java笔记（三）-------java语言概述

一、软件开发简介

软件（Software）是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。

人机交互方式分为两种：一是图形化界面（Graphical User Interface， GUI），二是命令行方式（Command Line Interface，CLI）。

Pascal之父Nicklaus Wirth说过：“Algorithms+Data Structures=Programs”，即算法+数据结构=程序。

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）、rd（删除目录）、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）、exit（退出DOS命令行）。

 

二、计算机编程语言介绍

计算机语言（Computer Language）指用于人与计算机之间通讯的语言。计算机语言是人与计算机传递信息的媒介。

计算机语言的种类非常多，总的来说可以分为机器语言，汇编语言，高级语言三大类。

1、机器语言

机器语言是指一台计算机全部的指令集合。电子计算机使用的是由“0”和“1”组成的二进制数，二进制是计算机的语言的基础。因此程序就是一个个的二进制文件。一条机器语言称为一条指令。指令是不可分割的最小功能单元。而且，由于每台计算机的指令系统往往各不相同，所以，在一台计算机上执行的程序，要想在另一台计算机上执行，必须另编程序，造成了重复工作。但由于使用的是针对特定型号计算机的语言，故而运算效率是所有语言中最高的。机器语言，是第一代计算机语言。

2、汇编语言

为了减轻使用机器语言编程的痛苦，人们进行了一种有益的改进：用一些简洁的英文字母、符号串来替代一个特定的指令的二进制串，比如，用"ADD"代表加法，"MOV"代表数据传递等等，这样一来，人们很容易读懂并理解程序在干什么，纠错及维护都变得方便了，这种程序设计语言就称为汇编语言，即第二代计算机语言。然而计算机是不认识这些符号的，这就需要一个专门的程序，专门负责将这些符号翻译成二进制数的机器语言，这种翻译程序被称为汇编程序。

汇编语言同样十分依赖于机器硬件，移植性不好，但效率仍十分高，针对计算机特定硬件而编制的汇编语言程序，能准确发挥计算机硬件的功能和特长，程序精炼而质量高，所以至今仍是一种常用而强有力的软件开发工具。

汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作。

3、高级语言

高级语言是绝大多数编程者的选择。和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。识。 高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，流行的VB、VC、FoxPro、Delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。高级语言有：BASIC（True basic、Qbasic、Virtual Basic）、C、C++、PASCAL、FORTRAN、智能化语言（LISP、Prolog、CLIPS、OpenCyc、Fazzy）、动态语言(Python、PHP、Ruby、Lua)等等。- 高级语言源程序可以用解释、编译两种方式执行。通常用后一种。

高级语言可分为面向过程的C、Pascal、Fortran等，面向过程/对象的C++，面向对象的Java，跨语言平台的.NET，还有其他例如Python、Scala等。

 

三、java语言概述

java语言是SUN公司在1995年推出的一门高级编程语言。2009年，甲骨文公司收购SUN公司。

1、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

2、java技术体系平台

1998年12月8日，第二代Java平台的企业版J2EE发布。1999年6月，Sun公司发布了第二代Java平台（简称为Java2）的3个版本：J2ME（Java2 Micro Edition，Java2平台的微型版），应用于移动、无线及有限资源的环境；J2SE（Java 2 Standard Edition，Java 2平台的标准版），应用于桌面环境；J2EE（Java 2Enterprise Edition，Java 2平台的企业版），应用于基于Java的应用服务器。Java 2平台的发布，是Java发展过程中最重要的一个里程碑，标志着Java的应用开始普及。

2005年6月，在Java One大会上，Sun公司发布了Java SE 6。此时，Java的各种版本已经更名，已取消其中的数字2，如J2EE更名为JavaEE，J2SE更名为JavaSE，J2ME更名为JavaME。

3、java语言的特点与主要特性

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。
       Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点。

简单性：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。

面向对象：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。

分布式：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。

健壮性：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。

安全性：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。

平台独立与可移植性：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。

多线程：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。

动态性：Java语言设计成适应于变化的环境，它是一个动态的语言。例如，Java中的类是根据需要载入的，甚至有些是通过网络获取的。

四、java语言的运行机制

java语言拥有两种核心机制：java虚拟机（Java Virtal Machine）和垃圾收集机制（Garbage Collection）。

1、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。

Java虚拟机本质上就是一个程序，当它在命令行上启动的时候，就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对于该平台的Java虚拟机，字节码文件（.class）就可以在该平台上运行。这就是“一次编译，多次运行”。

2、垃圾回收机制

在C/C++中，释放无用变量内存空间的事情需要由程序员自己来处理。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。

 

五、java环境搭建

JDK（Java Development Kit）是 Java 语言的软件开发工具包，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序。JDK是整个java开发的核心，它包含了JAVA的运行环境（JVM+Java系统类库）和JAVA工具。

JRE（Java Runtime Environment）是一个软件，可以让计算机系统运行Java应用程序（Java Application）。JRE的内部有一个Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）以及一些标准的类别函数库（Class Library）。

JDK、JRE、JVM的关系：JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）、JRE = JVM + Java SE标准类库。

 

六、JDK中主要包的介绍

java.lang： 这个是系统的基础类，比如String等都是这里面的，这个包是一个可以不用引入(import)就可以使用的包。

java.io： 这里面是所有输入输出有关的类，比如文件操作等。

java.nio：为了完善io包中的功能，提高io包中性能而写的一个新包 ，例如NIO非堵塞应用

java.net: 这里面是与网络有关的类，比如URL，URLConnection等。

java.util： 这个是系统辅助类，特别是集合类Collection，List，Map等。

java.sql： 这个是数据库操作的类，Connection， Statement，ResultSet等。

javax.servlet：这个是JSP，Servlet等使用到的类。