Java適用於嵌入式系統有什麼優點

Java是有sun公司於1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平台的總稱。Java平台由java虛擬機和java應用編程接口構成。下面是小編收集整理的關於Java適用於嵌入式系統的十大優點內容，歡迎閲讀!

　　1.與處理器無關

Java的第一個優點就是與處理器無關，這個優點似乎與嵌入式系統沒什麼相干。傳統上，嵌入程序就是針對特定的微處理器設計並在其上運行的，而C語言程序的可移植性則可通過編譯或交叉編譯來保障。

但是在Sun公司的模型中，一個程序可能是存儲在一個系統上，而被下載並運行在另一個完全不同的系統上;設備可能從不同地方下載一些程序來在一個處理器上運行，或者不同的處理器運行一個程序，通過網絡在相互間傳遞數據。使用Java，一個嵌入式系統就可能成為一個通用的通信設備，能下載並運行能完成特定任務的程序。

對嵌入式系統，這是一個新的模型，已經有一些開發者正在向它靠攏。例如，電視機頂盒的供應商已宣佈併入JVM，以使用户能通過Java applets在他們觀看電視的同時接收到的支持該電視節目的一些內容。這樣你在觀看足球比賽時，看到的支持內容就可以是對球員的技術統計，若你在看電影，看到的支持內容就可以是演員的背景資料。JVM還被移植到移動電話中，這樣用户可接收股票報價信息、比賽分數及其他即時信息。

這是一個恰當的設計和實施模型，首先它可以使開發平台的選擇更加靈活，無需在與目標相同的平台上開發，也不用關心交叉編譯的問題，因為Java字節碼能在任何有JVM的操作系統中運行。其次，這種模型帶來的另一個優點是幾乎所有的檢測和調試可以獨立於目標設備來進行。但是，一些數據輸入和硬件交互要求在目標(或是很好的仿真系統)上測試。由於個別JVM有時有兼容性的問題，你應該在所有將用到該程序的平台上測試它。但一般來説，你並不要高級而昂貴的、配備有邏輯探針、ICE以及其它調試工具的、針對目標平台的開發環境。

　　2.面向對象提高開發速度和可維護性

Java是一種純粹面向對象的語言。所有代碼和數據都是某個類的一部分，沒有全局變量或是獨立於類存在的代碼，一個對象是一個類的實例，對象是通過調用操作方法，或者説函數來操作的，而這些方法或函數也是類的一部分，對象的方法就對象的數據進行操作。Java類被組織成一個等級層次，在層次結構中，一個子類能夠繼承其超類的行為，並可用子類所具備的一些特有功能來擴展其超類的功能。對象模型是你能定義對應真實事物的數據結構，使得程序的任務和任務如何實現者二者之間的轉換變得基本上透明。

Java類層次有六個主要的類(共有二十三個類)成為類包(packages)。要應用任何包中的任何對象，你只需要申明那個包。你也擁有類層次中的全繼承性，任何層次深部的對象都可取用層次中較高處定義的所有方法。

面向對象的設計和編程的優點在於其開發速度和代碼的可維護性，許多面向對象的開發都能通過利用和更改現存類庫來完成，而不是創造一個新的結構。這就使開發加快了，Sun’s Java Workshop(一個完全用Java寫的IDE)的開發者能在幾個月內建立一個功能齊備的圖形IDE就是一個很好的證據。面向對象的方法還儘量使用自然的結構，使其有很高的可讀性，且可輕易更改和加強。

　　3.安全高

由於有了JVM，一個Java應用程序與操作系統或硬件完全隔絕，因此計算機病毒或其他作祟的代碼就很難獲得對設備的控制。虛擬機是主機設備和那些可能難以確定其質量和可靠性的軟件之間的一個保護層。

