java代码安全检测机制 java代码安全性

深入探索Java工作原理：JVM，内存回收及其他

Java语言引入了Java虚拟机 具有跨平台运行java代码安全检测机制的功能 能够很好地适应各种Web应用 同时 为了提高Java语言java代码安全检测机制的性能和健壮性 还引入了如垃圾回收机制等新功能 通过这些改进让Java具有其独特的工作原理

．Java虚拟机

Java虚拟机（Java Virtual Machine JVM）是软件模拟的计算机 它可以在任何处理器上（无论是在计算机中还是在其他电子设备中）安全兼容地执行保存在 class文件中的字节码 Java虚拟机的 机器码 保存在 class文件中 有时也可以称之为字节码文件

Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行 Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行 因此在运行时 Java源程序需要通过编译器编译成为 class文件

Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现 既要考虑处理器的型号 也要考虑操作系统的种类 由此在SPARC结构 X 结构 MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上 在UNIX Linux Windows和部分实时操作系统上都可实现Java虚拟机

．无用内存自动回收机制

在程序的执行过程中 部分内存在使用过后就处于废弃状态 如果不及时进行回收 很有可能会导致内存泄漏 进而引发系统崩溃 在C++语言中是由程序员进行内存回收的 程序员需要在编写程序时把不再使用的对象内存释放掉 这种人为管理内存释放的方法往往由于程序员的疏忽而致使内存无法回收 同时也增加了程序员的工作量 而在Java运行环境中 始终存在着一个系统级的线程 专门跟踪内存的使用情况 定期检测出不再使用的内存 并自动进行回收 避免了内存的泄露 也减轻了程序员的工作量

．代码安全性检查机制

安全和方便总是相对矛盾的 Java编程语言的出现使得客户端计算机可以方便地从网络上上传或下载Java程序到本地计算机上运行 但是如何保证该Java程序不携带病毒或者没有其他危险目的呢？为了确保Java程序执行的安全性 Java语言通过Applet程序来控制非法程序的安全性 也就是有了它才确保Java语言的生存

Java字节码的执行需要经过以下 个步骤

（ ）由类装载器（class loader）负责把类文件（ class文件）加载到Java虚拟机中 在此过程需要检验该类文件是否符合类文件规范

（ ）字节码校验器（bytecode verifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作 例如Applet程序中写本地计算机文件系统的操作

（ ）如果字节码校验器检验通过 由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行

注意

Java虚拟机采用 沙箱 运行模式 即把Java程序的代码和数据都限制在一定内存空间里执行 不允许程序访问该内存空间以外的内存 如果是Applet程序 还不允许访问客户端机器的文件系统

Java的运行环境

无论哪种语言都需要有它特定的运行环境 也就是平台 Java语言同样不例外 但是如何理解Java程序与硬件环境无关呢？

几乎所有的语言都需要通过编译或者解释才可以被计算机执行 但是Java有一点不同 它同时需要这两个过程 其实 也正是因为这个原因才使Java这种语言具有了平台无关性 当完成一个Java源程序后 首先 通过Java翻译程序将它编译成一种叫做字节码的中间代码 然后再由Java平台的解释器将它转换成为机器语言来执行 这一平台的核心就是JVM

Java的编译过程与其他的语言不同 像C++这样的语言 在编译时它是与计算机的硬件平台信息密不可分的 编译程序通过查表将所有指令的操作数和操作码等转换成内存的偏移量 即程序运行时的内存分配方式 目的是保证程序正常运行 而Java却是将指令转换成为一种 class的文件 这种文件不包含硬件的信息 需要执行时只要经过安装有JVM的机器进行解释 创建内存分配后再通过查表来确定一条指令所在的地址 这样就有效地保证了Java的可移植性和安全性

Java平台具有这样的特性和它的结构有关 通常一个程序运行的平台是一个硬件或者软件运行的环境 目前比较流行的是Windows XP Linux Solaris和MacOS Java的平台不太一样 它由两个部分组成 即JVM和应用程序设计接口

