前言

本篇文章是整个"船头灯"计划的第一篇正式文章，同时也是"Java夕拾"这个站点的第一篇。

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本篇文章主要将针对以下内容对Java运行环境进行简述：

Java简述

Java语言与是由美国Sun公司于1995年推出的一门计算机编程语言，其拥有跨平台、面向对象、泛型编程等特点，因此被广泛应用在互联网程序的开发领域，如大型网站构建、大数据挖掘及移动应用开发等方向。

Java是一个完整的平台，有一个庞大的库，其中包含了很多可重用的代码，以及一个提供诸如安全性、跨操作系统的可移植性以及自动垃圾收集等服务的执行环境 – 《Java核心技术 卷Ⅰ》

Java语言发展历史（更新至Java 9）

年份 版本 新语言特性及说明

1990 Green（Oak） Java语言的雏形，目标设定在家用电器等小型系统，主要应用于家用电器的控制和通信。

1994 Java 1.0a 原先的Oak已被注册，所以改名成Java

1995 HotJava Java语言诞生，在5月23日的SunWorld’95大会上展示了由Java编写的名为HotJava的浏览器，以炫耀Java语言超强的能力

1996 1.0 第一个JDK版本

1997 1.1 增加了JIT（即时编译）编译器，内部类。弥补了Java 1.0中大多明显的缺陷，大大改进了反射能力，并为GUI编程增加了新的事件处理模型

1998 1.2 同时发布的还有JSP/Servlet/EJB等规范，并将Java分成了三个版本：标准版（J2SE）、企业版（J2EE）、微型版（J2ME）

2000 1.3 对最初的Java 2版做出了增量式的改进，提供了不断扩展的标准类库，修正了一些bug

2002 1.4 增加了断言机制，此时已经可以使用Java实现大多数应用了。在此期间，原先对Java applet和客户端应用的炒作逐渐消退，但Java成为了服务器端应用的首选平台

2004 5.0（1.5） 原先叫1.5后改名为Java SE 5.0，J2EE与J2ME也相应地改成了Java EE和Java ME。该版本JDK增加了诸如泛型、foreach、可变参数、注释、自动拆箱、自动装箱、元数据、枚举、静态导入等功能

2006 SE 6（1.6.0） Java SE 6在内部的版本号依旧是1.6.0，这个版本并没有对语言方面再进行修改，而是进行了性能改进，并增强了类库

2011 SE 7（1.7.0） 2009年4月，Oracle宣布收购SUN公司，此版本是Oracle发布的第一个JDK版本，引入了二进制整数、支持字符串的switch语句、菱形运算符、多异常捕获、自动关闭资源的try语言等新特性。

2014 SE 8（1.8.0） 带来了全新的Lambda表达式、函数式编程、可以包含默认方法的接口、日期/时间库等大量新特性，该版本也是目前市场主流版本。但是Java SE 8在内部的版本号依旧是1.8.0。

2017 SE 9（9.0.1） 强化了Java的模块化系统、采用了更高效、更智能的GI垃圾回收器、添加了JShell。在此版本之前的每个版本都提供了32位即64位系统版本的JDK，但从Java 9开始不再提供32位版本。

一些术语说明：

J2：一个过时的术语，用于描述1998~2006之间的Java版本；

Java SDK：也是一个过时的术语，用于描述1.2版本~1.4版本；

SE：用于桌面或简单服务器应用的Java平台；

EE：用于复杂服务器应用的Java平台；

ME：用于小型设备的Java平台；

Oracle JDK 与 Open JDK的关系

SUN公司在2006年对Java进行了开源（SUN公司被Oracle收购之前），其开源的JDK便是Open JDK。而Oracle JDK则是Oracle公司在Open JDK的基础上进行的构建，相对比Open JDK，Oracle JDK只是增加了更多的类以及一些错误的修复。二者之间的关系可参考下图所示：

Oracle JDK 大概每6个月发一次主要版本，而Open JDK大概每三个月发布一次。但这并不是固定的；

Open JDK 是一个参考模型并且是完全开源的，而Oracle JDK 是 Open JDK的一个实现，并不完全开源；

Oracle JDK 相比起Open JDK会更稳定。在使用Open JDK有时候会遇到一些应用程序崩溃的问题，而这时只需要切换到Oracle JDK（或者下载对应缺失的包）就可以解决问题；

Oracle JDK 与 Open JDK 相比提供了更好的性能；

Oracle JDK 使用 BCL/OTN协议获得许可，而Open JDK则是根据GPL v2获得许可；

GPL（General Public License）：通用公共许可证，由自由软件基金会发行的用于计算机软件的协议证书；

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 Agreement）： 11 及之后新发布的JDK用的都是这个协议，可以个人使用，商用需要付费；

