1.简单性

• Java是一种易于学习、易于使用、易于维护的编程语言，Java语法相对简洁，是C++语法的一个“纯净”版本，Java确实剔除了许多在C++
  中不常用、难以理解和容易出错的特性，但是它并不是完全去除了这些特性，而是在语言设计时选择了更加简单和安全的方向。
• Java语言剔除了C++中的头文件、指针运行、指针语法、结构体、联合体、操作符重载、虚基类、多重继承、宏定义等很少使用，难以理解的、容易混淆、的特性/概念，易于理解和使用。
• 大部分Java代码都是使用Java语言编写的，Java底层的一部分是用C或C++写的，主要涉及到与操作系统和硬件交互的部分，C和C++主要用于JVM和一些底层组件的实现。
• 拓展部分:
  使用C或C++编写的主要包括以下内容：（一直往下翻，文章的最后）

2.面向对象

• Java是一种真正的 面向对象 语言。

• 面向对象是一种以 “对象” 为中心的编程思想。 万物皆对象，将构成问题的事物，通过抽取功能相似的代码归为同一类，把相关的描述细节挂在类/原型上，在 类实例化对象 (常见的方式)后，通过对象间的方法调用来解决问题。

• 是一种以后 “对象” 为中心的编程思想。将事物抽象成若干对象，对象中有属性和方法( 行为 )，通过对象间方法调用来解决问题。

• 例子：

  把大象放冰箱。

• 面向对象的解决方法：
  1. 创建 “大象”、“冰箱”和 “人” 三个对象 。
  2. 针对对象 “人
  加入一些属性和方法： “打开冰箱方法”、“把大象放冰箱方法”、“ 关冰箱方法”
  3. 然后执行：
  人.打开冰箱 人.把大象放冰箱 人.关冰箱

3.分布式

• Java的 分布式 是指Java语言可以用于编写在多个计算机或服务器上运行的应用程序，这些应用程序通过网络通信来协同工作，以完成共同的任务。

• Java提供了许多分布式应用程序开发的工具和技术，例如Java RMI（远程方法调用）、JavaSpaces、Jxta等等，这些工具和技术可以帮助开发人员编写分布式应用程序，使得分布式应用程序的开发变得更加容易和方便。

• Java有一个丰富的例程库，用于处理像HTTP和FTP之类的TCP/FTP协议。Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程度就好像访问本地文件一样。

4.健壮性

• 健壮性是指一个程序对于各种 非正常输入和异常情况 能够进行处理并保持正常运行的能力，一个健壮的Java程序应该具有良好的容错性和稳定性。Java的设计目标之一在于使得Java编写的程序具有多方面的可靠性。
• Java 非常强调进行 早期的问题检测、后期动态的(运行时)检测，以及 消除容易出错的情况。与C/C++最大的不同在于Java采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性。
• Java编译器能够检测许多在其他语言中仅在运行时才能够检测出来的问题。
• 一个健壮的Java程序应该能够处理各种可能的 异常情况，例如空指针引用、数组下标越界、类型转换异常等等。这些异常情况可能会导致程序崩溃或者产生不可预测的结果，因此，一个好的Java程序应该能够对这些异常情况进行妥善处理，以保持程序的稳定性和可靠性。
• 除了处理异常情况，一个健壮的Java程序还应该能够处理各种 非正常输入，例如非法字符、无效的参数、无效的操作等等。这些非正常输入可能会导致程序出现错误或者产生不可预测的结果，因此，一个好的Java程序应该能够对这些非正常输入进行适当的处理，以保证程序的正确性和可靠性。
• 为了实现一个健壮的Java程序，开发人员需要遵循一些编程规范和最佳实践，还需要编写充分的测试用例，对程序的各种可能情况进行测试和验证，以确保程序的健壮性和可靠性。