．JVM

JVM是Java平台的核心 为了让编译产生的字节码能更好地解释与执行 因此把JVM分成了 个部分 JVM解释器 指令系统 寄存器 栈 存储区和碎片回收区

◆JVM解释器 即这个虚拟机处理字段码的CPU

◆JVM指令系统 该系统与计算机很相似 一条指令由操作码和操作数两部分组成 操作码为 位二进制数 主要是为了说明一条指令的功能 操作数可以根据需要而定 JVM有多达 种不同的操作指令

◆寄存器 JVM有自己的虚拟寄存器 这样就可以快速地与JVM的解释器进行数据交换 为了功能的需要 JVM设置了 个常用的 位寄存器 pc（程序计数器） optop（操作数栈顶指针） frame（当前执行环境指针）和vars（指向当前执行环境中第一个局部变量的指针）

◆JVM栈 指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心 它提供给JVM解释器运算所需要的信息

◆存储区 JVM存储区用于存储编译过后的字节码等信息

◆碎片回收区 JVM碎片回收是指将使用过的Java类的具体实例从内存进行回收 这就使得开发人员免去了自己编程控制内存的麻烦和危险 随着JVM的不断升级 其碎片回收的技术和算法也更加合理 JVM 版后产生了一种叫分代收集技术 简单来说就是利用对象在程序中生存的时间划分成代 以此为标准进行碎片回收

．Java应用程序设计接口

Java Application Programming Interface简称Java API 其中文名为Java应用程序设计接口 它是一个软件集合 其中有许多开发时所需要的控件 可以用它来辅助开发

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/26733

相关问答

Q1: 什么是JAAS以及灵活的Java安全机制

JAAS：是通过验证谁 Java Authentication Authorization Service(JAASjava代码安全检测机制，Java验证和授权API)提供灵活和可伸缩java代码安全检测机制的机制来保证客户端或服务器端的Java程序。JAAS强调的是通过验证谁在运行代码以及他/她的权限来保护系统面受用户的攻击。

