槻ノ木隆の「BBっとWORDS」

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■	その96「TIFFの特徴」 [2006/10/16]
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■	その94「GIFの構造」 [2006/09/25]
■	その93「10GBASEの種類（2）」 [2006/09/11]
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■	その91「GbEのいろいろ」 [2006/08/28]
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■	その88「MPEGの仕組み」 [2006/07/31]
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■	その79「Skypeの仕組み」 [2006/05/22]
■	その78「BitTorrentの特徴と今後」 [2006/05/15]
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■	その53「SNMPとMIBの動作」 [2005/10/03]
■	その52「Jumbo Frameとフレームサイズ」 [2005/09/12]
■	その51「WPA2の仕組み」 [2005/09/05]
■	その50「WPAとWPA-PSKの違い」 [2005/08/29]
■	その49「WPAの仕組み」 [2005/08/22]
■	その48「WebDAVの動作」 [2005/08/08]
■	その47「OFDMAの仕組みとOFDMとの違い」 [2005/08/01]
■	その46「OFDMの仕組み」 [2005/07/25]
■	その45「WiMAXの特徴」 [2005/07/11]
■	その44「Wi-Fiの役割」 [2005/07/04]
■	その43「FTPの目的と動作」 [2005/06/27]
■	その42「UPnPの動作」 [2005/06/20]
■	その41「ネットマスクの仕組み」 [2005/06/13]
■	その40「ARPの機能」 [2005/06/06]
■	その39「DNSの原理」 [2005/05/30]
■	その38「デフォルトゲートウェイの役割」 [2005/05/23]
■	その37「MACアドレスの仕組み」 [2005/05/16]
■	その36「スイッチとその進化」 [2005/05/09]
■	その35「ルータによるメリット」 [2005/04/25]
■	その34「ブリッジの原理」 [2005/04/18]
■	その33「リピータの機能」 [2005/04/11]
■	その32「IPアドレスのクラス」 [2005/04/04]
■	その31「ブロードキャスト/マルチキャスト/ユニキャスト」 [2005/03/28]
■	その30「SMTP AUTHと認証の種類」 [2005/03/14]
■	その29「Submissionポートとスパムメール対策」 [2005/03/07]
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■	その23「SSHの仕組みと応用」 [2005/01/24]
■	その22「SSLの役割」 [2005/01/17]
■	その21「POP3とIMAP4の違い」 [2004/12/27]
■	その20「POP3の役割と機能」 [2004/12/20]
■	その19「SMTPの機能と問題点」 [2004/12/13]
■	その18「SPIとパケットフィルタリング」 [2004/12/06]
■	その17「LANの概念とその広がり」 [2004/11/29]
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■	その15「プロキシの利用」 [2004/11/08]
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■	その13「イーサネットとは」 [2004/10/25]
■	その12「IP/TCP/UDP/ICMPとは」 [2004/10/18]
■	その11「DHCPの役割」 [2004/10/04]
■	その10「MIMOとは」 [2004/09/27]
■	その9「DMZとその効果」 [2004/09/13]
■	その8「ファイアウォールとは」 [2004/09/06]
■	その7「NATとNAPTの違いとIPマスカレード」 [2004/08/30]
■	その6「VPNとVPNパススルーの仕組み」 [2004/08/23]
■	その5「無線LANの問題とWEP」 [2004/08/09]
■	その4「IEEE 802.11a/b/gって何を意味しているの？」 [2004/08/02]
■	その3「ダイナミックDNSって？」 [2004/07/26]
■	その2「グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス」 [2004/07/12]
■	その1「PPPoEって何だろう？」 [2004/07/05]

その66「Javaの動作」

■ Javaって何？

　インターネットを使っていると、何だかんだで目にするのがJava。ただ、（次回お話する）Java Scriptと名前が似てて紛らわしいとか、何をしているのかよくわからないとかといった声も耳にします。そうは言っても、今ではJavaはさまざまな業務を遂行する際に欠かせない重要なツールになってきました。

　さてJavaは何か？　に対するフォーマルな回答は、「Sun Microsystems社が開発した、オブジェクト指向の言語」ということになります。Javaという名前は、何かの略称ではなく、「人々が親しみやすい名前」ということでつけられました。もっとも、Javaが1995年に発表される前は、この言語（環境）はOakという名前で開発されており、またHot Javaという名称で公開されているWebブラウザも、開発段階では“WebRunner”という名称でした。この名称が変わった最大の理由は商標にまつわる問題らしいですが、これはあまり重要な話ではないでしょう。

■ Javaはどう動くの？

　Javaが目的としたのは、「ネットワークを介し、異なるプラットフォーム上で同じようにプログラムが動く環境」です。最近はあまり言わなくなりましたが、当初のJavaの標語は“Write once,Run anywhere（1度プログラムを書くと、あらゆる環境で動作する）”でした。

　例えばJavaで、ある特定のWebサーバー上に示されている株価情報を定期的に取得して表示する、というプログラムを書いたとします。このプログラムがちゃんとJavaの流儀に従っていれば、PCのみならずメインフレームやPDAやIA（Internet Appliance）、携帯電話など、Javaが動作するすべての環境でこのプログラムが動作し、株価を表示できるというわけです。

　これを実現するため、Javaではちょっと面白い構造を取っています。ここの例で言えば株価表示プログラムをまずJavaのソースコードで記述した後、Javaコンパイラを利用して“Javaバイトコード”と呼ばれる中間言語に変換します。このJavaバイトコードをJava VM（Java Virtual Machine）と呼ばれるモジュールに渡すと、そこで解釈、実行を行ないます。面白いのはこのJava VMがインタープリタな点です。つまり、JavaバイトコードをそのままJava VMが実行するというよりは、Java VMが改めてバイトコードを解釈・実行することです。

