應(yīng)IT168寫的專稿.http://tech.it168.com/j/2007-08-23/200708232214378.shtml
Java能為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的平臺(tái)嗎？
自由紫風(fēng)
Java作為一種成熟的語言，同時(shí)作為一種優(yōu)秀的平臺(tái)，已經(jīng)廣為接受。很多的程序員對Java技術(shù)很精通。如果說在進(jìn)行軟件開發(fā)的時(shí)候，把Java這個(gè)平臺(tái)拋掉或?qū)χ萌糌杪?，對現(xiàn)在的開發(fā)者來說，這是一件忍痛割愛的事情。不管是為了更好的提高程序的性能或是穩(wěn)定性，還是看中了Java非常豐富的類庫，非Java應(yīng)用程序在JVM上運(yùn)行已經(jīng)吊足了程序員的胃口。那么，Java可以為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)嗎？JVM能承擔(dān)這一艱巨的任務(wù)否？
一、 引言
最近筆者讀到一篇”Use Java to Improve Drupal's Scalability”的文章。作者（Geert Bevin）在使用Drupal（一套采用GPL授權(quán)的開放源碼軟件，它可以讓個(gè)人或社區(qū)使用者很容易地發(fā)表、管理并組織一個(gè)網(wǎng)站里大量且多樣的內(nèi)容，已經(jīng)有許多個(gè)人和組織采用Drupal來建立各種不同的網(wǎng)站）時(shí)遇到了程序穩(wěn)定性方面的瓶頸。由于Drupal使用數(shù)據(jù)庫作為緩存，而PHP在跨越Request時(shí)是不會(huì)保存對象的狀態(tài)信息的，所以他決定使用Terracotta——一個(gè)JVM級的開源群集框架，能提供：HTTP Session復(fù)制，分布式緩存，POJO群集，跨越群集的JVM來實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)。使用這一替代方案后，盡管他也遇到了一些別的小問題，但穩(wěn)定性的問題最終得以解決。同時(shí)，將PHP在Java下運(yùn)行，還可以得到更加安全的運(yùn)行環(huán)境。
上面的例子，我們可以看出，應(yīng)用程序雖然采用了非Java的技術(shù)來構(gòu)建，但最終在Java的環(huán)境下運(yùn)行，并通過JVM來提高應(yīng)用程序的穩(wěn)定性和性能。而且，非Java編寫的程序可以在JVM上更加快速的運(yùn)行，這是非常有意思且有意義的事情。而在不久之前，也許三年或四年前，程序員經(jīng)常報(bào)怨，一種語言編寫的程序往往只能在特定的環(huán)境下運(yùn)行。當(dāng)然，這也包括Java本身。
當(dāng)然，如今而言，這聽上去有點(diǎn)不夠人性化。因?yàn)椴还苁?/span>PHP應(yīng)用程序，Ruby on Rails應(yīng)用程序，或是.NET應(yīng)用程序，似乎都可以在Java環(huán)境下運(yùn)行了。更有甚者宣稱，這三種應(yīng)用程序在Java環(huán)境下的運(yùn)行效率比他們在各自特定的環(huán)境下運(yùn)行的效率還要高。
不管是為了更好的提高程序的性能或是穩(wěn)定性，還是看中了Java非常豐富的類庫，非Java應(yīng)用程序在JVM上運(yùn)行已經(jīng)吊足了程序員的胃口。那么，Java可以為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)嗎？JVM能承擔(dān)這一艱巨的任務(wù)否？
二、 在JVM中運(yùn)行.NET依舊能保證性能
Mainsoft公司最近發(fā)布了2.0版本的Mainsoft for Java EE（原名Visual Mainwin），同時(shí)發(fā)布的還有一份有趣的白皮書 。據(jù)該白皮書稱，一個(gè)基于.NET的應(yīng)用程序，若是借助于Mainsoft for Java EE技術(shù)交叉編譯之后運(yùn)行于Java EE平臺(tái)上，那么在某些方面的性能甚至?xí)?qiáng)于原有的.NET應(yīng)用程序。
交叉編譯引擎將.NET Framework生成的Microsoft Intermediate Language（MSIL）交叉編譯成Java的字節(jié)代碼。然后基于Java的.NET Framework實(shí)現(xiàn)即可支持應(yīng)用程序運(yùn)行于Java平臺(tái)之上。不但如此，Visual Studio擴(kuò)展還能夠允許開發(fā)者在Java EE平臺(tái)上編寫、編譯、部署以及調(diào)試Web或服務(wù)器應(yīng)用程序。
