【文章內(nèi)容簡介】 ，廣泛應用于個人 PC、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺、科學超級計算機、移動電話和互聯(lián)網(wǎng)，同時擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群。在全球云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下， Java 更具備了 顯著優(yōu)勢和廣闊前景。 Java 編程語言 的風格十分接近 C、 C++語言。 Java 是一個純的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言，它繼承了 C++語言面向?qū)?象技術的核心。 Java 舍棄了 C ++語言中容易引起錯誤的 指針 （以引用取代）、運算符重載（ operator overloading）、多重繼承（以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用的對象所占據(jù)的內(nèi)存空間，使得程序員不用再為內(nèi)存管理而擔憂。在 Java 版本中， Java 又引入了泛型編程（ Generic Programming）、類型安全的枚舉、不定長參數(shù)和自動裝 /拆箱等語言特性。 Java 不同于一般的編譯執(zhí)行 計算機語言 和解釋執(zhí)行計算機語言。它首先將 源代碼編譯成 二進制 字節(jié)碼（ bytecode），然后依賴各種不同平臺上的虛擬機來解釋執(zhí)行字節(jié)碼。從而實現(xiàn)了“一次編譯、到處執(zhí)行” 的跨平臺特性。不過，每次的執(zhí)行編譯后的字 太原理工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 5 節(jié)碼需要消耗一定的時間，這同時也在一定程度上降低了 Java 程序的運行效率。 平臺無關性是指 Java 能運行于不同的平臺。 Java 引進虛擬機 原理，并運行于虛擬機，實現(xiàn)不同平臺的 Java 接口之間。使用 Java 編寫的程序能在世界范圍內(nèi)共享。 Java的數(shù)據(jù)類型與 機器無關， Java 虛擬機（ Java Virtual Machine）是建立在硬件和操作系統(tǒng)之上，實現(xiàn) Java 二進制代碼的解釋執(zhí)行功能， 提供于不同平臺的接口的。 Java 的編程類似 C++，學習過 C++的讀者將很快掌握 Java 的精髓。 Java 舍棄了 C++的指針對存儲器地址的直接操作，程序運行時，內(nèi)存由操作系統(tǒng)分配，這樣可以避免病毒通過指針侵入系統(tǒng)。 Java 對程序提供了安全管理器，防止程序的非法訪問。 Java 吸取了 C++面向?qū)ο蟮母拍?，將?shù)據(jù)封裝于類中，利用類的優(yōu)點，實現(xiàn)了程序的簡潔性和便于維護性。類的封裝性、繼承性等有關對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然后通過上述特性反復利用。程序員只需把主要精力用在類和接口的設計和應用上。 Java 提供了眾多的一般對象的類，通過繼承即可使用父類的方法。在 Java 中，類的繼承關系是單一的非多重的，一個子類只有一個父類，子類的父類又有一個父類。 Java提供的 Object 類及其子類的繼承關系如同一棵倒立的樹形，根類為 Object 類， Object類功能強大，經(jīng)常會使用到它及其它派生的子類。 Java 建立在擴展 TCP/IP 網(wǎng)絡平臺上。庫函數(shù)提供了用 HTTP 和 FTP 協(xié)議傳送和接受信息的方法。這使得程序員使用網(wǎng)絡上的文件和使用本機文件一樣容易。 Java 致力于檢查程序在編譯和運行時的錯誤。類型檢查幫助檢查出許多開發(fā)早期出現(xiàn)的錯誤。 Java 自己操縱內(nèi)存減少 了內(nèi)存出錯的可能性。 Java 還實現(xiàn)了真數(shù)組，避免了覆蓋數(shù)據(jù)的可能，這些功能特征大大提高了開發(fā) Java 應用程序的周期。并且 Java還提供了 Null 指針檢測、數(shù)組邊界檢測、異常出口、 Byte code 校驗等功能。 Java 語言的特點與優(yōu)勢 （ 1） 平臺無關性 平臺無關性是指 Java 能運行于不同的平臺。 Java 引進虛擬機 原理，并運行于虛擬機，實現(xiàn)不同平臺的 Java 接口之間。使用 Java 編寫的程序能在世界范圍內(nèi)共享。 Java的數(shù)據(jù)類型與 機器無關， Java 虛擬機（ Java Virtual Machine）是建立在硬件和操作系統(tǒng)之上，實現(xiàn) Java 二進制代碼的解釋執(zhí)行功能， 提供于不同平臺的接口的。 （ 2） 安全性 Java 的編程類似 C++，學習過 C++的讀者將很快掌握 Java 的精髓。 Java 舍棄了 C++的指針對存儲器地址的直接操作，程序運行時，內(nèi)存由操作系統(tǒng)分配，這樣可以避免病毒通過指針侵入系統(tǒng)。 Java 對程序提供了安全管理器，防止程序的非法訪問。 （ 3） 面向?qū)ο? Java 吸取了 C++面向?qū)ο蟮母拍?，將?shù)據(jù)封裝于類中，利用類的優(yōu)點，實現(xiàn)了程序的簡潔性和便于維護性 。類的封裝性、繼承性等有關對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然后通過上述特性反復利用。程序員只需把主要精力用在類和接口的設計和應用上。 Java 提供了眾多的一般對象的類，通過繼承即可使用父類的方法。在 Java 中，類的繼承關系是單一的非多重的，一個子類只有一個父類，子類的父類又有一個父類。 Java提供的 Object 類及其子類的繼承關系如同一棵倒立的樹形，根類為 Object 類， Object類功能強大，經(jīng)常會使用到它及其它派生的子類。 （ 4） 分布式 太原理工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 6 Java 建立在擴展 TCP/IP 網(wǎng)絡平臺上。庫函數(shù) 提供了用 HTTP 和 FTP 協(xié)議傳送和接受信息的方法。這使得程序員使用網(wǎng)絡上的文件和使用本機文件一樣容易。 （ 5） 健壯性 Java 致力于檢查程序在編譯和運行時的錯誤。類型檢查幫助檢查出許多開發(fā)早期出現(xiàn)的錯誤。 Java 自己操縱內(nèi)存減少了內(nèi)存出錯的可能性。 Java 還實現(xiàn)了真數(shù)組，避免了覆蓋數(shù)據(jù)的可能，這些功能特征大大提高了開發(fā) Java 應用程序的周期。并且 Java還提供了 Null 指針檢測、數(shù)組邊界檢測、異常出口、 Byte code 校驗等功能。 java 技術在游戲開發(fā)中的應用 （ 1） 繪圖 技術 Applet程序中所采用的 AWT的繪圖機制主要涉及三個方法： paint()方法、 update()方法和 repaint()方法， update()方法和 paint()方法都有一個 Graphics 類參數(shù)。Graphics 是畫圖的關鍵，它可以支持兩種繪圖：一種是基本的繪圖，如：畫線、矩形、圓等；另一種是畫圖象，主要用于動畫制作。 要進行繪圖，首先要找到一個 Graphics 類的對象。 update()方法和 paint()方法所傳遞的參數(shù)都是 Graphics 類的對象，因此主要是通過重載它們來進行繪圖 ，這是在動畫程序中經(jīng)常使用的方法。我們還可以通過 getGraphics()方法得到一個 Graphics類的對象，這個對象和 update()方法和 paint()方法中所傳遞的對象一樣，都是該成員所對應的 Graphics 類的對象。得到了 Graphics 類的對象，就可使用各種繪圖方法。Graphics 中提供的圖形繪制方法有： paint( )：進行繪圖的具體操作，必須有程序員重寫； update( )：用于更新圖形，先清除背景、前景，再調(diào)用 paint()； repaint( )：用于重繪圖形，在組件外形發(fā)生變化， 即大小改變或位置移動 repaint( )方法立即被系統(tǒng)自動調(diào)用，而實際上 repaint()方法是自動調(diào)用 update()方法。 （ 2） 游戲開發(fā)中的交互 一個優(yōu)秀的游戲必定是與玩家不斷的溝通，給予玩家充分的操作時間，而游戲又必須快速地，正確的對玩家的動作作出反映，否則這樣的游戲，不能稱為一個好游戲。所以說，游戲開發(fā)中的交互與其他技術有著相同的地位，是一個游戲必備的核心。在 Java游戲的開發(fā)中，往往使用事件處理器來進行設計。 事件：用戶對程序的某一種功能性操作。 Java 中的事件主要有兩種 ：組件類事件、動作類事件。 事件編程：用戶編程定義每個特定事件發(fā)生時程序應做出何種響應，并且這些響應代碼會在對應的事件發(fā)生時由系統(tǒng)自動調(diào)用。事件源是產(chǎn)出事件的組件。監(jiān)聽器是對組件所產(chǎn)生的事件作出具體響應的代嗎，即事件產(chǎn)出與處理分別由兩個不同類加以編程實現(xiàn)。事件處理機制是 AWT 組件自身不編程處理相應的事件，面是交由事件監(jiān)聽器處理。 事件適配器：由于事件監(jiān)聽器接口是 Abstract 類型，意謂著實現(xiàn)該接口的類應全部實現(xiàn)其各個成員函數(shù)，但實際應用中可能只需處理某些事件響應代碼；此時再采用實現(xiàn)事件監(jiān)聽 器接口可能會導致編程復雜。 