java技术及其应用——“个人理财助手”的设计与实现

java技术及其应用——“个人理财助手”的设计与实现内容摘要：

言一样， Java 用一个编译器将人们可读的源程序代码转换成可执行程序。 传统编译器生成的是特定硬件的可执行码，例如Windows95 C++编译器生成的是 Intelx86处理器上可以执行的程序 .而 Java编译器生成的是独立于处理器结构的字节代码。 字节代码只能用一个 Java虚拟机 (VH)水执行， VM 是理想化的． Java 处理器芯片 ,通常是在软件上实现而不是在硬件上实现。 编译的过程如图 1 所示。 Java 字节代码文件称为类文刊： (class file)，因为其包含单个 java 类。 现在，只要把类看作一组相关程序或一个扩展数据类型。 图 JAVA 的编译过程 为了执行 Java 字节代码，虚拟机用类装入器从磁盘或网络上取字节码。 每个类文件送进一个字节代码验证器 (verifier)，确保该类格式正确处理，这个类在执行时不 会破坏内存。 字节代码的验证阶段会增加装入类的时间，但实际上能使程序运行更快，因为类验证只进行一次，而不要在程序运行时重复验证。 河北经贸大学毕业论文 8 VM 的执行单元完成字节代码中指定的指令。 最简单的执行单元是一个翻译器 (interpreter)，读取字节代码，翻译其意义，再完成相关的功能。 翻译器一般要比本地的代码编泽慢很多，因为执行期所需要连续查看每个字节代码的意义。 现在有一个码翻译的精彩替换，称为 JIT(实时 )编译器。 JIT 编译器在执行前把字节代码转变为用户机上的本地代码指令。 传统的本地代码编译器运行在开发者的机器上，供编程 人员使用，生成不可移植的执行程序。 JIT 编译器运行在用户机器上，对用户是透明的，产生的本地代码已经在目的地上，所以不需要移植，图 2 显示了 JIT 编译器工作的方式。 在图中的例子中， Macintosh 和 Windows PC 机收到的是相同的字：节代码，每个客户机进行本地的 JIT 编译。 图 1. 2 JIT编译器的工作方式 Java 特性 (1)安全性 河北经贸大学毕业论文 9 安全性可能是 Inter 开发者面临的最重要的问题。 用户最怕两件事：保密信息被窃取或计算机系统被黑客破坏。 Java 的内置／内置 式安全性解决了这两个问题。 Java 的安全性模型有三个基本组成部分：类装入器、字节代码验证器和安全管理器。 你已经知道了字节代码验证器确保 Java 程序的编译正确，遵循 VM 的访问限制，字节代码不会访问不可访问的保密数据。 没有这些防卫， VM 中的其它安全性限制就可以被跨越，对小称许在系统上所做操作便失去了限制。 下一层安全性是由类装入器提供的。 类装入器从网络上获取类时，它 安全管理器实现 VM的安全性策略。 安全性策略确定 VM可以进行什么活动，在什么条件下进行。 一个重要的例子就是文件输入／输出 (I／ O)，例如，存 储和装入磁盘文件中的文档。 Java 有能力读取或写入文件，但首先要经过安全管理器 I／ 0 检查。 这使安全管理器能确定 Java 程序是否可以坊问磁盘文件而不会对文件系统造成恶意伤害。 安全管理器通常用于防止警告性错误。 在最著名的 Java 允许：使用的浏览器 Netscape Navigator 中，安全性策略甚至不允许文件访问。 然而，安全管理器本身是用 Java 编写的 (是一个 Java 类文件 )，所以必要时可以覆盖。 当然，有措施来防止敌意的 Java 程序写入门己的安全性策略。 这些措施防止 Web 浏览器运行时将其它安全管理器加入系统。 在专用网络中，需要文件访问和任意网络访问来解决业务要求。 例如，在一个专用网络上实现客户机 /服务器数据库应用程序时，可能需要 java河北经贸大学毕业论文 10 小程序与多个服务器建立连接。 标准的安全管理器禁止这种行为，因为这在公用网络上是一种安全性的威胁。 因此应用程序开发者可以对网络上的每个 Pc 机改变安全管理器源代码并重新编译到 Web 浏览器中。 这样可以定制专用网络的安全性策略。 如果专用网络有向 Inter 之类的公用网络的管理类，则定制安全管理器的编码更加困难。 覆盖安全管理器时必须十分小心，否则公用网上的敌对小程序可能会利用松散的内 部安全性策略进行袭击。 Java 2 用基于权限的安全性策略扩展安全机制。 这样就不需要扩展安全管理器，是过程大大简化。 Java ，开发人员能够在小程序中加入另一层安全性。 核心API 中加进了扩展安全性 API，使 Java 类可以签名 (signed)。 数字签名 (digital signature)和支票上的签名作用相同，用于保证支票出自你的手，而不是别人假冒的。 数字签名使开发人员刊以用牢不可破的公用密钥加密系统给所写的代码签名。 然后用户可以用这个签名确定装入的是否为安全的程序。 程序可以根据可信程度限制 对本地磁盘、内存和网络资源的访问程度。 加密本身相当复杂，但整个过程对用户和开发人员都是透明的，很容易在 Web 上传递加密内容。 总之， Java 的内部安全性措施保证 Java 程序在 VM规则下操作，防止未授权的程序访问包含专有信息的系统资源或危及客户机的完整性。 Java还使开发人员或单位可以给所生成的程序签名，使用户能确保访问可靠的小程序和应用程序。 (2)核心 API 河北经贸大学毕业论文 11 API 即应用程序编程接口。 API 是应用程序开发者为了更快地构造软件而使用的功能库。 Java 的核心 API 提供了一组系统平台上常用的功能。 APi 分成 多个软件包，它们足分别完成相关功能的类。 这些软件包之包含一些核心语言功能。 如文本处理和错误处理，没有这个库， Java 程序的编写几乎是刁；可能的。 其它软件包中包含实用程序、联网、 I／ o、图形用户接口工具和与 Web 浏览器的接口。 还有涉及安全性、数据库访问、可复用软件、集合、拖放、访问性和引用对象的软件包，新的软件包也在不断推出。 (3)开放式标准 今天， Java VM 已经出现在十几种不同的硬件与操作系统组合中。 Java跨平台能力的最动人之处在于 Java类文件不需要预先针对每个平台进行编译。 同一个编译过的 Java 程序可以用于运行 JavaVM 的 PC、 Macintosh 或各种系统平台。 在你的系统中编写的 Java 应用程序可以运行在所有支持Java 的系统平台上。 另一个成为成功的跨平台开发工具的关键是每个平台上有专用的核心功能集。 核心 Java API 对 Java 的所有实施都是一样的，它足够复杂，无需对桌面应用程序编写本地码。 当然实际情况会更复杂一些， Java 是一种新语言，大多数 VM 和 API实施中都有符合 Java 规范方面的小问题，特别对于用户接口。 为了对伺这个问题， Sun 有个彻底的测试组件，所有 Java 兼容系统都要通过这些测 试才能称为与 Java API 兼容。 再加上 Netscape 和 IBM 经营的移植和调整中河北经贸大学毕业论文 12 心，可以清除 Java vU 版本间的差别。 除了作为事实上的标准之外， Java还将进入国际标准领域，因为 ISO／ lEC ITC1(国际标准化组织／国际电子技术委员会第一联合技术分会 )已经批准 Sun 公司作为 Java 的 PAS(公用规范 )提交者。 除了公用桌面操作系统外，我们希望 Java VM 实现在用于嵌入系统利智能卡的芯片上。 Sun 公司已经推出 CFU 芯片 pico Java，提供个人家电能电话和网络计算机等设备中直接执行的 Java 字节 代码，并宣布计划制造另以外两种 Java 处理器，称为 micro Java 和 Ultra Java。 Java 正在和许多伙伴一起朝最初的 Green 项目的目标前进，已经在电话、电视和手提设备中一展英姿。 (4)分布式和动态结构 Windows 操作系统中，部分程序可以换成动态链接库 (DLL)，以便动态共享或装入 (即在程序运行时 )。 操作系统在执行时完成最后阶段的链接。 使用共享 DLL 能节省内存并改进软件的模块程度。 在 unix 中，这类动态链接是通过共享库完成的。 Java 进一步利用了动态库。 VM 类装入器在从盘上取类文件的同时 还可以从网络上获取，使 Java 应用程序既是动态的又是分布式的。 这种特性使可用 Java 的浏览器能够自动采用新 Web 地址上可用的协议。 Java 具有改变行业中使用的软件分布式模型的潜力。 与其买磁盘或光盘上的软件，不如直接在 Inter 上“租借”需要的应用程序 (Java 类 )，就象租用联机时间一样。 软件是直接来自厂家的，所以是最新版本。 然而，河北经贸大学毕业论文 13 目前还有两种障碍使这种美妙前景不易实现： 下载应用程序所需的时间是大多数用户难于接受的，为了让下载软件能与今天的基于磁盘的应用程序竞争，用户所需的连接要比今天的标准 的 modem 快 100 倍。 还没有一个保证软件租用刊款的标准。 没有这种标准，就象每个软件厂商有自己的币种一样，租借软件前要与每个厂商作出特殊的协议。 尽管这些问题不是无法解决的，但支持这种分布式模型的网络基础设施还得过一段时间才能实现。 走向这个目标的第一步积极动作是 Java 企业API，其支持电子商务和增加的安全性，并支持 Netscape、 Visa 等提山的其它商业标准。 随着 Marimba 的 Casta 产品等分布式方法的出现，可以在不久的将来看到人们通过 Inter 发布商业化 Java 应用程序。 (5)面向对象 面向对刘象编程 (OOP)是以可复用、可扩展和可维护的方式编写软件的方法。 Java 是面向对象的语言，即可以面向对象编程。 Java 核心 API 实际上就是一组预制的 OOP 构件，面向对象编程人员将它称为类库。 类库使编程人员在进行新项目开发时有一个很好的开始。 (6)多线程 单线程应用程序任何时候只执行一个线程，这种程序一次只能做一件事。 单线程程序要完成一个几分钟的工作 (如下载 )时，任务进行中用户接口通常不响应其它请求。 多线程应用程序可以同时独立执行多个线程。 这些线程可以交流或合河北经贸大学毕业论文 14 作，用户显示状态为单个程 序。 (7)内存管理与无用内存的收集 Java 的内存管理强化了 VM的安全性。 在 c和 c++中，编程人员可以防问系统中应用程序的任何部分。 这可以通过指针完成，指针是引用特定内存位置的变量。 Java 不用严格意义上的指针 Java 的指针实际上是 VM 资源的引用，这种变量不允许任何算法，防止编程人员访问 VM 以外的系统资源。 尽管这样一来会消除一些最高级的 C++编程“技巧”，但能大大简化开发人员和用户的工作。 而且由于核心 API。