5.安全性

Java中，安全性是指程序在运行过程中保护系统和用户数据安全 的能力。

Java语言具有一系列的安全性机制，包括但不限于以下几个方面：

• 沙箱机制：Java程序通常在沙箱中运行，沙箱是一个安全的环境，限制了程序 对于系统的 访问权限和潜在的危害。
  不可信代码在一个沙箱环境中执行，在这里它不会影响主系统，用户可以确信不会发生不好的事情，因为Java代码不论来自哪里，都不能脱离沙箱。
• 内存管理：Java有自动的内存管理机制，包括垃圾回收和内存的自动分配1，这可以避免内存泄漏和内存溢出等问题。
• 类型安全：Java是一种强类型语言，它具有类型安全的特点。这意味着，在编译时就会检测类型错误，以防止不安全的类型转换和越界访问等问题。
• 异常处理：Java具有完善的异常处理机制，能够捕获和处理异常情况，以避免程序崩溃或者产生不可预测的结果。
• 加密和安全通信：Java提供了加密和安全通信的API，可以帮助程序实现数据加密、数字签名、身份验证等功能，以确保数据的安全性和完整性。
• 输入的验证和过滤。
• 对于恶意代码的防护。
• 对于安全漏洞的修复。

==Java可能受到的攻击手段

• 运行时堆栈溢出，这是蠕虫和病毒常用的攻击手段。
• 破坏自己的进程空间之外的内存。
• 未经授权读写文件。

6.体系结构中立

• Java的体系结构中立是指 Java程序可以在不同的计算机体系结构上运行，而不需要对代码进行修改。这是由于Java虚拟机（JVM）的存在，它可以在不同的平台上提供统一的运行环境。

Java的体系结构中立性体现在以下几个方面：

• 代码的 跨平台性：Java代码可以跨平台使用，可以一次编写，处处运行。

  • 可移植性也被叫做跨平台性，Java程序可以在任何操作系统 (例如Windows、Linux、macOS等)和硬件平台上运行，而不需要重新编译。这是通过JVM将Java字节码转换成不同操作系统的本地机器码来实现的。
    （大功臣是：Java字节码 + JVM，字节码能被 JVM解释成本地机器码，本地机器码被操作系统识别且执行，最后运行，实现了一次编写，处处运行。)

  • 不同的操作系统装不同的JVM，在一个操作系统上编译而来的字节码文件 ( .class)，可放在其他操作系统上被识别且执行。

  • 例子如：
    windows操作系统上编译得到的 Student.class ( 字节码文件)，可以直接放在linux操作系统上运行，linux上的Java解释器会将字节码文件----解释成本地机器码------运行。从而达到一次编写，处处运行。
    当然也可以通过移植 java源码 ( .java) +JVM的方式来达到一次编写，处处运行，但这是效率不高的表现，当代码过多时，编译的时间成本太高，且原理还是 字节码 + JVM来实现跨平台性。

  • 注意 :
    不同的操作系统，装的JVM是不一样的。同一份Java源码 (.java)在不同的操作系统下编译而成的字节码 ( .class)是 一样 的，不同操作系统解释的各自的本地机器码是不一样的。

• 更详细相关知识点：
  Java虚拟机(JVM) / Java的 “可移植性、跨平台性” / 二进制、二进制数、二进制编码、字节码、中间码、字节码文件、机器码、机器指令 ……

• 内存管理：Java的内存管理是自动进行的，通过垃圾回收机制来自动释放不再使用的内存。这种自动内存管理机制使得Java程序在不同的硬件平台上运行时，不需要考虑内存管理的细节。

• 安全性：Java的体系结构中立性也体现在其安全性方面。因为Java程序运行在虚拟机中，虚拟机提供了安全性检查和访问控制机制，可以防止恶意代码的攻击和破坏。

• 标准化：Java语言的规范和标准是由Java社区制定的，并且得到了广泛的认可和支持。这意味着Java程序在不同的平台和不同的环境中运行时，可以遵循相同的规范和标准，从而保证程序的稳定性和可移植性。

• 总之，Java的体系结构中立性是其重要的特性之一，它使得Java程序可以在不同的平台上运行，并且能够保证程序的稳定性和可移植性。这为企业提供了更灵活和更高效的软件开发和部署方式。

---

7.可移植性、跨平台性

• 可移植性也被叫做跨平台性，Java程序可以在任何操作系统 (例如Windows、Linux、macOS等) 和硬件平台上运行，而不需要重新编译。这是通过JVM将Java字节码转换成本地机器码来实现的。
• 更详细相关知识点：
  Java虚拟机(JVM) / Java的 “可移植性、跨平台性” / 二进制、二进制数、二进制编码、字节码、中间码、字节码文件、机器码、机器指令 ……

