Java基础概览和常用知识（三）

AOT 有什么优点?为什么不全部使用 AOT呢?

JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation)， 提前编译，是一种在程序运行之前将源代码或中间代码编译成目标平台的机器代码或可执行代码的编译技术。
和 JIT 不同的是，这种编译模式会在程序被执行前就将其编译成机器码，属于静态编译（C、 C++，Rust，Go 等语言就是静态编译）。AOT 避免了 JIT 预热等各方面的开销，可以提高 Java 程序的启动速度，避免预热时间长。并且，AOT 还能减少内存占用和增强 Java 程序的安全性（AOT 编译后的代码不容易被反编译和修改），特别适合云原生场景。

一、AOT的基本原理

AOT编译是在程序发布或部署时进行的，它将源代码或中间代码提前编译成目标平台的机器代码。这意味着，当程序运行时，它可以直接执行已经编译好的机器代码，而无需再进行即时编译（JIT）。这种编译方式可以减少程序在运行时的编译开销，提高程序的启动速度和性能。

二、AOT的优点

提高启动速度：由于AOT编译在程序运行前就完成了编译工作，因此可以显著减少程序启动时的编译时间，提高启动速度。
减少运行时开销：AOT编译后的程序可以直接执行机器代码，无需再进行即时编译，从而减少了运行时的编译开销。
提高性能：通过提前编译，AOT可以优化代码的执行路径，提高程序的运行性能。
增强安全性：AOT编译后的代码不容易被反编译和修改，从而提高了程序的安全性。

三、AOT的局限性

灵活性受限：AOT编译在编译时就需要确定代码的行为，因此可能无法完全适应某些特定的运行时环境。这限制了AOT编译器的灵活性。
无法利用运行时优化：与JIT编译相比，AOT编译无法在运行时根据程序的执行情况进行动态优化。这可能导致在某些情况下，AOT编译后的程序性能不如JIT编译后的程序。
开发效率降低：在开发过程中，开发人员经常需要快速迭代和修改代码。AOT编译需要较长的构建时间，这可能会降低开发效率。

四、AOT的应用场景

移动应用：移动设备通常对启动时间和运行性能有严格要求。AOT编译可以确保应用在启动时立即运行，减少用户等待时间，提升用户体验。
嵌入式系统：嵌入式系统通常资源有限，如内存、CPU等。AOT编译可以生成高效的机器码，充分利用有限的资源，提高系统的整体性能。
游戏开发：游戏通常需要快速启动和高性能运行。AOT编译可以确保游戏在启动时立即运行，同时提高游戏的运行性能。
消毒与水处理：在消毒和水处理领域，AOT技术也被广泛应用于紫外光催化消毒器中。这种消毒器能够有效地杀死细菌、病毒等有害物质，广泛应用于医疗、卫生、餐饮等领域。

五、AOT 与 JIT（Just-In-Time Compilation）的两者之间的关系指标对比

AOT（提前编译）

优点：提高启动速度，减少运行时编译开销，增强安全性。
缺点：灵活性受限，无法利用运行时优化信息，可能影响开发效率。
适用场景：移动应用、嵌入式系统、游戏等对启动速度和性能有严格要求的环境。

JIT（即时编译）

优点：灵活性高，能够根据运行时信息动态优化代码，开发效率高。
缺点：增加运行时编译开销，可能影响启动速度。
适用场景：需要动态加载和执行代码、对灵活性要求高的环境，如Web应用和部分桌面应用。

可以看出，AOT 的主要优势在于启动时间、内存占用和打包体积。JIT 的主要优势在于具备更高的极限处理能力，可以降低请求的最大延迟。因此，在选择是否使用AOT时，需要根据具体的应用场景和需求进行权衡和选择。

既然 AOT 这么多优点，那为什么不全部使用这种编译方式呢？

只能说 AOT 更适合当下的云原生场景，对微服务架构的支持也比较友好。除此之外，AOT 编译无法支持 Java 的一些动态特性，如反射、动态代理、动态加载、JNI（Java Native Interface）等。然而，很多框架和库（如 Spring、CGLIB）都用到了这些特性。如果只使用 AOT 编译，那就没办法使用这些框架和库了，或者说需要针对性地去做适配和优化。举个例子，CGLIB 动态代理使用的是 ASM 技术，而这种技术大致原理是运行时直接在内存中生成并加载修改后的字节码文件也就是 .class 文件，如果全部使用 AOT 提前编译，也就不能使用 ASM 技术了。为了支持类似的动态特性，所以选择使用 JIT 即时编译器

Oracle JDK vs OpenJDK

Oracle JDK和OpenJDK都是Java开发工具包（JDK）的发行版

一、发行与更新频率

Oracle JDK：由Oracle公司发布，通常每6个月发布一次主要版本，并定期进行安全和维护更新。Oracle JDK提供了长期支持（LTS）版本，这些版本在发布后的较长时间内提供更新和支持。
OpenJDK：作为一个开源项目，OpenJDK的发布频率可能更高，通常每3个月发布一次版本（但这也可能因项目计划和社区贡献而有所不同）。OpenJDK也提供了多个衍生版本，由不同的厂商和社区维护。