另外，Java設計者從該語言中去掉了指針變量的概念。Java不能任意訪問內存，只能讀寫有Java內存分配管理系統創建的對象。由於Java編譯器所強制的嚴格的分類機制，從理論上來説，訪問那些未分配給程序的內存區域是不可能的。這個限制使得要寫惡意代碼的程序變得非常困難了。當然，這個保護並不完善，有人已經在Java安全模型中找到漏洞，其中一些被Sun公司處理掉了。一些有天分但肆無忌憚的編程人員可能會寫些程序，有意但不直接地更改內存的內容，或從主機獲取密碼或其他信息。但是，JVM確實提供了一定的保護，使得幾乎不可能直接在硬件上運行代碼。

對Java applet施加的限制就更加嚴格了。由於Java applet被設計成從Internet上下載，因而被視為不可信任的代碼，除非它包括你已認定為可信任的主機的數字指紋。JVM在內存的一個稱之為sandbox的區域運行諸如applet這種不可信任的代碼。它給每個applet分配資源和特權，並將其限定在這些分配區域範圍中。除了這些限制，sandbox模型還施加如下限制：禁止讀寫當地計算機文件系統;網絡操作被限止，禁止不被信任的代碼建立與任何計算機的網絡連接，從其下載的那台計算機除外，它也不能在任何小於1024的端口號(為標準網絡協議使用那些著名的端口所保留的端口範圍)上監聽和接受連接;在運行不被信任代碼的線程組以外，禁止訪問或創建線程。

　　4.內存管理簡單

Java的內存管理遠比其他語言簡單，因為它不使用指針。當對象被實例化時，內存被動態分配。正如我們前面分析的，對個別內存地址的訪問被Java的設計者視為一個對安全的潛在危險，因此，訪問也被禁止。而且，Sun的網絡模型已假定你也許不知道目標處理器，而引用專用內存地址變得沒有必要。去掉指針的結果不僅提高了安全性，還簡化了編程，錯誤也減少了。

為了理解Java怎樣分配內存，我們來與C語言比較一下。在C語言中，可以用值或引用的方式來訪問數據。事實上，出於靈活性和控制考慮，非原始數據類型都由引用方式來存取，即通過指針訪問。因此，值和引用的不同變得非常清楚，特別是：因為你不得不使用不同的符號(*和&)來存取數據。要用這兩種不同的訪問方式，你必須清楚理解它們是什麼以及你為什麼應該使用這一個，而不使用那一個。

在Java中，由值和引用來存儲是無縫的，尤其因為其符號都一樣。兩者間唯一不同在於數據類型本身：所有原始數據類型始終由值的方式存取;所有對象，包括字串、數組以及文件流，始終由引用方式訪問。聲明為原始數據變量類型包含該變量的值，聲明為對象的變量則包含對該對象(即該對象的地址)的一個引用，而非對象自身的引用。僅僅聲明一個對象變量並不給對象分配內存，你必須用“new”關鍵字來分配內存和創建對象。

這兩種方法最根本的不同在於：不可能象在C中那樣就Java內存地址做指針算術或其他操作。Java中對象的地址是相對的(或虛擬的)，它由虛擬機任意分配，因此你沒有理由還想要指針地址。

　　5.具有垃圾收集功能

垃圾收集自動收集內存中未引用的內存，並將其歸回空閒內存鏈表中。JVM使用此功能將不在使用的內存還給系統。當Java程序説明並實例化一個對象或數組時，它僅僅做一個JVM請求，訪問其下面的系統內存(通常是通過主機操作系統)並分配內存，Java的垃圾收集系統通過內存收集對象，然後檢查它們的引用鏈。Java的垃圾收集系統的工作方式一般是搜索內存中的對象，然後檢查它們的引用表。它計算程序中有多少變量當前正在引用每個對象。若對象的引用數目為零，它知道此對象不再在使用了，它的內存可以收回。其結果就是，不必像你在C語言所作的那樣，要人工來釋放分配的內存。在C中，釋放內存是一個必要、耗時且易出錯的細節。Java自動而精確的處理此過程，去除了C/C++程序中那種常見的錯誤致因。

