解析Java為什么是平臺(tái)無(wú)關(guān)性？具體是怎么實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無(wú)關(guān)性？

本篇文章主要介紹Java平臺(tái)無(wú)關(guān)性的內(nèi)容，將詳細(xì)地回答為什么Java要支持平臺(tái)無(wú)關(guān)性？Java是如何支持平臺(tái)無(wú)關(guān)性？影響的因素有哪一些？以及Java是如何實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無(wú)關(guān)性的。

為什么Java要支持平臺(tái)無(wú)關(guān)性

眾所周知，Java是平臺(tái)無(wú)關(guān)的語(yǔ)言，那么Java為什么要支持平臺(tái)無(wú)關(guān)性，總結(jié)一下，有如下幾點(diǎn)

1. 支持多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。如今是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)將各種各樣的計(jì)算機(jī)和設(shè)備連接起來(lái)，比如網(wǎng)絡(luò)連接了windows的PC機(jī)，UNIX工作站等等。為了保證程序能夠不加任何修改運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)上的任何計(jì)算機(jī)，而不管計(jì)算機(jī)是什么種類(lèi)，什么平臺(tái)，這樣就極大減輕了系統(tǒng)管理員的工作。尤其是程序是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行部署的。
2. 支持網(wǎng)絡(luò)化嵌入式設(shè)備。目前工作場(chǎng)所中存在各種各樣的嵌入式設(shè)備，比如打印機(jī)，掃描儀，傳真機(jī)等。他們往往通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，甚至在家庭網(wǎng)絡(luò)和汽車(chē)內(nèi)部也存在這樣那樣的嵌入式設(shè)備 。Java的平臺(tái)無(wú)關(guān)性可以簡(jiǎn)化這樣的系統(tǒng)管理任務(wù)。無(wú)論是哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理員，它只需關(guān)注程序本身即可。此外添加一臺(tái)新設(shè)備，可以立即被其他設(shè)備訪問(wèn)到，也可以訪問(wèn)其他設(shè)備。這都是平臺(tái)無(wú)關(guān)性帶來(lái)的好處。
3. 減少開(kāi)發(fā)者部署程序的成本和時(shí)間。

對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言， Java平臺(tái)無(wú)關(guān)的能力給予網(wǎng)絡(luò)一個(gè)同構(gòu)的運(yùn)行環(huán)境，使得分布式系統(tǒng)可以圍繞著“網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)對(duì)象”開(kāi)構(gòu)建。比如對(duì)象序列化，RMI, Jini就是利用平臺(tái)無(wú)關(guān)性。把面向?qū)ο缶幊虖奶摂M機(jī)帶到了網(wǎng)絡(luò)上。

Java如何支持平臺(tái)無(wú)關(guān)性

Java從四個(gè)方面支持了平臺(tái)無(wú)關(guān)性

1. 最主要的是Java平臺(tái)本身。Java平臺(tái)扮演Java程序和所在的硬件與操作系統(tǒng)之間的緩沖角色。這樣Java程序只需要與Java平臺(tái)打交道，而不用管具體的操作系統(tǒng)。
2. Java語(yǔ)言保證了基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的值域和行為都是由語(yǔ)言自己定義的。而C/C++中，基本數(shù)據(jù)類(lèi)是由它的占位寬度決定的，占位寬度由所在平臺(tái)決定的。不同平臺(tái)編譯同一個(gè)C++程序會(huì)出現(xiàn)不同的行為。通過(guò)保證基本數(shù)據(jù)類(lèi)型在所有平臺(tái)的一致性，Java語(yǔ)言為平臺(tái)無(wú)關(guān)性提供強(qiáng)有力的支持。
3. Java class文件。Java程序最終會(huì)被編譯成二進(jìn)制class文件。class文件可以在任何平臺(tái)創(chuàng)建，也可以被任何平臺(tái)的Java虛擬機(jī)裝載運(yùn)行。它的格式有著嚴(yán)格的定義，是平臺(tái)無(wú)關(guān)的。
4. 可伸縮性。Sun通過(guò)改變API的方式得到三個(gè)基礎(chǔ)API集合，表現(xiàn)為Java平臺(tái)不同的伸縮性：J2EE,J2SE,J2ME。

