Java语言概述

Java语言历史

1.软件开发介绍

软件开发

软件，即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。有系统 软件和应用软件之分。

人机交互方式

图形化界面(Graphical User Interface GUI) 这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。
命令行方式(Command Line Interface CLI)： 需要有一个控制台，输入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记录住一些命令。

常用的DOS命令

dir : 列出当前目录下的文件以及文件夹
md : 创建目录
echo hello java>test.txt:新建test.txt文件并把hello java写入
rd : 删除目录
d: ：切换到d盘
cd : 进入指定目录
cd… : 退回到上一级目录
cd: 退回到根目录
del : 删除文件
cls:清屏
start : 启动一个新的控制台,环境变量不变
exit : 退出 dos 命令行

2.计算机编程语言介绍

什么是计算机语言

语言：是人与人之间用于沟通的一种方式。
计算机语言：人与计算机交流的方式。
如果人要与计算机交流，那么就要学习计算机语言。
计算机语言有很多种 。 如：C ,C++ ,Java ,PHP ,Python ,Scala等 。

第一代语言

机器语言。指令以二进制代码形式存在。

第二代语言

汇编语言。使用助记符表示一条机器指令。

第三代语言：高级语言

C、Pascal、Fortran面向过程的语言
C++面向过程/面向对象
Java 跨平台的纯面向对象的语言
.NET跨语言的平台
Python、Scala…

3.Java语言概述

• 是SUN(Stanford University Network，斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门高级编程语言。
• 是一种面向Internet的编程语言。Java一开始富有吸引力是因为Java程序可以在Web浏览器中运行。这些Java程序被称为Java小程序（applet）。applet使用现代的图形用户界面与Web用户进行交互。applet内嵌在HTML代码中。
• 随着Java技术在web方面的不断成熟，已经成为Web应用程序的首选开发语言。

3.1Java简史

• 1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树)
• 1994年，开发组意识到Oak 非常适合于互联网
• 1996年，发布JDK1.0，约8.3万个网页应用Java技术来制作
• 1997年，发布JDK 1.1，JavaOne会议召开，创当时全球同类会议规模之最
• 1998年，发布JDK 1.2，同年发布企业平台J2EE
• 1999年，Java分成J2SE、J2EE和J2ME，JSP/Servlet技术诞生
• 2004年，发布里程碑式版本：JDK1.5，为突出此版本的重要性，更名为JDK 5.0
• 2005年，J2SE -> JavaSE，J2EE -> JavaEE，J2ME -> JavaME
• 2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元 2011年，发布JDK 7.0
• 2014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本
• 2017年，发布JDK 9.0，最大限度实现模块化 2018年3月，发布JDK 10.0，版本号也称为18.3
• 2018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9

3.2Java技术体系平台

Java SE(Java Standard Edition)标准版

• 支持面向桌面级应用（如Windows下的应用程序）的Java平台，提供了完整的Java核心API。

Java EE(Java Enterprise Edition)企业版

• 是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案。该技术体系中包含的技术如:Servlet 、Jsp等，主要针对于Web应用程序开发。

Java ME(Java Micro Edition)小型版

• 支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA）上的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持。

Java Card

• 支持一些Java小程序（Applets）运行在小内存设备（如智能卡）上的平台

3.3Java在各领域应用

从Java的应用领域来分，Java语言的应用方向主要表现在以下几个方面：

• 企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电信、交通、电子商务等。
• Android 平台应用：Android应用程序使用Java语言编写。Android开发水平的高低很大程度上取决于Java语言核心能力是否扎实。
• 大 数据平台开发：各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态圈来讲，还有各种中间件如flume，kafka，sqoop等等 ，这些框架以及工具大多数是用Java编写而成，但提供诸如Java，scala，Python，R等各种语言API供编程。
• 移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。

Java语言的主要特性

• Java 语言是易学的。 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。
• Java 语言是强制面向对象的。 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。
• Java 语言是健壮的。 Java的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是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 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。如：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。

4.运行机制及运行过程

Java语言的特点

特点一： 面向对象

• 两个基本概念：类、对象
• 三大特性：封装、继承、多态

特点二： 健壮性

• 吸收了C/C++语言的优点，但去掉了其影响程序健壮性的部分（如指针、内存的申请与释放等），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制

特点三： 跨平台性

• 跨平台性：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。 “Write once , Run Anywhere”
• 原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM JavaVirtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。

Java两种核心机制

• Java虚拟机 (Java Virtal Machine)
• 垃圾收集机制 (Garbage Collection)

核心机制-Java虚拟机

• JVM 是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。
• 对于不同的平台，有不同的虚拟机。
• 只有某平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行
• Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行”

核心机制-垃圾回收

• 不再使用的内存空间应回收—— 垃圾回收。
  • 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存。
  • Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
• 垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。
• Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？Yes!

