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Java二進制兼容性概述

2019-11-18 13:20:04
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供稿：網(wǎng)友

　　現(xiàn)在的軟件越來越依靠于不同廠商、作者開發(fā)的共享組件，組件治理也變得越來越重要。在這方面，一個極其重要的問題是類的不同版本的二進制兼容性，即一個類改變時，新版的類是否可以直接替換原來的類，卻不至于損壞其他由不同廠商/作者開發(fā)的依靠于該類的組件？
　　
　　java二進制兼容性概念的主要目標是推動Internet上軟件的廣泛重用，同時它還避免了大多數(shù)C++環(huán)境面臨的基礎類脆弱性問題——例如，在C++中，對域（數(shù)據(jù)成員或?qū)嵗兞浚┑脑L問被編譯成相對于對象起始位置的偏移量，在編譯時就確定，假如類加入了新的域并重新編譯，偏移量隨之改變，原先編譯的使用老版本類的代碼就不能正常執(zhí)行；虛擬方法調(diào)用也存在同樣的問題。
　　
　　C++環(huán)境通常采用重新編譯所有引用了被修改類的代碼來解決問題。在Java中，少量開發(fā)環(huán)境也采用了同樣的策略，但這種策略存在諸多限制。例如，假設有人開發(fā)了一個程序P，P引用了一個外部的庫L1，但P的作者沒有L1的源代碼；L1要用到另一個庫L2。現(xiàn)在L2改變了，但L1無法重新編譯，所以P的開發(fā)和更改也受到了限制。
　　
　　為此，Java引入了二進制兼容的概念——假如對L2的更改是二進制兼容的，那么更改后的L2、原來的L1和現(xiàn)在的P能夠順利連接，不會出現(xiàn)任何錯誤。
　　
　　首先來看一個簡單的例子。Authorization和Hello類分別來自兩個不同的作者，Authorization提供身份驗證和授權服務，Hello類要調(diào)用Authorization類。
　　
　　package com.author1;
　　public class Authorization {
　　　public boolean authorized(String userName) {
　　　　return true;
　　　}
　　}
　　package com.author2;
　　import com.author1.*;
　　class Hello {
　　　public static void main(String arg[]) {
　　　　Authorization auth = new Authorization();
　　　　if(auth.authorized("MyName"))
　　　　　System.out.　　　　else
　　　　　System.out.println("您未能通過身份驗證");
　　　}
　　}
　　
　　現(xiàn)在author1發(fā)布了Authorization類的2.0版，Hello類的作者author2希望在不更改原有Hello類的情況下使用新版的Authorization類。2.0版的Authorization要比原來的復雜不少：
　　
　　package com.author1;
　　public class Authorization {
　　　public Token authorized(String userName, String pwd) {
　　　　return null;
　　　}
　　　private boolean determineAuthorization(String userName, String pwd) {
　　　　return true;
　　　}
　　　public boolean authorized(String userName) {
　　　　return true;
　　　}
　　　public class Token { }
　　}
　　
　　作者author1承諾2.0版的Authorization類與1.0版的類二進制兼容，或者說，2.0版的Authorization類仍然滿足1.0版的Authorization類與Hello類的約定。顯然，author2編譯Hello類時，無論使用Authorization類的哪一個版本都不會出錯——實際上，假如僅僅是因為Authorization類升級，Hello類根本無需重新編譯，同一個Hello.class可以調(diào)用任意一個Authorization.class。
　　
　　這一特性并非Java獨有。UNIX系統(tǒng)很早就有了共享對象庫（.so文件）的概念，Windows系統(tǒng)也有動態(tài)鏈接庫（.dll文件）的概念，只要替換一下文件就可以將一個庫改換為另一個庫。就象Java的二進制兼容特性一樣，名稱的連接是在運行時完成，而不是在代碼的編譯、連接階段完成，而因它也同樣擁有Java二進制兼容性所具有的優(yōu)點，例如修改代碼時只需重新編譯一個庫，便于對程序的某一部分進行修改。但是，Java的二進制兼容性還有其獨特的優(yōu)勢：
　　
　　⑴ Java將二進制兼容性的粒度從整個庫（可能包含數(shù)十、數(shù)百個類）細化到了單個的類。
　　
　　⑵ 在C/C++之類的語言中，創(chuàng)建共享庫通常是一種有意識的行為，一個應用軟件一般不會提供很多共享庫，哪些代碼可以共享、哪些代碼不可共享都是預先規(guī)劃的結(jié)果。但在Java中，二進制兼容變成了一種與生俱來的天然特性。
　　
　　⑶ 共享對象只針對函數(shù)名稱，但Java二進制兼容性考慮到了重載、函數(shù)簽名、返回值類型。
　　
　　⑷ Java提供了更完善的錯誤控制機制，版本不兼容會觸發(fā)異常，但可以方便地捕捉和處理。相比之下，在C/C++中，共享庫版本不兼容往往引起嚴重問題。

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