Java的安全模式包括3层：Java语言本身，java编译器和run-time系统，SecurityManager类。

在语言层，java以不同的方式来实现它的安全性，什么原始类型的大小，对象的指针和伪访问将不再呗允许，数组辩解检查等待。

在java编译器和run-time系统安全层提供了必要的功能，以确保java系统不会因无效代码而崩溃，它提供了一个简单的由一下三个子层所组成的安全的运行环境：

1：java字节代码解释器和类格式检验

2：一个在运行时动态装载和检查库的机制

3：自动的垃圾回收机制、

Q2: Java的安全机制有哪些？

》类装载器结构(classloader)\x0d\x0a\x0d\x0a》class文件检查器(theclassfileverifier)\x0d\x0a\x0d\x0a》内置于Java虚拟机(及语言)的安全特性\x0d\x0a\x0d\x0a》安全管理器及JavaAPI(securitymanager)\x0d\x0a\x0d\x0a在Java沙箱中，类装载器体系结构是第一道防线。它在三个方面对Java的沙箱起作用：\x0d\x0a\x0d\x0a1它防止恶意代码区干涉善意的代码\x0d\x0a\x0d\x0a2它守护了被信任的代码的边界\x0d\x0a\x0d\x0a3它将代码归于某类(称为保护域)，该类确定了代码可以进行哪种操作\x0d\x0a\x0d\x0aClass文件检查器：\x0d\x0a\x0d\x0aClass文件检查器保证装载的class文件内容有正确的内部结构，并且这些class文件互相间协调一致。Class文件检查器实现的安全目标之一就是程序的健壮性。如果某个有漏洞的编译器，或某个聪明的黑客，产生了一个class文件，而这个class文件中包含了一个方法，则合格方法的字节码中含有一条跳转到方法之外的指令，那么，一旦这个方法被调用，它将导致虚拟机的崩溃，所以，处于对健壮性的考虑，由虚拟机检验它装载的字节码的完整性非常重要。\x0d\x0a\x0d\x0aClass文件检查器要进行四趟独立的扫描来完成它的操作。\x0d\x0a\x0d\x0a第一趟：Class文件的结构检查\x0d\x0a\x0d\x0a在这一趟扫描中，对每一段将被当做类型导入的字节序列，Class文件检查器都会确认它是否符合JavaClass文件的节本结构。在这一趟检查中检查器会进行很多检查例如：每个Class文件都必须以四个同样的字节开始：0xCAFEBABE。因为这个魔数Class文件分析器会很容易判断出某个文件具有明显问题而加以拒绝。检查器还必须确认在Class文件中声明的版本号和次版本号，这个版本号必须在这个虚拟机实现可以支持的范围之内。而且第一趟扫描还必须确认这个Class文件有没有被删减。总之第一趟扫描的目的就是保证这个字节序列正确的定义了一个新类型。\x0d\x0a\x0d\x0a第二趟：类型数据的语义检查\x0d\x0a\x0d\x0a第二趟扫描，检查器要查看每个组成部分，确认它们是否是其所属类型的实例，他们的结构是否正确。另外还要检查这个类本身是否符合特定的条件，它们是由Java编程语言规定的。例如，检查器强制规定除Object类以外的类必须有一个超类，或者检查final类有没有被子化等。\x0d\x0a\x0d\x0a第三趟：字节码验证\x0d\x0a\x0d\x0a这一趟是要确保采用任何路径在字节码流中都得到一个确定的操作码，确保操作数栈总是包含正确的数值以及正确的类型。\x0d\x0a\x0d\x0a第四趟：符号引用的验证\x0d\x0a\x0d\x0a在动态链接的过程中，如果包含在一个Class文件中的符号引用被解析时，Class文件检查器要进行第四趟检查。第四趟扫描仅仅是动态链接过程的一部分。当一个Class文件被装载时，它包含了对其他类的符号引用以及它们的字段和方法。一个符号引用是一个字符串，它给出了名字，并且可能还包含了其他关于这个被引用项的信息------这些信息必须足以唯一的识别一个类、方法、字段。这样对于其他类的符号引用必须给出这个类的全名；对于其他类的字段的符号引用必须给出类名、字段名以及字段描述符；对于其他类中的方法的引用必须给出类名、方法名以及方法的描述符。\x0d\x0a\x0d\x0a所谓的动态链接是一个将符号引用解析为直接引用的过程。\x0d\x0a\x0d\x0a此外，由于Java程序是动态链接的，所以Class文件检查器在进行第四次扫描中，必须检查相互引用类之间的兼容性。\x0d\x0a\x0d\x0a除此之外，Java虚拟机还有一些内置的安全特性：\x0d\x0a\x0d\x0a》类型安全的引用转换\x0d\x0a\x0d\x0a》结构化的内存访问\x0d\x0a\x0d\x0a》自动垃圾收集（不必显式地释放被分配的内存）\x0d\x0a\x0d\x0a》空引用检查\x0d\x0a\x0d\x0a通过保证一个Java程序只能使用类型安全的、结构化的方法去访问内存，Java虚拟机使得Java程序更为健壮。

Q3: java是运行在什么的脚本语言

JAVA语言，就是属于混合型语言，这是属于解释型语言和编译型语言之间的一种语言。学习一门高级程序语言，很多人都推荐JAVA。JAVA能让你学习到一门高级程序语言的方方面面，但又不会造成学习曲线过于陡峭

Java语言是一个支持网络计算的面向对象程序设计语言。Java语言吸收了Smalltalk语言和C++语言的优点，并增加了其它特性，如支持并发程序设计、网络通信、和多媒体数据控制等。主要特性如下：

1) Java语言是简单的。Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。另一方面，Java丢弃了C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java语言不使用指针，并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。

2) Java语言是一个面向对象的。Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C++ 语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。

3) Java语言是分布式的。Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口（java.net），它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、 ServerSocket等。Java的RMI(远程方法激活)机制也是开发分布式应用的重要手段。

4) Java语言是健壮的。Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是Java的明智选择。Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。

5) Java语言是安全的。Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了Java语言具有的许多安全特性以外，Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类SecurityManager）让Java应用设置安全哨兵。

6) Java语言是体系结构中立的。Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件）, 然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

7) Java语言是可移植的。这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java系统本身也具有很强的可移植性，Java编译器是用Java实现的，Java的运行环境是用ANSI C实现的。

8) Java语言是解释型的。如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式， 然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

9) Java是高性能的。与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time)编译器技术的发展越来越接近于C++。

10) Java语言是多线程的。在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为Thread(Runnable) 的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程！

java代码安全检测机制的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于java代码安全性、java代码安全检测机制的信息别忘了在本站进行查找喔。