5.Java的环境搭建

什么是JDK、JRE、JVM

• JDK(Java Development Kit Java开发工具包)：JDK是提供给 Java 开发人员使用的，其中包含了 java 的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了
• JRE(Java Runtime Environment Java运行环境) ：包括Java虚拟机和 Java 程序所需的核心类库等，如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。
• JVM(Java Virtual Machine java虚拟机)：JRE的一部分，是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
• 简单而言，使用 JDK 的提供的开发工具完成 java 程序的开发，使用 JRE 运行开发好的 Java 应用程序
• JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）
• JRE = JVM + Java SE标准类库

安装JDK

jdk下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html，点击如下下载按钮。
选择一个你需要的版本下载，下载后JDK的安装直接根据提示进行，安装JDK的时候也会安装JRE，一并安装就可以了。安装JDK，安装过程中还可以自定义安装目录等信息，但是，我们一般都选择，直接完全点确定或者下一步即可，JDK默认安装目录为C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181。JRE默认安装目录为 C:\Program Files\Java\jre1.8.0_181。

• bin目录: JDK开发工具的可执行文件
• db:里面是安装Java DB的路径
• lib目录: 开发工具使用的归档包文件
• jre: Java 运行时环境的根目录，包含Java虚拟机，运行时的类包和Java应用启动器，但不包含开发环境中的开发工具
• demo: 含有源代码的程序示例
• include: 包含C语言头文件,支持Java本地接口与Java虚拟机调试程序接口的本地编程技术
• src.zip:存放的Java所有核心类库的源代码
• COPYRIGHT和LICENSE为版权和签证的说明性文档
• javafx-src.zip:存放JavaFX脚本，JavaFX它是一种声明式、静态类型编程语言。

配置环境变量path

6.开发体验-HelloWorld

根据windows系统在查找可执行程序的原理，可以将java工具所在路径定义到path 环境变量中，让系统帮我们去找运行执行的程序。

配置方法：

我的电脑–属性–高级系统设置–环境变量
新建JAVA_HOME设置：
变量名：JAVA_HOME
变量值：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181（变量值取决于自己本身java安装的路径，上述路径为默认路径）；
编辑 path 环境变量，点击新增，在变量值开始处加上java工具所在目录%JAVA_HOME%\bin。
打开DOS命令行，任意目录下敲入javac。如果出现javac 的参数信息，配置成功。

第一个Java程序

新建一个Test.java文件，用记事本打开输入以下内容:

public class Test{
     
	public static void main(String[] args){
     
		System.out.println("Hello Java!");
	}
}

编译

按win+r，输入cmd打开控制台，找到Test.java所在文件夹，输入javac Test.java

• 有了java源文件，通过编译器将其编译成JVM可以识别的字节码文件。
• 在该源文件目录下，通过javac编译工具对Test.java文件进行编译。
• 如果程序没有错误，没有任何提示，但在当前目录下会出现一个Test.class文件，该文件称为字节码文件，也是可以执行的java的程序。

运行

如果没有报错，在控制台继续输入java Test
控制台打印出：Hello Java！

7.注释

• 用于注解说明解释程序的文字就是注释。
• Java中的注释类型：
  • 单行注释//
  • 多行注释/**/
  • 文档注释 (java特有)/** */
• 提高了代码的阅读性；调试程序的重要方法。
• 注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。
• 将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现

8.Java API文档

• API （Application Programming Interface,应用程序编程接口）是 Java 提供的基本编程接口。
• Java语言提供了大量的基础类，因此 Oracle也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。
  

9.良好的编码风格

正确的注释和注释风格

• 使用文档注释来注释整个类或整个方法。
• 如果注释方法中的某一个步骤，使用单行或多行注释。

正确的缩进和空白

• 使用一次tab操作，实现缩进
• 运算符两边习惯性各加一个空格。比如：2 + 4 * 5。

块的风格

• Java API 源代码选择了行尾风格
  行尾风格

public class Test {
     
	public static void main(String[] args){
     
		System.out.println("Block Style!");
	}
}

次行风格

public class Test {
     
	public static void main(String[] args)
	{
     
		System.out.println("Block Style!");
	}
}

10.常用的Java开发工具

文本编辑工具：

记事本、UltraEdit、EditPlus、TextPad、NotePad、Visual Studio Code

Java集成开发环境（IDE)：

JBuilder、NetBeans、Eclipse、MyEclipse、IntelliJ IDEA

Eclipse应该是大多数Java程序员使用的第一个IDE。众所周知的、最流行、也最受欢迎的Java开发工具。优点很多：免费、更新快、代码智能化、ANT构建等，拥有众多插件，完全免费、有中文版、上手比较快。缺点也非常明显，安装插件麻烦、插件对版本要求比较严格。https://eclipse.org/

MyEclipse也是一款功能强大的J2EE集成开发环境，由Genuitec公司发布，提供免费版和收费版。但免费版，只能满足基本开发需求。http://www.myeclipsecn.com/

IntelliJ IDEA被认为是目前Java开发效率最快的IDE工具。是JetBrains公司的产品，这家公司总部位于捷克共和国的首都布拉格。它整合了开发过程中实用的众多功能，智能提示错误，强大的调试工具，Ant，JavaEE支持，CVS整合，最大程度的加快开发的速度。简单而又功能强大。与其他的一些繁冗而复杂的IDE工具有鲜明的对比。https://www.jetbrains.com/idea/