8.编译型、解释型

Java是一种编译型语言，同时也是一种解释型语言。

• Java的编译过程包括将源代码（.java文件）编译成字节码（.class文件），然后加载到Java虚拟机（JVM）中进行解释执行。

• 在程序运行时，①JVM可以将字节码解释执行，②也可以进行即时编译（ JIT ）将字节码转换为本地机器码，从而提高程序的执行效率。

• 由于Java的字节码是平台无关 的 与Java的跨平台性密切相关 )，可以在任何操作系统和硬件平台上运行，只要该平台安装了Java虚拟机。这种跨平台性是Java的重要特点之一，使得Java程序可以在不同的环境中进行部署和运行。

• 同时，Java也是一种解释型语言。在程序运行时，JVM可以直接解释执行字节码，不需要进行编译的过程。这种灵活性使得Java可以动态地加载和修改代码，广泛应用于Web开发、脚本编写和动态交互等场景。

• 总而言之，Java既具有编译型语言的高性能和可靠性，也具有解释型语言的灵活性和动态性。这种结合使得Java成为一种功能强大且应用广泛的编程语言。

9.高性能

Java中，高性能指的是在特定硬件和软件环境下，通过 优化代码 和 提高系统资源利用率 等方式，实现快速、高效、低延迟的程序运行。

具体来说，Java的高性能可以从以下几个方面来理解：

• 快速响应：Java程序能够快速响应用户的请求，例如在Web应用中，用户发出请求后，服务器能够快速处理请求并返回响应。
• 高吞吐量：Java程序能够处理大量的请求或数据，例如在并发场景下，能够同时处理多个用户的请求或处理大量的数据。
• 低延迟：Java程序能够以较小的延迟时间完成操作或任务，例如在一个大型的Java应用中，能够快速响应用户的请求并返回结果。
• 内存管理：Java的垃圾回收机制能够自动管理内存，避免了内存泄漏和内存溢出等问题。这可以帮助开发人员避免因为内存管理不当而导致的性能问题。
• 并行处理：Java提供了丰富的 并发编程支持，例如线程池、锁机制、并发集合等。这些工具可以帮助开发人员利用多核CPU的性能，提高程序的并发处理能力。
• 总而言之，Java的高性能是通过优化代码、提高系统资源利用率、并发处理等方式来实现的，旨在提高程序的运行效率和响应速度，以满足特定应用场景的需求。

10.多线程

• Java具有多线程特征，可以支持多线程开发，多线程可以带来更快的交互响应和实时行为。

• Java中的多线程源于其内置的线程库，Thread类和Runnable接口，以及 相关的同步机制，如synchronized关键字、Lock对象等。

• 通过实现Runnable接口或继承Thread类，可以创建线程对象，并使用start()方法启动线程。在多线程应用中，可以使用wait()、notify()和notifyAll()方法实现线程之间的通信和同步，使用volatile关键字保证变量的可见性和一致性。

  Java还提供了线程安全的集合类，如Vector、Hashtable、ConcurrentHashMap等，以及线程安全的并发集合类，如CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等，以方便多线程应用开发。

  需要注意的是，在多线程应用中，需要特别关注线程安全性、死锁和线程调度等问题，以保证程序的正确性和稳定性。

  ---

拓展部分：
其中，使用C或C++编写的主要包括以下内容：

一、 JDK中的Java虚拟机(JVM)

二、JDK中的Native方法库：
Java语言提供了一种机制，允许开发者使用Native关键字声明本地方法，即使用其他语言（如C或C++）编写的方法。这些本地方法需要通过JNI（Java Native Interface）与Java代码进行交互，以便在Java程序中调用。因此，本地方法库也是使用C或 C++ 编写的。

---

详讲: JDK中的Java虚拟机(JVM)

Java虚拟机 (JVM)的核心部分：类加载器、类的卸载、垃圾回收器、内存管理器、线程调度器、JNI、JIT编译器、部分优化器等都是用C或C++编写的，以提供高性能和底层操作系统的交互能力。

• ①类加载器：负责将Java类的字节码文件加载到内存中，并将其转换成可执行的Java类对象。然而，JVM并不提供直接卸载类的API。这是因为Java类在加载后会被存储在方法区中，并且会被虚拟机长期使用，直到程序结束或者出现异常。