Java语言的特性

简单性：Java语言继承了C++的优点，但是又没有C++中诸如：头文件、指针运算（甚至指针语法）、结构、联合、操作符重载、虚基类等概念，可以说Java语言是C++语言的一个"纯净"版本；而从另一个角度来讲，"简单"也意味着小，Java提供了一个独立的具有较小类库的Java微型版（Java Micro Edition），这个版本支持开发能运行在小型机器上独立运行的软件，比如嵌入式设备；

面向对象：Java的面向对象特性与C++相当，主要的不同点在于Java中使用了接口"替代"了C++的多重继承机制（有关面向对象相关的内容会在后面专门出一篇面向对象编程相关的文章）；

平台无关性（可移植性）：Java规范中没有"依赖具体实现"的地方，例如基本数据类型的大小以及有关运算的行为都有明确的说明（对于C/C++来说，int可能是16位整数，也可能是32位整数，而Java中int永远是32位整数）。Java的平台无关性主要是JVM的功劳，JVM针对不同系统都有其对应的实现，我们只需要将编译后的字节码文件交给JVM，JVM会根据不同系统的实现翻译成对应系统具体执行的机器码；

虽然Java绝大多数库都能支持很好地支持平台无关性，但对于用户界面相关部分的类库虽然经过了多次重写，依旧还是不能很好地进行跨平台移植；

可靠性（安全性）：Java舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，只能通过类的实例操作相应的内存空间，这样可以避免病毒通过指针侵入系统进行修改（指针可以随便指向一个内存区域，而不管这个区域是否可用），也避免了指针操作中易产生的错误。同时，Java对程序提供了安全管理器，防止程序的非法访问；

早期的Java对于远程代码是全盘接收的态度，Java将不可信代码在一个沙箱环境中执行。但在遭遇多次高调攻击之后，Java浏览器插件不再信任远程代码，除非代码有数字签名并且用户同意执行这个代码；

多线程：Java是第一个支持并发程序设计的主流语言（C++语言在11版本之前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，11版本开始C++才引入了多线程库）;

支持方便的网络编程：Java语言诞生本身就是为简化网络编程而设计的，Java提供了一种在网页中运行的Java程序applet。要使用applet只需要一个启用Java的Web浏览器，而不需要安装任何软件，任何时候只要访问包含applet的网页，都会得到程序的最新版本；

在发明applet的时代只有JavaScript而没有HTML，但因各种原因，现如今applet基本已被弃用；

编译与解释并存：Java编译程序生成字节码而不是通用的机器码，再根据解释器对生成的字节码文件解释为适用于不同操作系统的机器码。同时，Java还提供了即时编译器（JIT）可以监控高频代码，并优化这些代码已提高速度，比如消除函数调用（内联)；

有关内联相关内容会在后期方法&流程结构相关文章中进行说明；

Java内存空间

方法区（Method Area）：存储.class相关信息，包含方法的信息（方法区中只是存储方法的定义信息，方法的运行还是在栈中）。方法区中还有一块专门的静态区用于存放静态内容；

栈（Stack）：方法实际运行的地方。在方法运行时（方法进栈），会在栈内存中开辟出一块专属的内存空间。这块内存空间中存放的都是方法中的局部变量（全局变量不属于方法，而是属于类对象）。而当方法运行结束后（方法出栈），这块栈空间中所有的资源都会被回收；

堆（Heap）：用于存储对象的一块内存空间（通俗来讲，凡是使用new出来的东西，都在堆当中），堆中还有一块专门的字符串常量池用于存放双引号包裹起来（new 出来的字符串不在常量池中）的字符串对象；

本地方法栈（Native Method Stack）：与操作系统相关，用于处理本地方法调用相关的操作；

寄存器（pc Register）：与CPU相关，用于指向实际执行的方法或方法中的方法体；

受限于当前能力的制约，有关Java内存空间更多内容，等后续学习的深入会再专门写一篇进行这方面的研究

JVM、JRE与JDK的关系与区别

JVM（Java Virtual Machine）：即Java虚拟机，是运行Java字节码的虚拟机。JVM针对不同系统都有其对应的实现，目的是使相同的字节码文件在不同的系统上都会有相同的表现。

JRE（Java Runtime Environment）：Java运行环境，其包含了JVM和运行时所需要的一些核心类库、java命令以及其他一些基础构件，但它只能用于运行Java程序，无法创建或者编译新程序。

JDK（Java Development Kit）：Java开发工具包，其包含了JRE以及供开发人员使用的工具（如javac、javadoc等），用于创建和编译新程序。