Java语言概述

Java语言概述

Java简介

1. 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。
2. 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（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。
3. 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。
4. 2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元
   
   

Java语言的诞生

诞生原因

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。

与C/C++语言的关系

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++语面向对象技术的核心。 Java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/拆箱等。

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应用。应用领域包括金融、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。
  
  

里程碑式版本

• 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.
• 2014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本。

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（ClassLoader），如分配不同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。
• 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。
• 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。

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。 “Writeonce , 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 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基础知识图谱

Java两种核心机制

1.Java虚拟机 (Java Virtal Machine)

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”。
  

2.垃圾收集机制 (Garbage Collection)

①不再使用的内存空间回收—— 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。

②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。
③Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？ Yes!

Java语言的运行环境

什么是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(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。

简单而言，使用JDK的开发工具完成的java程序，交给JRE去运行。

JDK、 JRE、 JVM关系

Java程序编写-编译-运行过程

编写：编写的java代码保存在以“.java”结尾的源文件中

编译：使用javac.exe命令编译java源文件为字节码文件“.class”。格式：javac 源文件名.java

运行：使用java.exe命令解析运行字节码文件。格式：java 类名

常见问题

如果配置了classpath环境变量，可能导致运行java命令，找不到文件

环境变量path配置的作用

每次执行 java 的工具都要进入到bin目录下，是非常麻烦的。可不可以在任何目录下都可以执行java的工具呢？

• 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
• 编辑 path 环境变量，在变量值开始处加上java工具所在目录
• 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。

Java的一些注意事项

1. 在一个java源文件中可以声明多个class。但是，只能最多有一个类声明为public的。而且要求声明为public的类的类名必须与源文件名相同。
   例如下图的java文件
   
   
2. 程序的入口是main()方法。格式是固定的。
3. System. out .printIn():先输出数据，然后换行
   System. out .print():只输出数据
4. 每一行执行语句都以";"结束。
5. 编译的过程:编译以后，会生成一个或多个字节码文件，字节码文件的文件名与java源文件中的类名相同。
6. Java语言严格区分大小写。
7. 大括号都是成对出现的， 缺一不可。

良好的编程风格

1. 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。

2. 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。

3. 块的风格

• Java API 源代码选择了行尾风格