【Java基础】1.2 Java语言入门

一、Java 语言介绍

Java 发展简史

   1991 年，James Gosling 在 SUN 公司的工程师小组想要设计这样一种小型计算机语言。该语言主要用于像电视盒这样的消费类电子产品。另外，由于不同的厂商选择不同的 CPU 和操作系统，因此，要求该语言不能和特定的体系结构绑在一起，要求语言本身是中立的，也就是跨平台的。所以，将这个语言命名为“Green”，类似于绿色软件的意思。后来，改名为 Oak，橡树的意思。改名后发现已经有一种语言叫这个名字了，再改名叫 Java。

Java语言的logo

Java 语言发展到今天经历了一系列的过程：

• 1991 年，SUN 公司的 Green项目，Oak
• 1995 年，推出 Java 测试版
• 1996 年，JDK1.0
• 1997 年，JDK1.1
• 1998 年，JDK1.2，大大改进了早期版本缺陷，是一个革命性的版本，更名为 Java2。
• 2004 年，J2SE 5.0 (1.5.0) Tiger老虎
• 2006 年，J2SE 6.0 (1.6.0) Mustang野马
• 2011 年，JavaSE7.0 Dolphin 海豚
• 2014 年，JavaSE8.0
• 2017 年，JAVA 9.0
• 2018 年 3 月，JAVA 10
• 2018 年 9 月，JAVA 11
• 2019 年 3 月，JAVA 12
• 2019 年 9 月，JAVA 13
• 2020 年 3 月，JAVA14

   SUN公司已经被Oracle公司收购，目前每半年更新一次Java版本。但在企业中最常用的还是以8为主，对于初学者，应该以企业主流应用版本为核心进行学习，没有必须在此处追求最新版本。

 

常用的Java版本

Java 的核心优势

   跨平台是 Java 语言的核心优势，赶上最初互联网的发展，并随着互联网的发展而发展，建立了强大的生态体系，目前已经覆盖 IT 各行业的“第一大语言”，是计算机界的“英语”。
   背景：Java 为消费类智能电子产品而设计，但智能家电产品并没有像最初想象的那样拥有大的发展。然而 90 年代，Internet 却进入了爆发式发展阶段，一夜之间，大家都在忙着将自己的计算机连接到网络上。这个时侯，遇到了一个大的问题。人们发现连接到 Internet 的计算机各式各样，有 IBM PC、苹果机、各种服务器等等，不仅硬件 CPU 不同，操作系统也不同，整个的网络环境非常复杂。这个时候，程序员们希望他们编写的程序能够运行在不同的机器，不同的环境中，这需要一种体系中立的语言（即跨平台）。Java 的研发小组忽然发现他们用于小范围的语言也可以适应 Internet 这个大环境。
   虽然，目前也有很多跨平台的语言，但是已经失去先机，无法和 Java 强大的生态体系抗衡。Java 仍将在未来几十年成为编程语言的主流语言。

Java 各版本的含义

JavaSE（Java Standard Edition）：标准版，定位在个人计算机上的应用
   这个版本是 Java 平台的核心，它提供了非常丰富的 API 来开发一般个人计算机上的应用程序，包括用户界面接口 AWT 及 Swing，网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。在上世纪 90 年代末互联网上大放异彩的 Applet 也属于这个版本。Applet 后来为 Flash 取代，Flash 即将被 HTML5 取代。
JavaEE（Java Enterprise Edition）：企业版，定位在服务器端的应用
   JavaEE 是 JavaSE 的扩展，增加了用于服务器开发的类库。如：JDBC 是让程序员能直接在 Java 内使用的 SQL 的语法来访问数据库内的数据；Servlet 能够延伸服务器的功能，通过请求-响应的模式来处理客户端的请求；JSP 是一种可以将 Java 程序代码内嵌在网页内的技术；
JavaME（Java Micro Edition）：微型版，定位在消费性电子产品的应用上
   JavaME 是 JavaSE 的内伸，包含 J2SE 的一部分核心类，也有自己的扩展类,增加了适合微小装置的类库：javax.microedition.io.*等。该版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库，并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。

Java 三大版本的关系

 