因?yàn)榇a的交叉編譯發(fā)生于字節(jié)碼級別，所以其過程并不需要源文件轉(zhuǎn)換——這就意味著開發(fā)者仍舊可以使用Visual Studio.Net作為他們可移植程序的開發(fā)環(huán)境。Mainsoft還使用Java重新實(shí)現(xiàn)了很大的一部分.NET Framework，包括ASP.Net、ADO.Net以及Web Service API等。不過因?yàn)?/span>Mainsoft for Java EE主要專注于Web以及服務(wù)器應(yīng)用程序方面，所以類似Windows Form的組件則沒有提供。
圖1. 將ASP.NET和.NET Server部署在Java EE上示意圖
遷移后的Java EE應(yīng)用程序可以運(yùn)行于IBM WebSphere、BEA WebLogic和Apache Tomcat之上。在完全相同的硬件條件下，遷移后的Java EE應(yīng)用程序（運(yùn)行于WebSphere之上）：每秒處理請求數(shù)（Requests Per Second，RPS）比原有.NET應(yīng)用程序提高了8%；具有更好的CPU可伸縮性 ，在RPS方面幾乎是線性增長的；在各種經(jīng)過測試的負(fù)載情況下，都提高了至少4%的響應(yīng)時(shí)間；在重負(fù)載情況下，RPS提高了至少5% 。
從客戶的角度來看這的確是一種很好且很吸引人的技術(shù)，比如客戶已經(jīng)傾向于J2EE的解決方案，而對原有的某些采用.NET實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，假期再采用J2EE來重寫，其中的人力物力的浪費(fèi)可想而知。此外.NET和J2EE平臺(tái)現(xiàn)在來很難說誰優(yōu)誰劣，各有所長，如果能夠發(fā)揮各自的優(yōu)勢豈不是非常妙的事情。
通常要實(shí)現(xiàn).NET與J2EE之間的互操作只能通過高層接口，如WebService等，效率比較低，此外必須部署和維護(hù)不同的操作系統(tǒng)等問題，現(xiàn)在可以把.NET的程序編譯成JVM Bytecode，如此一來，兩類程序可以融合在一塊。不過互操作還是得通過高層接口才能實(shí)現(xiàn)，不知道Mainsoft在他們之間的互操作上有什么好方法。這方面有JIntegra的產(chǎn)品，ArcGIS用的就是這個(gè)產(chǎn)品。
三、 Ruby on JVM
Ruby on JVM就是說把Ruby放到JVM上運(yùn)行，換句話說，在JVM這個(gè)平臺(tái)上可以去運(yùn)行Ruby，為什么會(huì)把Ruby放到JVM上運(yùn)行呢？因?yàn)楹芏嗳俗钇婀值倪@一個(gè)問題就是，Ruby有它自己的平臺(tái)，它為什么就會(huì)放到JVM上運(yùn)行？實(shí)際上，廣大的程序員們已經(jīng)知道，Java本身是已經(jīng)被大家廣為接受的一個(gè)平臺(tái)，已經(jīng)有很多的程序員非常熟悉Java技術(shù)知識(shí)，所以說Java這個(gè)平臺(tái)本身已經(jīng)得到了大家的一個(gè)認(rèn)可，那么，如果在開發(fā)的時(shí)候把Java這個(gè)平臺(tái)去拋掉不利用，對Java開發(fā)者來說，這是一件不可能的事情。
Ruby可能現(xiàn)在受程序員所關(guān)注，可能主要是由于Ruby on rails的興起，而Ruby on rails帶給大家的是什么呢？最主要的體現(xiàn)是開發(fā)效率的提升。有媒體宣稱Ruby on Rails可以給軟件開發(fā)帶來十倍開發(fā)效率的提升，當(dāng)然這不排除炒作的成分。即便拋去這個(gè)廣告因素來說，可能也確確實(shí)實(shí)有幾倍的效率提升。而人們總是愿意用這種最少的力量去干盡可能多的事情，那既然有像Ruby這么好的開發(fā)語言，人們則希望能把Ruby運(yùn)用在自己的實(shí)際的工作之中。如果把Ruby這樣好的語言編寫的程序，和Java這樣一個(gè)比較成熟的平臺(tái)，兩者結(jié)合起來的話，則能把二者的優(yōu)勢結(jié)合起來，對程序員來說也是一個(gè)非常好的選擇。
Ruby的優(yōu)點(diǎn)就是它開發(fā)效率高，而Java的優(yōu)點(diǎn)就是它資源非常豐富。而在企業(yè)級應(yīng)用，已經(jīng)有大量且成熟的Java EE解決方案，這樣兩者可以互補(bǔ)。如果把Ruby放到JVM這個(gè)平臺(tái)上，在Ruby的代碼里就可以使用Java的類庫。而Java已經(jīng)有很多現(xiàn)成的且做得很好的類庫及解釋方案，都可以在Ruby代碼中得到復(fù)用；另外一方面，可以把Ruby的應(yīng)用部署到JVM上。
要使Ruby運(yùn)行在JVM上，主要的方式有兩種。第一，因?yàn)?/span>Ruby是一種解釋性的語言，利用Java開發(fā)一個(gè)Ruby的解釋器，然后讓Ruby的應(yīng)用程序運(yùn)行在JVM平臺(tái)上，而這也確確實(shí)實(shí)是現(xiàn)在可能比較主流的方式——JRuby；那另外一種方式，除了解釋的方式外，還可以采用編譯的方式，把Ruby的代碼編譯成Java Bytecode，然后讓Bytecode去運(yùn)行在JVM的平臺(tái)上——XRuby。
