Java咖啡館享受咖啡

有人說，咖啡館是一個叫人學會放慢步伐、享受生活的地方。這句話不無道理。港人常把飲咖啡稱為“嘆咖啡”，這個“嘆”字就有欣賞、品味的含義，舒適的環境，自然是招徠顧客之道。香港雖然寸金尺土，但無論在鬧市或是在風景區，都不難找到精巧雅緻的咖啡館，它們或具歐陸情懷，或富英式韻味，大都環境優美、擺設得體、席位舒適、氣派不凡。

　　一、序言

許多人想學習程式設計，但不知道從哪裡開始。在這個連載中，我將為你介紹Java程式設計技術，以及Java程式的開發方法，從零開始，循序漸進，希望能夠讓你親自品味Java這種咖啡的香醇與濃郁。

如果說看完這個連載你便能全面掌握Java技術，我絕不敢打這樣的保票。喝再多咖啡，我也無法把Java的博大精深濃縮成一個連載。咖啡館本來就是休閒的地方，所以，我將有選擇地為你介紹Java技術的重要組成部分，涉獵面廣，但不見得都非常深入。所以，如果想真正在Java技術上有所造詣，也需要你自己的努力和汗水。畢竟，咖啡聞起來香，但本身是苦的，只有不嫌棄這點苦，才能品嚐到真味道。

不過你也不必把這個連載看作古板的教程。Java技術從問世到如今，已有近10年的歷史。在Java技術成長過程中，湧現了數不盡的英雄人物，幫助Java技術創造了史詩般的輝煌。在這個Java咖啡館中，我們還準備了許多有趣的傳記或故事，稱之為“黃糖故事”。本來嘛，程式設計即創造，本身就有無窮樂趣。

　　二、什麼是Java

或許你會把Java理解為印度尼西亞的爪哇島，那裡是早期印度－爪哇文化的中心，盛產具有良質酸味的阿拉比卡咖啡。然而在計算機業界中，一提起Java，人們的神經細胞就會立即興奮起來，因為Sun的Java技術實在火得不得了！

首先你應該理解人們說的Java究竟是指什麼。先說明一下，如果你是初學者，下面某些新名詞難免會讓你打問號。我希望你能夠耐心看完並努力去理解，因為，這些名詞會對你理解並喜愛Java有相當幫助。

當人們談起Java，他們或許是指這些概念中的一種:

Sun公司的Java程式語言，一種物件導向的(Object Oriented，OO)程式語言。Java語言是C++和Smalltalk等計算機語言的衍生物。學習Java語言，類似於學習一門自然語言(比如英語)的語法。

Java虛擬機器(Java Virtual Machine，JVM)。Java語言編寫的程式執行在虛擬機器上， 而Java虛擬機器是Java程式和作業系統間的中間層，所以Java程式可以執行在所有支援Java虛擬機器的電子裝置上(注意，不僅僅是個人電腦哦，電子裝置還包括手機、PDA以及資訊家電等)，而且不需要任何額外的操作，這是其他計算機語言無法比擬的優點。Sun公司推廣Java的口號便是“一次編寫，隨處執行”，Java虛擬機器便是這句口號的基石。

Java應用程式程式設計介面(Application Programming Interface，API)。Java API是預先編寫好提供給程式設計師呼叫的函式，比如磁碟讀寫、網路呼叫、繪製圖形等。如果把Java語言比作一門自然語言的語法，那麼API便是一部滿是好文佳句的書籍，用它可以幫助我們更方便地進行寫作而不必樣樣從頭寫起。

Java技術的應用。“哇！你的這部手機支援Java呢！還是RPG遊戲？！趕快給我玩，否則……”沒錯，由於Java語言創造性的優點，又是行業標準，所以受到各大企業的追捧，有廣泛的應用。詳細介紹請參考第三節。

　　黃糖故事

物件導向(Object Oriented，OO)

Java和C++語言中的物件導向程式設計機制被認為是繼C、FORTRAN等過程式語言之後的又一大進步。使用OO開發軟體，程式將更簡單、更健壯，所以OO是迄今為止最成功的程式設計機制。實際上， Smalltalk才是第一個完全物件導向的動態計算機程式設計語言，Smalltalk的發明者Alan Kay今年4月19日還榮獲2003年度有“計算機界諾貝爾獎”美譽的ACM圖靈獎。值得一提的是，Alan Kay在投身計算機行業之前，曾經是職業音樂家，他的講演以多姿多彩著稱。

