Java发展史
一、Java起源
1. 起源背景
Java最初由James Gosling和他的团队在Sun Microsystems公司于1991年发明，主要目的是设计一种适用于消费电子产品的软件平台，具有跨平台能力、简单易用。当时，消费电子产品市场正在快速发展，但各品牌设备之间的兼容性问题严重，Sun Microsystems公司决定启动一个代号为“Green Project”的项目，目标是开发一种能够在各种消费电子设备上运行的软件平台。
最初，Gosling给这门新语言取名为“Oak”，这是因为他办公室外有一棵橡树（Oak Tree）。然而，由于“Oak”这个名字已经被注册为商标，他们不得不另选新名。
James Gosling 回忆说，“Java”是一个叫 Mark Opperman 的人提议的，他是在一家咖啡店得到灵感的。奇妙的是，“Java”这个单词也是印度尼西亚爪哇岛的英文名，因生产咖啡而闻名，巧不巧？
使用十六进制编辑器打开由 Java 源代码编译出的二进制文件（.class 文件，后面会详细介绍，先不着急），就可以看得到，最前面的 8 个字符是 CA FE BA BE（定义文件类型的魔数），即词组“CAFE BABE”（咖啡屋宝贝）。
1995年5月23日，Java语言正式发布，并首次引入了“Write Once, Run Anywhere”（WORA）的理念。
二、Java发展简史
20 世纪 90 年代，单片式计算机系统诞生。单片式计算机系统不仅廉价（之前的计算机非常庞大，并且昂贵），而且功能强大，可以大幅度提升消费性电子产品的智能化程度。
Sun 公司为了抢占市场先机，在 1991 年成立了一个由詹姆斯·高斯林（James Gosling）领导的，名为“Green”的项目组，目的是开发一种能够在各种消费性电子产品上运行的程序架构。
项目组首先考虑的是采用 C++ 来编写程序，但 C++ 过于复杂和庞大，再加上消费电子产品所采用的嵌入式处理器芯片的种类繁杂，需要让编写的程序能够跨平台运行并不容易——C++ 在跨平台方面做得并不好。
思前想后，项目组最后决定：在 C++ 的基础上创建一种新的编程语言，既能够剔除 C++ 复杂的指针和内存管理，还能够兼容各种设备。这语言最初的名字叫做 Greentalk，文件扩展名为 .gt。这个名字叫的比较随意，就因为项目组叫 Green，没什么特殊的寓意。
Oak 是“Java”的第二个名字，这次就有点意义了。Oak（橡树）是力量的象征，被美国、法国、德国等许多欧美国家选为国树。
1992 年，Oak 的雏形有了，但项目组在向硬件生产商进行商演的时候，并没有获得认可，于是 Oak 就被搁置一旁了。
1994 年，项目组发现 Java 更适合进行 Internet 编程。随后，项目组用 Oak 语言研发了一种能将小程序嵌入到网页中执行的技术——Applet。Applet 不仅能嵌入网页，还能够随同网页在网络上进行传输。
1995 年，Oak 被重新命名为“Java”，因为 Oak 被别的公司注册过了。新的名字最好能够表达出技术的本质：dynamic（动态的）、revolutionary（革命性的）、Silk（像丝绸一样柔软的）、Cool（炫酷的）等等。另外，名字一定要容易拼写，念起来也比较有趣。
“Java”是印度尼西亚爪哇岛的英文名，因生产咖啡而闻名，所以，小伙伴也看到了，Java 这个单词经常和一杯冒着热气的咖啡一起出现。
同年，Sun 公司在 SunWorld 大会上正式发布了 Java 1.0 版本，第一次提出了“Write Once, Run anywhere”的口号。《时代》杂志将 Java 评为 1995 年十大最佳产品之一。
1996 年 1 月 23 日，JDK 1.0 发布，Java 语言有了第一个正式版本的运行环境。JDK 1.0 是一个纯解释执行的 Java 虚拟机，代表技术有：Java 虚拟机、AWT（图形化界面）、Applet。