菜鸟雷区：
   很多人开始会误解为安卓开发就是 JavaME，这两个是完全不同的内容。

Java 的特性和优势

• 跨平台/可移植性
     这是 Java 的核心优势。Java 在设计时就很注重移植和跨平台性。比如：Java 的 int 永远都是 32 位。不像 C++可能是 16，32，可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。
• 安全性
     Java 适合于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全性方面投入了很大的精力，使 Java 可以很容易构建防病毒，防篡改的系统。
• 面向对象
     面向对象是一种程序设计技术，非常适合大型软件的设计和开发。由于 C++为了照顾大量 C 语言使用者而兼容了 C，使得自身仅仅成为了带类的 C 语言，多少影响了其面向对象的彻底性！Java 则是完全的面向对象语言。
• 简单性
     Java 就是 C++语法的简化版，我们也可以将 Java 称之为“C++-”。跟我念“C 加加减”，指的就是将 C++的一些内容去掉；比如：头文件，指针运算，结构，联合，操作符
  重载，虚基类等等。同时，由于语法基于 C 语言，因此学习起来完全不费力。
• 高性能
     Java 最初发展阶段，总是被人诟病“性能低”；客观上，高级语言运行效率总是低于低级语言的，这个无法避免。Java 语言本身发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如，通过 JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。 将一些“热点”字节码编译成本地机器码，并将结果缓存起来，在需要的时候重新调用。这样的话，使 Java 程序的执行效率大大提高，某些代码甚至接待 C++的效率。
     因此，Java 低性能的短腿，已经被完全解决了。业界发展上，我们也看到很多 C++应用转到 Java 开发，很多 C++程序员转型为 Java 程序员。
• 分布式
     Java 是为 Internet 的分布式环境设计的，因为它能够处理 TCP/IP 协议。事实上，通过 URL 访问一个网络资源和访问本地文件是一样简单的。Java 还支持远程方法调用(RMI,Remote Method Invocation)，使程序能够通过网络调用方法。
• 多线程
  多线程的使用可以带来更好的交互响应和实时行为。 Java 多线程的简单性是 Java 成为主流服务器端开发语言的主要原因之一。
• 健壮性
     Java 是一种健壮的语言，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）。Java 程序不可能造成计算机崩溃。即使 Java 程序也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事，程序也不会崩溃，而是把该异常抛出，再通过异常处理机制加以处理。

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   说了这么多，我们开始动手使用Java，从安装JDK开始。

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二、JDK 安装和配置

Java 程序的运行机制

   计算机高级语言的类型主要有编译型和解释型两种，而 Java 语言是两种类型的结合。
   Java 首先利用文本编辑器编写 Java 源程序，源文件的后缀名为.java；再利用编译器（javac）将源程序编译成字节码文件，字节码文件的后缀名为.class； 最后利用虚拟机（解释器，java）解释执行。如图所示。

Java程序运行机制

 

JVM、JRE 和 JDK

   JVM(Java Virtual Machine)就是一个虚拟的用于执行 bytecode 字节码的”虚拟计算机”。他也定义了指令集、寄存器集、结构栈、垃圾收集堆、内存区域。JVM 负责将 Java 字节码解释运行，边解释边运行，这样，速度就会受到一定的影响。
   不同的操作系统有不同的虚拟机。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，随处运行”。 Java 虚拟机是实现跨平台的核心机制。如图所示。

JVM

   Java Runtime Environment (JRE)包含：Java 虚拟机、库函数、运行 Java 应用程序所必须的文件。
   Java Development Kit (JDK)包含：包含 JRE，以及增加编译器和调试器等用于程序开发的文件。

JDK、JRE和JVM之间的关系

 

老鸟建议:

• 如果只是要运行 Java 程序或者玩 Minecraft 这样的 JAVA 游戏，只需要 JRE 就可以。JRE 通常非常小，其中包含了 JVM。（不知道大家在玩的时候有没有注意到）
  (～￣￣)～
• 如果要开发 Java 程序，就需要安装 JDK。

Java 开发环境搭建

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JDK 下载和安装

JDK下载

1. 下载地址，点击进入：www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
   这里我们下载的是JavaSE 8.0

   

   下载 JDK——进入下载主页

    

2. 进入后向下寻找适合自己电脑操作系统的版本进行下载（不要下错哦，可以通过右击“我的电脑” -> “属性”中查找）

选择合适的版本下载

 

点击下载

JDK安装

  安装 JDK 安装过程和普通软件安装没什么区别，过程中会让你选择 JDK 安装目录，采用默认即可。（也就是说，通通点击“下一步”就能完成安装）

 

 

安装 JDK——指定 JDK 安装目录

 

安装 JDK——成功安装界面

配置环境变量

  环境变量是在操作系统中一个具有特定名字的对象， 它包含了一个或者多个应用程序所将使用到的信息。这个操作可以使我们不需要在指定文件目录下也可以执行其文件，操作系统会帮我们完成路径寻找。

环境变量 JAVA_HOME和Path 的配置

  Path 是一个常见的环境变量，它告诉操作系统，当要求系统运行一个程序而没有告诉它程序所在的完整路径时，系统除了在当前目录下寻找此程序外，还应到哪些目录下寻找。

1. 右键计算机——>属性——>高级系统设置

    

   

   设置环境变量——进入设置窗口

2. 单击环境变量按钮

    

   

   设置环境变量——操作主界面

3. 单击新建按钮，新建 JAVA_HOME 变量（变量值为JDK 的安装根目录目录）

    

   

   设置环境变量——设置 JAVA_HOME 变量

4. 修改系统环境变量 Path（不用新建哦），在最前面追加 %JAVA_HOME%\bin 并以;和原路径分隔。

    

   

   设置环境变量——设置 Path 变量

注意：
  此处“;”是英文分号而不是中文分号！ 大家以后设置相关配置时也要注意中英文符号的区别。

classpath 配置问题

  如果使用 JDK1.5 以上就不需要配置这个环境变量！JRE 会自动搜索当前路径下的类文件及相关 jar 文件。

测试 JDK 安装成功

  进入命令行窗口，开始菜单搜索框输入“cmd”即可。在窗口中输入命令“java -version ”，回车。出现如下结果，则说明 JDK 安装成功（小编这里是安装的9.0的版本，如果出现类似并出现版本为8.0.x即安装成功）。

 

设置环境变量——验证 JDK 安装和配置是否成功

本章结束了，大家下去要自己动手做哦，学习编程最重要的技巧就是多动手，大家加油！！！