OO的學習曲線比較陡峭，所以，如果你已經掌握其他OO語言，那麼學習Java便輕鬆許多，否則還是需要下一番功夫的。如果你沒有接觸過OO，也不用著急，我們將會在教程中慢慢接觸OO。不過，千萬不要知難而退而跳過OO這個重要環節。學習Java語法不難，但寫出地道的OO程式碼，需要對OO有相當的領悟。

　　三、誘人的Java技術

首先我們談談Java技術。需要說明的是，與平時經常聽到的或使用的C、C++、Visual Basic、Delphi等計算機語言不同，Java技術特指應用，而不是Java語言。

言歸正傳。Java技術是幫助你體驗互聯、享受互聯的科技。Sun微系統公司(Sun Microsystems)1995年發明Java以來，Java技術廣泛應用於各種裝置，為你提供各種工具、資訊以及好玩的遊戲(見圖1)。

　　1.商業應用

Java技術意味著商機。Java技術可以執行在幾乎所有型別和規模的裝置上，小到計算機晶片、蜂窩電話，大到超級計算機，無所不在。

超過1億5千萬的行動電話集成了Java技術；PDA和尋呼機中也用到Java技術；電子遊戲機、電視機、網站等，也是Java技術的受益者；個人電腦都預裝了Java平臺(最新的Mac OS X終於能夠支援Java了。Linux一貫支援Java。Windows本來支援Java，並且與Sun有法律合約，可是，當比爾·蓋茨發現Java技術已經嚴重威脅到了微軟自己的技術時，便悄悄在Windows XP中撤銷了Java技術的整合。當然，這種拙劣的手段很快被發現，微軟被Sun告上了法庭，不得不賠償一大筆分手費，終於合法地使陰謀得逞。不敢直面慘淡的競爭，真是讓人扼腕嘆息。所以，Windows XP的使用者需要安裝Java的執行庫才能夠使用Java技術；連紅色星球上也有Java技術的運用。

　　黃糖故事

　　Java技術與紅色星球

當科學家們最後確認了“勇氣”(Spirit)號探測器成功登陸火星之後，地球人都歡呼雀躍起來:“這真是一個偉大的創舉！”

在美國加州帕賽迪納國家宇航局的噴氣推進實驗室內，Java之父——James Gosling博士肯定感到他就像在家裡一樣，因為他周圍全是Sun的工作站。“這顯然是迄今為止Java應用中最酷的一舉！”James Gosling博士高度讚揚說，“Java應用使公眾可以實時觀看、並下載火星影象。它讓人們看到火星清晰的三維立體影象，還有一個模擬探測器。”

這一Java應用被稱為Maestro。Java技術給美國宇航局帶來了操縱“勇氣”號簡單易行的低成本方式。Sun實驗室和NASA噴氣推進實驗室還正合作研發一個基於Java技術的控制系統，它將使未來的宇宙探測器在探測這個紅色星球之時能夠具有智慧化的、獨立進行決策的能力。

依託Java技術和Sun的伺服器技術，Sun還與計算機業界中許多領頭企業組成聯盟，搭建了構架先進、執行可靠的業務系統，幫助企業、政府、教育機構等更方便、更有效地交流與合作。比如，中國人民保險公司的電子商務系統就是由Sun與Oracle(著名的資料庫公司)與BEA(著名的中介軟體公司)共同組建的。瑞士銀行、義大利造幣廠等也都採用了Java技術。

實際上，我們身邊的許多品牌都是Java技術的合作者，比如富士、惠普、摩托羅拉、諾基亞、松下、西門子等。你可以在Sun的網站上找到長長的列表。

　　2.移動通訊

是否還記得手機只能用來打電話的日子？感謝Java技術，如今支援Java技術的手機變得越來越可定製，手機遊戲也越來越吸引人。

使用最新Java技術的手機，可以瀏覽應用程式、遊戲、服務的列表，然後直接無線下載，即裝即用，再也不會因為手機整合固定的幾款遊戲而玩膩。隨著遊戲商或者軟體公司的不斷髮布，你每天都有新的遊戲可玩、新的軟體可用。