4 月，十个主要的操作系统和计算机供应商宣称将在产品中嵌入 Java 技术。9 月，已有大约 8.3 万网页应用采用了 Java 来制作。5 月底，第一届 JavaOne 大会在旧金山举行，从此，JavaOne 成为全世界数百万 Java 语言开发者的技术盛会。
1997 年 2 月 19 日，JDK 1.1 发布，代表技术有：JAR 文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI（远程方法调用）。
1998 年 12 月 4 日，JDK 1.2 发布，这是一个里程碑式的版本。Sun 在这个版本中把 Java 拆分为三个方向：面向桌面开发的 J2SE、面向企业开发的 J2EE，面向移动开发的 J2ME。代表技术有：EJB、Swing。
2000 年 5 月 8 日，JDK 1.3 发布，对 Java 2D 做了大幅修改。
2002 年 2 月 13 日，JDK 1.4 发布，这是 Java 真正走向成熟的一个版本，IBM、富士通（二哥曾在这家世界 500 强的日企工作过三年半时间）等著名公司都有参与。代表技术有：正则表达式、NIO。
2004 年 9 月 30 日，JDK 5 发布，注意 Sun 把“1.x”的命名方式抛弃了。JDK 5 在 Java 语法的易用性上做出了非常大的改进，比如说：自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变参数、foreach 循环。
2006 年 12 月 11 日，JDK 6 发布，J2SE 变成了 Java SE 6，J2EE 变成了 Java EE 6，J2ME 变成了 Java ME 6。JDK 6 恐怕是 Java 历史上使用寿命最长的一个版本了。主要的原因有：代码复杂性的增加、世界经济危机、Oracle 对 Sun 的收购。
JDK 6 的最后一个升级补丁为 Java SE 6 Update 211， 于 2018 年 10 月 18 日发布。
2009 年 2 月 19 日，JDK 7 发布，但功能是阉割的。很多翘首以盼的功能都没有完成，比如说 Lambda 表达式。主要是因为 Sun 公司在商业上陷入了泥沼，已经无力推动 JDK 7 的研发工作。
2009 年 4 月 20 日，Oracle 以 74 亿美元的价格收购了市值曾超过 2000 亿美元的 Sun 公司——太阳终究还是落山了。对于 Java 语言这个孩子来说，可以说是好事，也可以说是坏事。好事是 Oracle 有钱，能够注入资金推动 Java 的发展；坏处就是 Oracle 是后爸，对 Java 肯定没有 Sun 那么亲，走的是极具商业化的道路。
2014 年 3 月 18 日，JDK 8 发布。
2017 年 9 月 21 日，JDK 9 发布。从此以后，JDK 更新版本的速度令开发者应接不暇，半年一个版本，虽然 Oracle 的目的是好的，为了避免因功能增加而引发的跳票风险，但不得不承认，版本更新的节奏实在是有点过于频繁。
这就导致一个问题，好不容易更新一个版本，用了六个月后，Oracle 不维护了。针对这个问题，Oracle 给出的解决方案挺奇葩的，每六个 JDK 大版本才会被长期支持（Long Term Support，LTS）。
JDK 8 是 LTS 版，2018 年 9 月 25 日发布的 JDK 11 是 LTS 版， 2018 年 3 月 20 日发布的 JDK 10 就可以一笔带过了。
2021 年发布的 JDK 17 是目前最新的 LTS 版本。
三、Java特性
Java跨平台性
开发者在不同平台上开发程序，曾经深受平台依赖性之苦，像C/C++等语言，编写的程序需要根据不同的操作系统和硬件平台进行手动适配，耗费大量时间精力。Java的出现宛如救星，凭借跨平台性，在程序开发领域掀起巨大变革。
