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
Java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技术来开发
- 1997年, 发布JDK1.1, JavaOne会议召开, 创当时全球同类会议规模之最
- 1998年, 发布JDK1.2, 同年发布企业平台J2EE
- 1999年, Java分为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JDK5.0
- 2005年, J2SE -> JavaSE, J2EE -> JavaEE, J2ME -> JavaME
- 2009年, Oracle公司收购SUN
- 2011年, 发布JDK7.0
- 2014年, 发布JDK8.0, 是继JDK5.0以来变化最大的版本
- 2017年, 发布JDK9.0, 最大限度实现模块化
- 2018年3月, 发布JDK10.0, 版本号也称为18.3
- 2018年9月, 发布JDK11.0, 版本号也称为18.9
Java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, 此版本以前称为J2SE
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Web应用程序开发。版本以前称为J2EE
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JavaAPI有所精简, 并加入了针对移动终端的支持, 此版本以前称为J2ME
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
Java在各领域的应用
- 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的应用。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开发水平的高度很大程度上取决于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, 这些框架以及攻击大多数是用Java编写而成, 但提供诸如Java, scala, Python, R等各种语言的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语言的诞生
Java之父James Gosling团队在开发"Green"项目时, 发现C缺少垃圾回收系统, 还有可移植的安全性、分布程序设计和多线程功能。最后, 他们想要一种易于移植到各种设备上的平台
Java确实是从C语言和C++语言继承了许多成分, 甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。比如Java语言的变量声明, 操作符形式, 参数传递, 流程控制等方面和C语言、C++语言完全相同。但同时, Java是一个纯粹的面向对象的程序设计语言, 它继承了C++语言面向对象技术的核心。Java语言舍弃了C语言中容易引起错误的指针(以引用取代)、运算符重载(operator overloading)、多重继承(以接口取代)等特性, 增加了垃圾回收器的功能用于回收不再被引用的对象所占据的内存空间。JDK1.5又引入了泛型编程(Generic Pargramming)、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱
主要特性
- 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
- Java语言是体现结构中立的。Java程序(后缀为java的文件)在Java平台上被编译为体现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
- Java语言是解释型的。如前所述, Java程序在Java平台上被编译成字节码格式, 然后可以在实现这个Java平台的任何系统的解释器上运行
- Java是性能略高的。与其他解释型的高级脚本语言相比, Java的性能还是较优的
- Java语言是原生支持多线程的。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
Java语言运行的机制及运行过程
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。
- 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 Java Virtual Machine)即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行
因为有了JVM, 同一个Java程序在三个不同的操作系统中都可以执行。这样就实现了Java程序的跨平台性。
Java两种核心机制
- Java虚拟机(Java Virtal Machine)
- 垃圾回收机制(Grabage 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程序才可在此平台上运行
- Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差异, 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硬回收-- 垃圾回收
- 在C/C++等语言中, 由程序员负责回收无用的内存
- 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
虽然Java有垃圾回收机制, 但是Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出的问题
Java环境的搭建
JDK、JRE
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, 就不用再单独安装JRE了
- 其中的开发工具: 编译工具(Javac.exe) 打包工具(jar.exe)等
JRE(Java Runtime Environment Java运行环境): 包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)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
简而言之, 使用JDK的开发工具完成的Java程序, 交给JRE运行
- JDK = JRE + 开发工具集(例如Javac编译工具等)
- JRE = JVM + Java SE标准类库
下载并安装JDK
- 官网地址
- www.oracle.com
- java.sun.com
- 安装JDK
- 傻瓜式安装, 下一步即可
- 建议: 安装路径不要有中文或者空格等特殊符号
- 如果操作系统是64位的, 软件尽量选择支持64位的(除非软件本身不区分)
- 当提示安装JRE时, 正常在JDK安装时已经安装了, 但是为了后续事宜开发工具不报错, 建议也根据提示安装JRE
HelloWorld
步骤
- 将Java代码编写到扩展名为.java的文件中
- 通过javac命令对该文件进行编译
- 通过java命令对生成的class文件进行运行
编写代码:
public class Test{ public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World")! } }
编译:
- 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, 该文件被称为字节码文件, 也是可执行的java程序
运行:
- 有了可执行的java程序(Test.class字节码文件)
- 通过运行工具java.exe对字节码文件进行执行
一个程序的执行需要一个入口或起始点, 所以在Test类中加入public static void main(String[] args){}
对修改后Test.java源文件需要重新编译, 生成新的class文件后, 再进行执行。
注释(comment)
- 用于注释说明解释程序的文件就是注释
- java中的注释类型:
- 单行注释
- 多行注释
- 文档注释(Java特有)
- 提供了代码的阅读性: 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, 再用代码去实现
单行注释 // 要注释的文字 多行注释 /* 要注释的文字 */
- 对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM(java虚拟机)解释执行
- 多行注释里面不允许有多行注释嵌套。
文档注释(Java特有) /** @author 指定java程序的作者 @version 指定源文件的版本 */
注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。
JavaAPI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。
下载API: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
良好的编程习惯
- 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("Hello World!") } } // 次行风格 public class Test() { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!") } }