　　3.桌面應用

Java技術使得個人桌面電腦也變得更有趣、更互動。Windows？Mac OS？Linux？無所謂，使用Java技術的程式可以運行於任何作業系統！同時，Java技術也能夠提供從聯網的角色扮演遊戲到市場跟蹤調查應用程式，一應俱全。

Java桌面系統(Sun Java Desktop System)是Sun公司基於Java技術的新一代桌面系統，結合了Sun技術驅動的最優秀的開源軟體， 如GNOME桌面環境、StarOffice 辦公套件、Mozilla瀏覽器、Evolution郵件與日曆客戶端、Java 2平臺標準版等，是一個整合管理工具和開發工具、容易管理、高度安全的桌面客戶系統，目標直指微軟的Windows＋Office系統套裝。毋庸置疑，Java桌面系統低廉的價格、出色的安全性和完整的商務功能，正是微軟系統的`軟肋。為了新一代桌面系統的明天，Sun還啟動了名為Looking Glass的高階專案。如若窗體透明並且立體使你可以同時操作多個窗體，你會有怎樣的體驗？隨心所欲地在當前瀏覽網頁上加上你的註釋？你的CD或者電影資料庫變成3D的電唱機(如圖3)？在不遠的將來，Sun將在Java桌面系統中加入這樣的革新，給使用者帶來更豐富的使用體驗。

　　4.開發者

為了方便開發者，Sun把Java區分為J2SE(Java 2 Standard Edition)、J2EE(Java 2 Enterprise Edition)、J2ME(Java 2 Micro Edition)和Java Card四種平臺。J2SE是所有Java技術的基礎，不管開發人員要開發什麼平臺的Java應用程式，都必須先從J2SE學起。J2EE技術著重於企業伺服器端的應用。J2ME主要針對嵌入式系統，包括手機、PDA等。針對手機應用程式的開發，Sun還提供了免費的J2ME Wireless Toolkit。Java Card技術用來開發可以植入IC智慧卡中的應用程式。

以上四種平臺的軟體開發包(Software Development Kit，SDK)都是免費的，可以從Sun的網站下載。當然，只用SDK未免太不講究，我們需要開發工具來提高開發效率。這樣的工具叫做整合開發環境(Integrated Development Environment，IDE)。以往，Borland JBuilder和IBM Eclipse這兩個IDE最受Java程式設計師的青睞，而Sun自己的IDE卻名不見經傳。2004年以後，Sun把自己的IDE擺放到重要的位置，努力推進NetBeans和Java Studio的開發。前者是完全用Java撰寫的開放原始碼的工具，而後者則是重量級的官方開發工具。Sun的開發工具可謂根正苗紅，Java程式設計師終於可以沐浴Sun(陽光)普照了！

Java咖啡館主要和J2SE打交道，當然不會略過J2EE和J2ME的知識，值得期待哦！

　　四、Java語言的優勢

雖然Java技術是那麼的誘人，前景也似乎非常光明，但是不是已經有了C、C++等廣泛應用並且大獲成功的語言了嗎？微軟不是又在大力推廣他們的技術嗎？LISP、Prolog等人工智慧語言在北美洲、歐洲的金融領域不是也有很大的應用嗎？學習Java程式設計，是不是一個明智的選擇呢？

帶著這些問題，讓我們來看看Java的優勢。

　　1.免費！

Sun免費提供用來開發Java應用程式的一切，你不必付任何的版稅。或許你會將信將疑:資本家搞共產了？實際上，Sun在Java上的收益確實不大，遠遠比不過壟斷Java應用伺服器技術的IBM和BEA公司，似乎有替別人做嫁衣之嫌。對此，Sun董事長、總裁兼執行長Scott McNealy是這樣解釋的:“Sun並沒有用Java賺錢，這就像使用英語不用上稅一樣，Sun並不通過Java本身來盈利，而是把Java應用到了業務中。”原來是放長線釣大魚！

與Java本身相比，Java API更是可貴的免費財富。想使用Socket操作網路？API中有;想連線到SQL資料庫？API中有;想給應用程式一個漂亮的使用者介面？API中有;想要處理數字圖形、播放音樂、解析字串或者建立數字簽名？API中全都有。