四、 JVM——高層次的OS
在這樣的一場游戲中，我們似乎可以把Java看作為構(gòu)建于OS（操作系統(tǒng)）之上高層次的OS——可以為應(yīng)用程序或框架提供重要的底層服務(wù)及功能。但這些服務(wù)及功能非一般的普通OS技術(shù)能提供，例如普通的OS可能有：內(nèi)存管理；線程，處理及同步；執(zhí)行本地程序或解釋Shell腳本。而JVM這層OS，可提供：簡易的垃圾回收；在應(yīng)用程序中對內(nèi)存進(jìn)行安全管理；即時(shí)編譯技術(shù)（JIT，Just In Time）執(zhí)行動(dòng)態(tài)代碼。
在Windows程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于發(fā)展初期時(shí)，Windows程序員可使用的編程工具唯有API函數(shù)。這些函數(shù)在程序員手中猶如“積木塊”一樣，可搭建出各種界面豐富、功能靈活的應(yīng)用程序。不過，由于這些函數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以往往難以理解，而且容易誤用。而隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，在Windows平臺(tái)上出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的可視化編程環(huán)境，程序員可以采用“所見即所得”的編程方式來開發(fā)具有精美用戶界面和功能的應(yīng)用程序。這些可視化編程環(huán)境操作簡便、界面友好，比如：Visual C++，Delphi，Visual Basic等等。在這些工具中提供了大量的類庫和各種控件，它們替代了API的神秘功能。事實(shí)上，這些類庫和控件都是構(gòu)筑在Windows API的基礎(chǔ)上的，但它們使用方便，加速了Windows應(yīng)用程序的開發(fā)，所以受到程序員的普遍采用。有了這些類庫和控件，程序員們便可以把主要精力放在 整體功能的設(shè)計(jì)上，而不必過于關(guān)注具體細(xì)節(jié)。不過，這也導(dǎo)致了非常多的程序員在類庫面前“固步自封”，對下層API函數(shù)的強(qiáng)大功能一無所知。
當(dāng)OS技術(shù)開始流行后，隨著C/S開發(fā)模式的發(fā)展，每種語言/編譯器/IDE等都具有各自專用的API和運(yùn)行時(shí)。因此，在程序員的世界里充滿了各種各樣的內(nèi)庫及可供程序員調(diào)用的組件，有如Glibs/MSVC、OWL/MFC、VBRUN、Smalltalk VMs等等。
Java和.NET都競爭著開發(fā)高層次的OS。.NET由于嵌入進(jìn)了Windows操作系統(tǒng)，因此顯得更加的專業(yè)。但是，Java顯然更加的關(guān)注如何使JVM為更多的開發(fā)語言提供更寬闊的平臺(tái)。因此，Sun宣稱，Java EE 7將會(huì)為更多的開發(fā)語言提供更好的統(tǒng)一平臺(tái)。當(dāng)然開源的Java JDK將使這一宣稱更具可操作性，使Java不但可以嵌入到Windows中去，同時(shí)還有Solaris……
五、 小論
網(wǎng)上已經(jīng)有將CRL Bytecode轉(zhuǎn)成Java bytecode的編譯器。據(jù)稱，這使用得在.NET環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序，其運(yùn)行速度比在.NET環(huán)境下要塊得多。同時(shí)，最近，相關(guān)組織已經(jīng)采用Java開發(fā)了兩個(gè)操作系統(tǒng)：JX和JNode，當(dāng)然這只是很前沿的探索，并非像Windows一樣的成熟。IBM也宣稱要在這方面進(jìn)行更大的投入研究。同時(shí)，BEA采用Java開發(fā)的LiquidVM不再需要操作系統(tǒng)，它可以在自己的VMWare上運(yùn)行。
我們有理由相信，走過了十多年風(fēng)風(fēng)雨雨的Java，是有足夠的能力和潛力為應(yīng)用程序提供一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)的。不管是PHP應(yīng)用程序，Ruby on Rails應(yīng)用程序，或是.NET應(yīng)用程序，應(yīng)該都可以在Java環(huán)境下運(yùn)行，且應(yīng)用程序在Java環(huán)境下的運(yùn)行效率比在他們各自特定的環(huán)境下運(yùn)行的效率還要高。這就是Java的魅力，同時(shí)也是它的潛力。