对象，用来表示对应的基本类型。

对于高精度计算，Java提供了两个用于高精度计算的类：BigInteger和BigDecimal。虽然它们大体上属于“包装器类”的范畴，但二者都没有对应的基本类型。

不过这两个类包含的方法，提供的操作与对基本类型所能执行的操作类似。也就是说，能作用于int或float的操作，也同样能作用于BigInteger或BigDecimal。只不过必须以方法调用方式取代运算符方式来实现。由于这么做复杂了许多，所以运算速度会比较慢。在这里，以速度换取了高精度。这两个类支持任意精度的数值进行数学计算，不会丢失任何信息。

如果类的某个成员是基本数据类型，即使没有进行初始化，Java也会确保它获得一个默认值。

当变量作为类的成员使用时，Java才确保给定其默认值，以确保那些是基本类型的成员变量得到初始化（C++没有此功能），防止产生程序错误。但是，这些初始值对你的程序来说，可能是不正确的，甚至是不合法的。所以最好明确地对变量进行初始化。

然而上述确保初始化的方法并不适用于“局部”变量（即并非某个类的字段）。因此，如果在某个方法定义中有：

int x;

那么变量x得到的可能是任意值（与C和C++中一样），而不会被自动初始化为零。所以在使用x前，应先对其赋一个适当的值。如果忘记了这么做，Java会在编译时返回一个错误，告诉你此变量没有初始化。

操作符

在最底层，Java中的数据是通过使用操作符来操作的，和大多数编程语言一样。

控制执行流程

就像有知觉的生物一样，程序必须在执行过程中控制它的世界，并做出选择。在Java中，你要使用执行控制语句来做出选择。所有条件语句都利用条件表达式的真或假来决定执行路径。

if-else
while、do-while、for、foreach
return、break、continue
switch

初始化与清理

随着计算机革命的发展，“不安全”的变成方式已逐渐成为编程代价高昂的主因之一。

Java中可以使用构造方法来对类中的成员变量进行初始化。清理则由Java虚拟机中的垃圾回收器在适当的时候回收不会再被使用到的对象，也有可能永远不会被清理到。

访问权限控制

-	类内部	package内	子类	其他
public	√	√	√	√
protected	√	√	√	×
default	√	√	×	×
private	√	×	×	×

复用类

复用类有三种方式，继承，组合，代理。

多态

多态通过分离做什么和怎么做，从另一角度将接口和实现分离开来。多态不但能够改善代码的组织结构和可读性，还能够创建可扩展的程序。

使用向上转型和向下转型可以在基类和子类之间进行转换。

接口

在接口中的任何成员变量都自动是static和final的。在接口中的方法都是抽象方法。

内部类

可以将一个类的定义放在另一个类的定义内部，这就是内部类。

通过内部类提供闭包的功能是优良的解决方案，它比指针更灵活、更安全。

持有对象

Java提供了大量持有对象的方式，说人话，就是Java有很多集合类。

通过异常处理错误

Java的基本理念是“结构不佳的代码不能运行”。
发现错误的理想时机是在编译阶段，也就是在你试图运行程序之前。然而，编译期间并不能找出所有的错误，余下的问题必须在运行期间解决。Java中的异常处理的目的在于通过使用少于目前数量的代码来简化大型、可靠的程序的生成，并且通过这种方式可以使你更加自信：你的应用中没有未处理的错误。

throws

throw new Exception("");

try{}
catch(){}
finally{}

字符串

字符串操作是计算机程序设计中最常见的行为。

String对象是不可变的。

正则表达式是一种强大而灵活的文本处理工具。可以构造复杂的文本模式来匹配字符串。

类型信息

运行时类型信息使得你可以在程序运行时发现和使用类型信息。

Java在运行时识别对象和类的信息有两种方式：一种是“传统的”RTTI，它假定我们在编译时已经知道了所有的类型；另一种是“反射”机制，它允许我们在运行时发现和使用类的信息。

==
equals()
instanceof
isInstance()

Class类与java.lang.reflect类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了Field、Method以及Constructor类。这样你就可以使用Constructor创建新的对象，用get()和set()方法读取和修改与Field对象关联的字段，用invoke()方法调用与Method对象关联的方法。另外，还可以调用getFields()、getMethods()和getConstructors()等很便利的方法，以返回表示字段、方法以及构造器的对象的数组。

泛型

泛型实现了参数化类型的概念，使代码可以应用于多种类型。为了更方便的创造容器类，Java中也出现了泛型。尽管是基于装箱拆箱实现的。

数组

优先使用容器而不是数组。只有当切换到数组对性能有所帮助时，才需要用数组。

容器深入研究

Java I/O系统

对程序语言的设计者来说，创建一个好的输入/输出（I/O）系统是一项艰难的任务。

不仅存在各种I/O源端和想要与之通信的接收端（文件、控制台、网络链接等），而且还需要以多种不同的方式与它们进行通信（顺序、随机存取、缓冲、二进制、按字符、按行、按字等）。

File-InputStream-Reader

枚举类型

调用enum的values()方法，可以遍历enum实例。

注解

注解在一定程度上是在把元数据与源代码文件结合在一起，而不是保存在外部文档中这一大的趋势之下所催生的。通过使用注解，我们可以将这些元数据保存在Java源代码中，并利用annotation API为自己的注解构造处理工具，同时，注解的优点还包括：更加干净易读的代码以及编译期类型检查等。虽然Java SE预先定义了一些元数据，但一般来说，主要还是需要程序员自己添加新的注解，并且按自己的方式使用它们。

Java内置了三种标准注解和四种元注解。标准注解可以直接使用，元注解专职负责注解其他的注解。

三种标准注解。
@Override，表示当前的方法定义将覆盖超类中的方法。如果你不小心拼写错误，或者方法签名对不上被覆盖的方法，编译器就会发出错误提示。
@Deprecated，如果程序员为它的元素使用了注解，那么编译器会发出警告信息。
@SuppressWarnings，关闭不当的编译器警告信息。

四种元注解。