• ②类的卸载：动态卸载、静态卸载。

  • 动态卸载：通过反射机制，获取要卸载的类的Class对象，然后使用ClassLoader的defineClass方法将该类 的字节码替换为空字节码，从而实现卸载。但是这种方法需要非常谨慎地使用，因为卸载已经加载的类可能 会导致程序异常或内存泄漏等问题。
  • 静态卸载：在程序结束时，JVM会自动卸载没有被其他类引用的类。这是因为当一个类被加载后，它的 Class对象会被存储在方法区中，并被引用计数器所管理。当一个类没有被任何其他类引用时，它的 Class对就会被垃圾回收器回收，从而实现了静态卸载。

• ③垃圾回收器：它负责 回收不再被程序使用的内存，包括堆内存、方法区、栈内存等。垃圾回收器的主要 作用是确保程序的正常运行，避免内存泄漏和OOM等问题。

  在Java虚拟机中，类的卸载 (静态卸载) 主要通过垃圾回收器来实现。当一个类没有被任何其他类引用时，它 的Class对象就会被垃圾回收器标记为可回收的垃圾，并在垃圾回收的过程中被清除。

  垃圾回收器只能卸载不再使用的类，而无法卸载正在被程序使用的类。因此，在程序运行过程中，如果需要 卸载某个类，需要手动实现该功能，例如使用反射机制 (动态卸载)某个类的Class对象。

• ④内存管理器：它负责 管理程序的内存分配和回收。内存管理器的主要作用是确保程序能够高效地使用内存，避免内存泄漏和OOM等问题。

  • ​ 具体来说，内存管理器有以下三个主要作用：
  • ​ 内存分配：内存管理器负责为程序中的对象分配内存空间。在Java虚拟机中，内存的分配和回收都是由自动垃圾回收器来完成的。垃圾回收器会根据对象的类型和大小，分配不同的内存区域，例如堆内存、栈内存等。
  • ​ 内存回收：内存管理器负责回收不再被程序使用的内存空间。在Java虚拟机中，垃圾回收器会自动检测不再被引用的对象，并将其标记为可回收的垃圾。然后，垃圾回收器会在适当的时机将这些垃圾清除，释放内存空间。
  • ​ 内存管理：内存管理器负责管理内存的分配和回收过程，确保程序能够高效地使用内存。内存管理器会根据程序的运行情况和内存使用情况，动态调整内存的分配和回收策略，以最大化地利用内存资源。
  • 内存管理器在Java虚拟机中扮演着非常重要的角色，它决定了程序的性能和稳定性。在Java虚拟机中，有多种内存管理器可供选择，例如新生代垃圾回收器、老年代垃圾回收器、G1垃圾回收器等。这些垃圾回收器可以根据程序的运行情况和需求，选择合适的内存管理器，从而优化程序的内存使用效率。

• ⑤ 线程调度器（Thread Scheduler）是操作系统内核中的一个重要组件，负责分配并管理处理器时间片， 控制多线程的执行顺序。当有多个线程同时运行时，线程调度器会在这些线程之间进行切换，使得每个线程 都有机会使用 CPU 资源，并实现任务的并发执行。

  • ​ 具体来说，线程调度器有以下作用：
  • 分配处理器时间片：线程调度器将CPU的时间划分为一定时间片段，并将这些时间片段分配给各个线程。这些时间片段被称为时间片或者时间切片。
  • 控制多线程执行顺序：线程调度器会根据一定的调度算法来控制多线程的执行顺序。常见的调度算法包括先来先服务（FIFO）、最短作业优先（SJF）、最高优先级优先（Priority-based）、轮转（Round Robin）等算法。
  • 实现任务的并发执行：通过将时间片分配给各个线程，线程调度器可以使得多个线程同时运行，从而实现任务的并发执行。
  • 提高系统性能：通过合理地使用线程调度器，可以充分发挥系统的多核能力，提高程序的运行效率。
  • 总而言之，线程调度器在多线程编程和操作系统设计中扮演着重要的角色。它负责管理多个任务之间的切换和执行顺序，从而实现任务的并发执行和系统性能的提高。

• ⑥JNI（Java Native Interface）：是Java虚拟机中的是Java提供的一种机制，允许Java程序调用本地代码 （如 C或C++代码），以实现对操作系统和硬件的底层访问。JNI的实现在C或C++中完成。

• ⑦JIT编译器（Just-In-Time Compiler）：是一种动态编译器，它可以在Java程序运行时将Java字节码转换为 本地机器码。它的主要作用是提高程序的执行效率。