　　6.網絡實現方便

由於今天的嵌入式系統通常都是面向網絡的，採用內置網絡支持的語言節約了在實現網絡協議和通信程序方面耗費的大量時間和努力。在Java中，網絡類包括TCP/IP流和使用TCP及UDP的數據報程序，用於HTTP和URL服務的操作方法，以及錯誤檢查代碼和恢復功能。雖然實現網絡也可能用其他語言，比如C語言，但那些語言要求特別的附件軟件包、DLL，或其他必須由操作系統，或者第三方銷售提供的程序模塊，特別附件通常要求有操作系統或第三方工具的知識，不像Java，有標準的、內置的網絡支持。Java包括網絡包出於必要，因為設計者不能對一個作為基礎的操作系統的網絡設施做任何假定，他們必須得包括集成網絡程序庫，以確保Java程序能在所有平台上工作。

　　7.可以實現動態配置

動態配置是指系統啟動時的.用户制定配置或重新配置。需載入特殊的硬件配置、網絡參數或在引導期間支持特定用途的一些實用程序的系統，常常使用動態配置。Java以動態捆綁來支持動態配置。當你組成一個程序的各個類文件編譯成字節碼時，在你的類文件之間，或者對JVM包的類(如圖形、網絡以及核心語言支持)引用，還沒有被解決。當JVM載入你的程序時，它動態的載入並捆綁(即鏈接)你的程序引用的所有的類。因此，要改變系統配置，你所需要做的一切就是修正相應的類文件。下一次系統時，JVM自動捆綁新文件到你的程序中，而新的配置將生效執行。

　　8.可以輕鬆誘捕和處理錯誤

與許多操作系統和程序不同，對嵌入系統而言，重新啟動通常是無法接受的，就像我們都不希望打電話或者看電視時突然有技術性的中斷一樣。這意味着實際上所有嵌入式系統都必須足夠堅實以截取錯誤來防止它們使程序或更糟的是使整個設備崩潰。

程序錯誤的致因很多。相對來説，很少是因為繼承邏輯錯誤，而大多數程序的崩潰是因為意外輸入，或者是因為程序不能調用系統資源來完成某個特定操作造成的。所以，必須能夠預料這些問題，並要能夠誘捕它們，以免引起更大的問題。雖然，能用幾乎任何程序設計語言來誘捕和處理錯誤，不過如果有內置的設施來做這類工作，比如象Java那樣，會有極大的幫助。

在Java中，由拋出(產生)一個異常來提示錯誤。使用專門為異常處理而設計的語句(關鍵字try、catch、和finally)，程序能將其錯誤處理代碼安排到幾個集中區域，try程序塊是程序執行的正常流程。當一個異常發生在try塊(包括該嵌套塊中的各層子程序)中，控制就交給了catch塊。不管是否有異常發生，finally塊中的代碼始終要被執行。未被處理的異常會由調用堆棧自下而上傳播JVM並終止程序。不再需要動手編程，來將錯誤狀態通過幾層函數調用返回。而是，在錯誤發生由檢測錯誤的代碼直接拋出一個異常。這極大地簡化了應用程序中的錯誤處理代碼，進而獲得更好地錯誤處理效果和更堅實可靠的代碼。

　　9.提供對線程管理的直線支持

大多數操作系統都給一個過程產生和管理多個線程的能力，這些線程彼此獨立地完成不同的任務。但是，很少由程序語言提供對線程管理的直線支持，通常都需要直接調用操作系統功能。Java卻相反，直接在語言提供了產生、管理和協調同步線程地功能。與Java的其他特點一樣，該功能是必要的，因為設計者不敢確定底層的操作系統是否支持多線程。

開發者越來越多的在程序中使用線程，將其作為滿足一個程序不能完成的，通常相互無關的一些任務的一種手段。由於Java對線程有內置語言支持，以Java創建多線程較之與其它語言更簡單、更自然。

　　10.圖形功能強大

JVM包括一個龐大的圖形及窗口支持程序包，稱為Abstract Windowing Toolkit(AWT)。用AWT，你能在應用程序中快速而輕易地創建精緻而強大的圖形用户界面。對於需要精細的用户界面的嵌入系統來説，AWT能節省大量開發時間，從而是產品更快的走向市場。