Java——Java语言基础

为什么要使用Java？
我们看看2017到2018语言的市场需求

1：Java语言概述

• Java语言是SUN(Stanford University Netw/orkp斯坦福大学网络公司) 1995年推出的门高级编程语言。
• Java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。（PHP,Java，Python，Go，Node.js）
• Java语言简史

➢1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树)
➢1994年，开开发组意识到Oak非常适合于互联网
➢1996年，发布JDK 1.0，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: JDK 1.5， 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

• 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 ，主要针对于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Java API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在各领域的作用

1：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。
2：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。
3：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。
4：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。

2：Java语言特点

• 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++语言继承了许多成份，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舍弃了小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 Programming)、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱
• Java语言特点

1： 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.
2： 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)。
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、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。
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。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。
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.
7： 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（.class）格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统的解释器中运行.（一次编译到处运行）
8： Java是性能略高的。与那些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。

3：JVM与垃圾收集机制

• Java语言的特点：跨平台特性

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
垃圾收集机制

• 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虛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”

如下两图解释了虚拟机所在位置

• 垃圾回收机制

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。

4：JDK，JRE，JVM的关系

• JDK，JRE介绍

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。

➢其中的开发工具:编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等

JRE(Jaya 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。

JDK=JRE+开发工具集（例如：Javac编译工具等）
JRE=JVM+JavaSE标准类库
下图所示

5：编写第一个HelloWorld程序

6：Java开发工具说明

• NetBeans
  NetBeans是一款用Java编写的开源IDE。既可用于Java开发,也支持其他语言, 特别是PHP、C/C ++ ,和HTML5。NetBeans开发环境提供了丰富的产品文档和培训资源以及大量的第三方插件。
  https://netbeans.org/features/index.html
  
• Eclipse

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/

• IntelliJ IDEA

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/