当开发一个项目时，团队成员使用的电脑配置各异，有的是Windows系统，有的是Mac系统。如果用C/C++开发，就需要针对不同系统编译不同版本，不仅复杂，而且极易混淆。而Java就像一个通用的桥梁，开发人员只需将Java源代码（.java文件）通过Java编译器（javac）编译成Java字节码（.class文件），这字节码不针对特定硬件或操作系统，是一种抽象的机器指令，之后无论是在Windows、Linux还是Mac OS操作系统上，只要安装了对应的Java虚拟机（JVM）实现，程序就能流畅运行。JVM好比一个全能翻译官，它根据操作系统特性，将字节码精准翻译成相应的机器码，实现不同平台的无缝对接。这样我们就可以在不同平台上专注于业务逻辑开发，无需为适配各种环境分散精力，极大提升开发效率，降低维护成本。
例如，开发企业级应用时，前端开发人员可在Mac上高效设计界面，后端开发人员用Windows完成逻辑编写，测试人员在各类系统环境下全面测试，随后将程序部署到运行Linux的服务器上。整个过程中，无需针对不同平台修改代码，编译一次，到处运行，真正实现“Write Once, Run Anywhere”。
垃圾回收（Garbage Collection，GC）
在开发过程中，内存管理是至关重要且极易出错的环节。此前，如C/C++这般语言，将内存分配与回收全权交给开发者，这要求开发者对内存管理有深入了解，稍有不慎，就会导致内存泄漏、非法内存访问等严重问题。
以开发一个大型游戏为例，游戏中有大量角色、场景、道具等对象，频繁创建与销毁，若手动管理内存，不仅要时刻跟踪每个对象的生命周期，还要准确判断何时释放内存，这不仅大大增加代码量，还容易因疏忽引发程序崩溃。
Java引入垃圾回收机制，解决了这一难题。在Java程序运行时，所有对象都存储于Java堆（Heap）中，JVM负责堆中对象的内存分配。垃圾回收器通过引用追踪（Reference Tracking）确定对象的活动状态。开发过程中，我们创建大量对象，随后部分对象不再被引用，变成垃圾。此时，垃圾回收器定期扫描堆中的对象，标记所有可以访问到的对象，接着清除未被标记的对象，回收其占用的内存。通常，这一过程分为标记阶段（Marking）与清除阶段（Sweeping）。同时还对回收后内存进行合理分配与空间整理，减少内存碎片，确保后续对象能分配到合适连续内存块，避免频繁寻找可用内存导致的性能损耗。
以电商网站开发为例，用户浏览商品时会创建购物车、商品详情等对象，下单后这些对象不再被引用，垃圾回收器自动清理，释放内存，供新对象使用。这不仅减轻开发者负担，让他们能更专注业务逻辑开发，如优化购物车算法、提升支付流程安全性，还提升代码稳定性与健壮性，降低因内存管理问题引发的程序崩溃风险。
JIT（Just-in-Time Compilation）
在开发早期版本Java程序时，大家很快发现纯解释执行的性能瓶颈。比如开发一个计算密集型的科学计算应用，像对大量气象数据进行复杂模型计算，程序运行速度慢如蜗牛。每次执行字节码都需要JVM解释，性能远远达不到实际应用要求。
于是，Java引入JIT（Just-in-Time Compilation）技术，为性能优化开辟全新路径。运行程序时，JVM先加载class文件，并以解释方式执行字节码，这种方式确保跨平台特性。但JIT编译器同时登场，它实时监测程序运行，识别热点代码，这些热点代码往往是程序的核心业务逻辑，频繁执行，如电商系统中订单处理、支付环节相关代码。JIT编译器识别出后，立即将热点字节码在后台编译成本地机器码，编译完成的机器码存储于JVM内存，供后续重复快速执行。此外，JIT编译器对机器码进行优化，如循环展开、公共子表达式消除等，进一步提升执行效率。JVM还会缓存优化后的机器码，下次遇到相同热点代码，直接使用缓存代码，无需重新编译。
以开发视频编码软件为例，软件运行中存在大量图像处理热点代码，JIT编译器将其编译优化，大幅提升视频编码速度，从可能的数小时缩短至几十分钟，显著提高视频编码效率，使Java程序性能与本地编译的C或C++程序相媲美。
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