二、开源性与许可

OpenJDK：是完全开源的，遵循GPL v2许可协议。这意味着任何人都可以查看、修改和分发其源代码。OpenJDK社区由多个组织和个人组成，共同维护和推动Java平台的发展。
Oracle JDK：虽然基于OpenJDK的源代码构建，但Oracle JDK本身并不完全开源。Oracle JDK使用BCL/OTN等协议进行许可，这些协议可能包含对商业使用的限制。然而，从Java 11开始，Oracle也提供了开源的Oracle OpenJDK版本，以与OpenJDK保持一致性。

三、功能与性能

Oracle JDK：通常包含更多的功能和性能优化，特别是针对企业级应用。Oracle JDK提供了如Java Flight Recorder和Java Mission Control等工具，这些工具对于监控和调优Java应用非常有用。此外，Oracle JDK还经过了广泛的测试和验证，以确保其稳定性和可靠性。
OpenJDK：虽然与Oracle JDK在代码上非常接近，但可能缺少一些Oracle JDK特有的功能和性能优化。然而，OpenJDK也提供了足够的功能和性能来满足大多数开发者的需求。随着OpenJDK社区的不断发展，其功能和性能也在不断提高。

四、支持与社区

Oracle JDK：Oracle为Oracle JDK提供了官方支持和文档。这意味着开发者可以获得来自Oracle的专业支持和更新。然而，Oracle JDK的商业许可可能会对一些用户产生额外的成本。
OpenJDK：作为一个开源项目，OpenJDK拥有庞大的社区支持。社区成员可以贡献代码、提供支持和解决问题。此外，多个厂商和社区也提供了基于OpenJDK的衍生版本，这些版本可能包含额外的功能和优化。

五、Oracle JDK 和 OpenJDK 如何选择？

Oracle JDK：

适合企业级应用，提供丰富的功能和性能优化。
官方支持和更新，确保稳定性和可靠性。
可能包含一些专有功能和工具。
商业许可，可能产生额外成本。

OpenJDK：

开源且免费，易于获取和分发。
社区支持，有多个衍生版本可供选择。
功能和性能逐渐提高，满足大多数开发者需求。
无商业许可限制，适合开源项目和实验性应用。

选择建议：

如果需要企业级支持、稳定性和专有功能，且预算允许，选择Oracle JDK。
如果注重开源、社区支持和成本效益，且您的应用不需要Oracle JDK的专有功能，选择OpenJDK。

最终选择应基于具体需求、预算和对Java平台的熟悉程度。

Java和C++的区别？

Java和C++是两种流行的编程语言。

一、应用领域

Java：主要用于开发跨平台的企业级应用、Web应用、移动应用和大型系统。其跨平台特性使得Java成为Web开发领域的首选语言之一。
C++：广泛应用于系统级开发、游戏开发、嵌入式系统和性能要求较高的应用。C++具有更接近底层的控制能力，适合需要高性能和精确内存管理的场景。

二、语言风格

Java：纯粹的面向对象编程语言，所有的代码都必须写在类中。Java注重代码的简洁性和可读性，提供了丰富的类库和API来支持面向对象编程。
C++：既支持面向对象编程，也支持面向过程编程。C++提供了更多的编程范式，允许开发人员使用类和函数来组织代码，同时也支持指针和内存管理等底层操作。

三、内存管理

Java：使用自动垃圾回收机制进行内存管理，程序员不需要手动分配或释放内存。这降低了内存泄漏的风险，提高了开发效率。
C++：需要手动管理内存，包括手动分配和释放内存。这提供了更大的灵活性，但也增加了内存管理的复杂性。C++程序员需要谨慎处理指针和内存分配，以避免内存泄漏和悬挂指针等问题。

四、平台依赖性

Java：被设计为平台无关的语言，可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行。这使得Java程序具有高度的可移植性和跨平台能力。
C++：代码需要在特定平台上进行编译和执行，因此具有平台依赖性。这限制了C++程序在不同操作系统和设备上的兼容性。

五、异常处理

Java：引入了异常处理机制，强制开发者使用try-catch块来捕获和处理异常。这有助于提高程序的健壮性和可靠性。
C++：也支持异常处理，但并不强制开发者使用。C++的异常处理机制相对较为灵活，但也需要开发者谨慎处理以避免潜在的问题。

六、执行效率

Java：由于使用解释执行和垃圾回收机制，相对于C++来说，执行效率较低。然而，随着JVM的优化和即时编译（JIT）技术的发展，Java程序的执行效率已经得到了显著提升。
C++：是一种编译型语言，直接编译成机器代码，因此通常比Java执行效率更高。C++的高性能使其成为对性能要求较高的应用程序的首选语言之一。

七、开发工具与框架

Java：提供了丰富的开发工具包（JDK）和集成开发环境（IDE），如Eclipse、IntelliJ IDEA等。此外，Java还拥有庞大的生态系统和丰富的框架和库，如Spring、Hibernate等，支持快速开发和部署企业级应用。
C++：可以使用多个编译器和IDE，如GCC、Visual Studio等。C++也拥有许多流行的框架和库，如Boost、Qt等，支持不同领域的应用开发。

Java和C++在应用领域、语言风格、内存管理、平台依赖性、异常处理、执行效率以及开发工具与框架等方面都存在显著差异。选择哪种语言取决于具体的应用场景和个人需求。