最後，Java發展了那麼多年，優秀的Java教程、技術網站數不勝數。Sun本身就提供了免費的教程，足夠自學的了。你可以在 下載這個教程。Bruce Eckel大師的名作Java程式設計思想(Thinking in java)更是不可不讀的佳作，許多狂熱愛好者甚至把它當做聖經一樣一頁一頁仔細揣摩。你可到作者的主頁免費下載此書的電子版。機械工業出版社也有引進臺灣技術作家候捷的中譯本，可惜不是免費。

或許你會問，有了那麼多優秀的教程，還要你這個Java咖啡館幹什麼呢？嗯哼，雖然那些教程和技術文章是如此優秀，但並不適合初學者。Java咖啡館目的就在於幫助你打好Java技術的基礎，掌握Java技術的主要脈絡，幫助你邁出進入Java世界的第一步！

　　2.跨平臺

“一次編寫，隨處執行”，Java系統可以執行在不同的作業系統和硬體上。隨著Linux的持續增長以及Mac OSX完全支援Java技術，跨平臺的特性變得越來越有分量。

由於Java跨平臺，Java API自然也是平臺統一的。對程式設計師而言，沒有比統一的API函式能夠讓他們更欣慰的了——已經有了圓形的輪子，何必再從頭髮明輪子呢？我們拿Java API與C++的類庫相比便可以知道它的可貴之處。有Windows程式設計經驗的C++程式設計師肯定經歷過被MFC(Microsoft Foundation Classes，微軟基類庫)折磨的日子，學習曲線陡峭，沒有若干個月根本無法開始生產，一段時間不接觸遺忘率又高。據說，即使在微軟公司內部，除了MFC開發小組，誰都不樂意用它。即便你熟悉了MFC，能夠順利開發Windows應用程式，如果你要編寫一個Linux應用程式，MFC又派不上用場了，你必須學習Linux下C++開發的一套庫函式。還有UNIX、FreeBSD、Mac OS……你學得過來嗎？反觀Java API，作業系統，你愛誰是誰，只要編寫一次便可隨處執行！

　　3.在學術界獲得了強有力的支援

由於免費、跨平臺、Java語言本身技術先進，在高校中，Java 已經成為許多學科研究、課程和計算的首選語言，用Java做上機作業，一般都是鼓勵的。據我所知，北大、清華許多院系的研究生入學考試都可以用Java語言答題。實際上，用Java來完成這些工作，大多數情況下要比用C或其他語言簡潔得多，你可以把注意力集中在演算法等核心部分，從而獲得更高分數。

掌握Java技術的學生一般有更多的工作機會課餘兼職，拿到更高報酬，不但減輕家裡的負擔，更可以讓自己早日進入社會鍛鍊。所以，如果你還在求學，學習Java，一定沒錯的。

　　4.簡單

與C++等語言相比較，語法上Java是簡單的。

謝天謝地，Java提供了垃圾回收機制。以往C++的開發中，最容易出錯誤的地方便是記憶體管理，申請的記憶體用完以後必須釋放，否則可使用的記憶體資源越來越少，直至耗盡系統資源而造成宕機。而Java系統中，你可以任意申請記憶體，Java系統會在適當的時候自動釋放無用的記憶體資源。這個神奇的機制叫做“垃圾回收”，節約了許多除錯錯誤的時間。

在Java中，要寫出低劣的程式碼也不是一件容易的事情。一方面，垃圾回收機制堵住了記憶體洩漏的可能性，另一方面就是異常捕捉機制，它強迫你做最壞的打算。編寫程式時，難免會遇到一些意外，比如檔案無法開啟、網路讀取失敗等特殊情況。在C++等語言中是依靠返回值來判斷的，如果一句句地檢查返回值，那實在是太麻煩了。從而，程式設計師習慣性地忽略返回值的檢查，並安慰自己一切都會好起來的。這便埋下了隱患。在Java中，Java的方法可以拋異常，而你必須應答異常，即使你不想進行任何操作。比如編寫開啟檔案的程式碼，你不得不響應異常以防意外發生，否則程式根本不能夠通過編譯。未雨綢繆，使得Java系統更穩健。