　なぜこのような複雑な構造になっているかというと、「プラットフォームを選ばない」ことと、「高速に動作する」ことを両立させるためです。高速に動作させるためにはあらかじめコンパイラを使い、ソースコードを実行プログラムに変換しておけば良いわけですが、そうなるとプラットフォームが異なるたびに別のプログラムが必要になってしまい、とても対応しきれません。一方、Java VMが直接ソースコードを解釈するような仕組みにすると、今度は解釈の手間が大変に多くなってしまいます。Javaの方式はこの両者の折衷タイプ、と考えれば良いでしょう。

　ちなみにJavaコンパイラとJava VMを使う以外に、Java JIT（Just-In-Time）コンパイラというものが用意されているケースもあります。こちらはバイトコードを解釈しながら、内部で各CPUにあわせたフォーマット（これをNative Codeと呼びます）に変換することで、より高速な処理が可能です。ただし、技術的な難易度も高く、また何かしらの制約がつくケースもあるので、すべてのJavaプラットフォームでサポートされているわけではありません。

　Javaの場合、このJavaコンパイラとJava VM、場合によってはJava JITコンパイラまで含めた環境をJRE（Java Runtime Environment）と呼びます。このJRE、標準的なもの（Windows/Linux/Solaris）についてはSun Microsystems社のダウンロードサイトから無償で入手可能となっており、またこれ以外のプラットフォームについては、各プラットフォームメーカーが配布しています。

　例えば、Macintoshならこちら（Mac OS X用）もしくはこちら（～Mac OS 9用）ですし、IBMは同社のAIXやz/OS用のJREやJDK（Java Development Kit：Javaプログラムを開発するキット）をこちらで配布しています。

　携帯電話などは購入時にすでにJREが含まれているものもありますし、Windows CEマシン用には（後述の理由により）MicrosoftからはJREが提供されませんが、例えばこんな製品があり、これを各OEMベンダーが購入して製品に添付していたりします。こうしたJREさえあれば、基本的にはJavaのプログラムがそのまま実行できることになります。

図1：Javaの動作の仕組み

■ さまざまなJava

　そのJavaですが、1996年にVersion 1.0が発表、ついで1997年に1.1、1998年に1.2が発表されました。ここで言うVersionとはJDKのバージョンで、あわせてJREのバージョンも上がっています。

　さて、このJava Version 1.2、厳密に言えばJDK 1.2の段階で、名称がJava2に切り替わりました。以後、JDK 1.2はJava2 SDK（Software Development Kit） 1.2となり、その後1.2.2/1.3.0/1.4.0/1.4.1/1.4.2とバージョンが進んだところで、突如Java2 SDK 5.0（JDK 5.0と称されることも多いようです）にバージョンが上がりました。

　SunMicrosystems社の説明によれば、本来これは1.5.0というバージョンになる予定だったそうですが、機能や安定性、拡張性など多くの面で大幅な改善がなされているために、5.0までいきなり飛ばしたとのことです。JREもこれに対応して、最新バージョンはJRE 5.0になっています。

　このJava2ですが、現在は3種類が存在します。ここまで説明してきたJava2は、正式にはJ2SE（Java 2 Standard Edition）と呼ばれており、このほかにJ2EE（Java 2 Enterprise Edition）とJ2ME（Java 2 Micro Edition）が用意されています。J2EEは大規模分散システム向けに開発されたもので、一方のJ2MEは携帯電話などをターゲットとしています。これらはいずれもSun Microsystems社から提供されていますが、当然他のベンダーからもJREやJDK、あるいは各種開発ツールやコンポーネントが提供されています。

　ただ、こうしたサードベンダーから提供されるJRE/JDKは、いずれもSunMicrosystems社のライセンスを受けたものとなっており、これに準拠したものしか存在しません。というのは、過去にMicrosoftは、やはりSunMicrosystems社からライセンスを受けて自社でJVMを開発し、Windowsに標準搭載していました。

　ところがこのJVMのインプリメントがライセンス違反（オリジナルのJVMと互換ではない）ということで1997年にSunMicrosystems社から提訴されてしまいます。最終的に2001年にこの訴訟は和解しますが、その後さらにSunMicrosystems社はMicrosoftが独占禁止法違反を起こしていると再提訴。そして、さまざまな経緯を経て、最終的にはMicrosoftの自社製JVMは2004年9月いっぱいで配布が中止されました。

　この一連の訴訟は、単に互換性を保つといった技術的な要因だけでなく、もっと政治的な要因が絡んだものと一般には受け止められていますが、そうは言ってもJavaをベンダーが勝手に拡張するとどういう騒ぎになるのかが実例で示された形になっており、結果として各ベンダーとも勝手に仕様を拡張するような行為は慎んでいます。加えて言えば、1997年当時といえばまだJDKが1.1の時代であって機能的にかなり不足している部分も多く、ある程度勝手に拡張しないことには使い物にならない、という止むにやまれぬ事情もありました。

　ところが昨今のJDK 5.0/JRE 5.0では大幅に機能も増えており、無理に勝手な拡張をしなくても普通に使える、といった事情もあったりします。そんなわけで、Javaは案外に言語体系はまとまっており、妙な派生形が生まれたりせずに今のところ推移しているといえます。

[UPDATE]
　2月20日付けで原稿を改訂いたしました。

2006/02/13 11:10

槻ノ木隆
　国内某メーカーのネットワーク関係「エンジニア」から「元エンジニア」に限りなく近いところに流れてきてしまった。ここ２年ほどは、企画とか教育、営業に近いことばかりやっており、まもなく肩書きは「退役エンジニア」になると思われる。（イラスト：Mikebow）

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