JDK 中提供事件適配器方式來實現(xiàn)事件編程。 （ 3） 基于 AWT 及 SWING 的游戲界面開發(fā) 抽象窗口工具包 AWT (Abstract Window Toolkit) 是 API 為 Java 程序提供的建立圖形用戶界面 GUI (Graphics User Interface)工具集， AWT 可用于 Java 的 applet 和 太原理工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 7 applications 中。它支持圖形用戶界面編程的功能包括： 用戶界面組件；事件處理模型；圖形和圖像工具，包括形狀、顏色和字體類；布局管理器，可以進行靈活的窗口 布局而與特定窗口的尺寸和屏幕分辨率無關；數(shù)據(jù)傳送類，可以通過本地平臺的剪貼板來進行剪切和粘貼。 AWT 是 Swing 的基礎。 Swing 的產(chǎn)生主要原因就是 AWT 不能滿足圖形化用戶界面發(fā)展的需要。 AWT 設計的初衷是支持開發(fā)小應用程序的簡單用戶界面。隨著發(fā)展的需要，Swing 出現(xiàn)了， Swing 組件幾乎都是輕量組件，與重量組件相比，沒有本地的對等組件，不像重量組件要在它們自己的本地不透明窗體中繪制，輕量組件在它們的重量組件的窗口中繪制。 Swing 是由 100%純 Java 實現(xiàn)的， Swing 組件是用 Java 實現(xiàn)的輕 量級（ lightweight）組件，沒有本地代碼，不依賴操作系統(tǒng)的支持，這是它與 AWT 組件的最大區(qū)別。由于 AWT 組件通過與具體平臺相關的對等類（ Peer）實現(xiàn)，因此 Swing比 AWT 組件具有更強的實用性。 Swing 在不同的平臺上表現(xiàn)一致，并且有能力提供本地窗口系統(tǒng)不支持的其它特性。 Swing 采用了一種 MVC 的設計范式，即”模型 視圖 控制”。 （ 4） 多線程技術的應用 線程簡介：進程就是程序的運行時的一個實例。線程可以看作單獨地占有 CPU 時間來執(zhí)行相應的代碼的。對早期的計算機（如 DOS）而 言，線程既是進程，進程既是進程，因為它是單線程的。當然一個程序可以是多線程的，多線程的各個線程看上去像是并行地獨自完成各自的工作，就像一臺一臺計算機上運行著多個處理機一樣。在多處理機計算機上實現(xiàn)多線程時，它們確實可以并行工作，而且采用適當?shù)姆謺r策略可以大大提高程序運行的效率。但是二者還是有較大的不同的，線程是共享地址空間的，也就是說多線程可以同時讀取相同的地址空間，并且利用這個空間進行交換數(shù)據(jù)。 Java 實現(xiàn)多線程的過程：與其他語言不一樣的是，線程的觀念在 Java 是語言中是重要的，根深蒂固的，因為 在 Java 語言中的線程系統(tǒng)是 Java 語言自建的， Java 中有專門的支持多線程的 API 庫。在使用 Java 創(chuàng)建線程的時候，你可以生成一個 Thread類或者他的子類對象，并給這個對象發(fā)送 start()消息（程序可以向任何一個派生自Runnable 接口的類對象發(fā)送 start() 消息的），這樣一來程序會一直執(zhí)行，直到 run返回為止，此時該線程就死掉了。 （ 5） Java 網(wǎng)絡技術的應用 Java 最初是作為一種網(wǎng)絡編程語言出現(xiàn)的，它能夠使用網(wǎng)絡上的各種資源和數(shù)據(jù)，與服務器建立各種傳輸通道，將自己的數(shù)據(jù)傳 送到網(wǎng)絡的各個地方。你可以用 Java 很輕松地完成這些，因為 Java 類庫提供了很強大的網(wǎng)絡功能。 Java 中有關網(wǎng)絡方面的功能都定義在 程序包中。 Java 所提供的網(wǎng)絡功能可大致分為三大類： (1)URL 和 URLConnection 這是三大類功能中最高級的一種。通過 URL 的網(wǎng)絡資源表達方式，很容易確定網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)的位置。利用 URL 的表示和建立， Java 程序可以直接讀入網(wǎng)絡上所放的數(shù)據(jù)，或把自己的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡的另一端。 (2)Socket 所謂 Socket，可以想像成兩個不同 的程序通過網(wǎng)絡的通道，而這是傳統(tǒng)網(wǎng)絡程序中最常用的方法。一般在 TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議下的客戶服務器軟件采用 Socket作為交互的方式。 (3)Datagram 是這些