影響Java平臺(tái)無(wú)關(guān)性的因素

1. Java平臺(tái)的部署。運(yùn)行Java程序之前，必須要部署好Java平臺(tái)。
2. Java平臺(tái)的版本。Sun公司提供了不同的API集合，有標(biāo)準(zhǔn)版，擴(kuò)展版等等。此外API本身也面臨著改動(dòng)，一些API被認(rèn)為是過(guò)期的，一些API甚至不向下兼容，因此我們需要選擇合適的Java平臺(tái)版本支持程序開(kāi)發(fā)。
3. 本地方法。當(dāng)編寫(xiě)一個(gè)平臺(tái)獨(dú)立的Java程序時(shí)候，最重要的原則是：不要直接或間接調(diào)用不屬于Java API的本地方法。調(diào)用Java API以外的本地方法使得程序平臺(tái)相關(guān)。一般而言，本地方法在三種情況適用：使用底層主機(jī)平臺(tái)的特性，而Java API無(wú)法訪問(wèn)；為了訪問(wèn)老系統(tǒng)或者使用現(xiàn)有的庫(kù)，但是這個(gè)系統(tǒng)或庫(kù)不是Java編寫(xiě)的；為了加快程序性能，將時(shí)間敏感代碼用本地方法實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)必須使用本地方法，而且支持多種平臺(tái)運(yùn)行，必須將本地方法移植到所有需要的平臺(tái)上。因此編寫(xiě)平臺(tái)獨(dú)立的Java程序做主要的目的就是完全禁止本地方法，通過(guò)Java API和主機(jī)交互。
4. 非標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)庫(kù)。所謂平臺(tái)無(wú)關(guān)性，一種解釋是你調(diào)用的方法是否在任何地方都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。本地方法顧名思義，就是只是在本地實(shí)現(xiàn)了，所以無(wú)法保證平臺(tái)無(wú)關(guān)。而Java API在如windows, Solaris等操作系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)上使用了本地方法訪問(wèn)主機(jī)，即保證了平臺(tái)無(wú)關(guān)。
5. 對(duì)虛擬機(jī)的依賴(lài)。虛擬機(jī)可以由不同開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)，但是必須滿足如下兩條原則：不要依賴(lài)及時(shí)終結(jié)(finalization)保證程序的正確性，因?yàn)樘囟ǔ绦蛑袑?duì)象可能在不同的時(shí)間被垃圾收集；不要依賴(lài)線程的優(yōu)先級(jí)來(lái)保證程序的正確性。因?yàn)橐恍┨摂M機(jī)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)高線程優(yōu)先運(yùn)行，一些虛擬機(jī)不能保證這一點(diǎn)。
6. 對(duì)用戶界面依賴(lài)，AWT庫(kù)提供基本的用戶界面，這些組件被映射成每個(gè)平臺(tái)上的本地組件，而Swing庫(kù)為用戶提供更高級(jí)的組件，但并沒(méi)有被映射為本地組件。

實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無(wú)關(guān)的7大步驟

1. 選擇程序運(yùn)行的主機(jī)和設(shè)備集合（目標(biāo)宿主機(jī)）
2. 在目標(biāo)宿主機(jī)中選擇Java平臺(tái)版本。
3. 對(duì)于每個(gè)目標(biāo)宿主機(jī)，選擇程序?qū)⒁\(yùn)行的Java平臺(tái)實(shí)現(xiàn)（目標(biāo)運(yùn)行時(shí)環(huán)境）。
4. 編寫(xiě)程序，調(diào)用Java API標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行庫(kù)（不調(diào)用本地方法，或者專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)商專(zhuān)門(mén)調(diào)用本地方法的庫(kù)）
5. 編寫(xiě)程序，不依賴(lài)于垃圾收集器收集垃圾時(shí)間，不依賴(lài)線程的優(yōu)先級(jí)
6. 努力設(shè)計(jì)用戶界面，在所有的目標(biāo)宿主機(jī)都能正常工作
7. 在所有目標(biāo)運(yùn)行時(shí)環(huán)境和所有目標(biāo)宿主機(jī)進(jìn)行測(cè)試

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