　　5.企業應用的成熟平臺

這是Java技術目前最活躍的兩大領域之一。我們在前面Java技術介紹中已經提到了不少，這裡僅關注跟我們切身相關的優勢。

Java技術的企業應用旨在提升企業競爭力，所以Java技術受到了企業的欣賞，市場份額是同類技術中最大的。同時，Java開放標準，所以供應商眾多。市面上有許多的應用伺服器、工具與構件可以選擇，從高階的BEA WebLogic、IBM WebSphere等商業軟體，到Tomcat、JBoss等開源的免費工具，一應俱全。作為Java技術的初學者，不需要任何花費就能夠進行Java企業應用的自我培訓，以後若參與Java的商業專案開發，便可以無縫地把軟體移植到高階的商業平臺上去。反觀，想免費自學，不盜版是不可能的啦。

最後談談Java和Web服務。Web服務是軟體互操作歷史上的里程碑，是技術發展的重要方向，是你絕不能不瞭解的技術。Sun公司是Java語言的發明者，而作為一個開放的跨平臺的技術體系，Java在Web服務的開發方面起著非常重要的作用。Sun被接納為促進Web服務互動組織WS-I的董事成員後，作為活躍的參與者和業界的領導者，對Web服務互操作性的促進，有著相當重要的意義，也為Java技術的含金量加上了關鍵的砝碼。

　　6.無線應用

這是Java技術目前最活躍的另一個領域，旨在提供更多、更方便的個性化服務的Java手機應用。未來幾年內，勢必將出現移動通訊運營商和移動裝置應用軟體的巨大商機和激烈競爭，並且該趨勢很可能與電子政務、電子商務等其他發展相互影響。Java在手機市場的專有性和Java本身的開放性和標準性，使得越來越多的企業加入了Java陣營。

中國也不例外。2003年James Gosling博士首次來到中國，其中重要的一項工作便是與中國聯通結盟。

　　黃糖故事

　　Java之父——James Gosling博士

James Gosling博士以“Java技術之父”聞名於世。他是Java技術的創始人，作為Sun研究院院士，親手設計了Java語言，完成了Java技術的原始編譯器和虛擬機器。在他的帶領下，Java現已成為網際網路的標準程式設計模式以及分散式企業級應用的事實標準，其跨平臺的技術優勢為網路計算帶來了劃時代的變革。目前，Gosling博士積極致力於軟體開發工具的研究，以使軟體開發工具的功能更強大，更容易為開發人員所使用，確保應用、服務開發的迅速完成。

實際上，手機遊戲開發也是一項不錯的職業與機遇，成功的例子已經不在少數哦。

　　7.開放的Java社團——Java Community Process，JCP

JCP是一個讓Java出名的功臣。JCP創造了一個開放型論壇，讓同好在此交換意見，探索、定義新的平臺，群策群力。Java歡迎競爭，因為只有這樣才能最大限度地提高領域內的技術，這點與對手微軟技術大相徑庭。在Java的舞臺上有很多演員，任何人都可以參與到JCP的過程中去，幫助Sun決定Java的發展和未來，同時也挑戰自己的影響力。從而，你可以發現Java世界中新的名詞層出不窮，遠遠走在規範之前。而在微軟技術的舞臺上，你只能看到一個演員，那就是微軟自己。

　　8.開源組織或者非盈利機構的支援

開源組織是無政府主義的夢想——沒有政體，沒有所屬權，言論與行動自由，僅僅依靠渴望共享與交流的信仰及無私奉獻來維繫。Java世界中，開源組織與非盈利機構發揮到了極致，許多出色的工具都出自它們之手。比如JUnit、Cactus、Tomcat、Struts、JBoss、Eclipse、ANT、Xerces、Hibernate、Axis、AspectJ等等，許多工具還會出現在我們的咖啡館中，扮演重要的角色。

Java世界中，便宜無好貨絕對不成立，這些工具擁有足以和商業軟體媲美的質量，很多商業IDE還集成了這些工具。對Java程式設計師而言，生活不單單會變得輕鬆，更重要的，你能夠看到希望，有為大家貢獻自己力量的機會！

　　五、小結

看到這裡，如果你能夠有學習Java技術的衝動，我也心滿意足了。選擇一門語言是困難的，你必須有所取捨。即使你是堅定的微軟技術迷，有時間也歡迎到這個咖啡館小坐一會兒，嘆一嘆Java這別樣的風情。