Java学习笔记01 - 走进Java
一、初识Java
1、什么是Java
Java是一门面向对象编程语言。它不仅吸收了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语言功能强大并且简单易用。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。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等。
2、Java的由来
Java由时任Sun公司的James Gosling等人于20世纪90年代初开发，最初被命名为Oak，随着互联网的兴起，Sun公司看到了Oak在计算机网络上的广阔应用前景，于是改造了Oak，于1995年5月23日以Java的名称正式发布了。后逐渐成为业界最为重要的编程语言之一。
3、Java的发展史
| 时间 | 事件 |
|---|---|
| 1991年1月 | Sun公司成立了Green项目小组，专攻智能家电的嵌入式控制系统 |
| 1991年2月 | Green项目小组放弃C++，开发新语言，命名为“Oak” |
| 1991年6月 | James Gosling开发了Oak的解释器。 |
| 1992年1月 | Green项目小组完成了Green操作系统、Oak语言、类库等开发 |
| 1994年7月 | 第一个Java语言的Web浏览器 WebRunner（后来改名为HotJava），Oak更名为Java |
| 1995年5月23日 | Java语言正式发布 |
| 1996年1月 | Sun公司发布了Java的第一个开发工具包：JDK-1.0 |
| 1996年4月 | 10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入Java技术 |
| 1996年9月 | 约8.3万个网页应用了Java技术来制作 |
| 1997年2月18日 | JDK1.1发布 |
| 1997年4月2日 | JavaOne会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议纪录 |
| 1998年12月8日 | Java 2企业平台J2EE发布 |
| 1999年6月 | SUN公司发布Java三个版本：标准版（J2SE）、企业版（J2EE）和微型版（J2ME） |
| 2000年5月8日 | JDK1.3发布 |
| 2000年5月29日 | JDK1.4发布 |
| 2001年9月24日 | J2EE1.3发布 |
| 2002年2月26日 | J2SE1.4发布，此后Java的计算能力有了大幅提升 |
| 2004年9月30日 | J2SE1.5发布，成为Java语言发展史上的又一里程碑。 为了表示该版本的重要性，J2SE1.5更名为Java SE 5.0 |
| 2005年6月 | JavaOne大会召开，SUN公司发布Java SE6。此时，Java的各种版本已经更名，以取消其中的数字“2”；J2EE更名为Java EE，J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME |
| 2009年04月20日 | Oracle（甲骨文）74亿美元收购Sun。取得java的版权 |
| 2011年7月28日 | 甲骨文发布 Java7.0 的正式版 |
| 2014年3月18日 | 甲骨文发布 Java SE 8 |
| 2017年9月21日 | 甲骨文发布 Java SE 9 |
| 2018年3月21日 | 甲骨文发布 Java SE 10 |
| 2018年9月25日 | Java SE 11 发布 |
| 2019年3月20日 | Java SE 12 发布 |
4、Java的应用领域
4.1 Android应用
许多的 Android应用都是Java程序员开发者开发。虽然 Android运用了不同的JVM以及不同的封装方式，但是代码还是用Java语言所编写。相当一部分的手机中都支持Java游戏，这就使很多非编程人员都认识了Java。
4.2、在金融业应用的服务器程序
Java在金融服务业的应用非常广泛，很多第三方交易系统、银行、金融机构都选择用Java开发，因为相对而言，Java较安全。大型跨国投资银行用Java来编写前台和后台的电子交易系统，结算和确认系统，数据处理项目以及其他项目。大多数情况下，Java被用在服务器端开发，但多数没有任何前端，它们通常是从一个服务器（上一级）接收数据，处理后发向另一个处理系统（下一级处理）。
4.3、网站
Java 在电子商务领域以及网站开发领域占据了一定的席位。开发人员可以运用许多不同的框架来创建web项目，SpringMVC、Struts2.0等。即使是简单的servlet，jsp和以struts为基础的网站在政府项目中也经常被用到。例如医疗救护、保险、教育、国防以及其他的不同部门网站都是以Java为基础来开发的。
4.4、嵌入式领域
Java在嵌入式领域发展空间很大。在这个平台上，只需130KB就能够使用Java技术（在智能卡或者传感器上）。
4.5、大数据技术
Hadoop以及其他大数据处理技术很多都是用Java，例如Apache的基于Java的HBase和Accumulo以及 ElasticSearchas。
4.6、高频交易的空间
Java平台提高了这个平台的特性和即时编译，他同时也能够像 C++ 一样传递数据。正是由于这个原因，Java成为程序员编写交易平台的语言，因为虽然性能不比C++，但开发人员可以避开安全性，可移植性和可维护性等问题。
4.7、科学应用
Java在科学应用中是很好选择，包括自然语言处理。最主要的原因是因为Java比C++或者其他语言相对其安全性、便携性、可维护性以及其他高级语言的并发性更好。
5、Java编程环境
5.1 、Java开发工具包
JDK（Java Development Kit）称为Java开发包，是一个编写Java应用程序的程序开发环境。JDK是整个Java的核心，包括了Java运行环境（Java Runtime Envirnment），一些Java工具和Java的核心类库（Java API）。可以把Java API类库中的Java SE API子集和Java虚拟机这两部分统称为JRE（JAVA Runtime Environment），JRE是支持Java程序运行的标准环境。
5.2、Java运行时环境
JRE是个运行环境，JDK是个开发环境。因此写Java程序的时候需要JDK，而运行Java程序的时候就需要JRE。而JDK里面已经包含了JRE，因此只要安装了JDK，就可以编辑Java程序，也可以正常运行Java程序。
5.3、Java虚拟机
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写。JVM是java的核心和基础，是Java编译器和OS平台之间的虚拟处理器，主要用于实现Java跨平台。
JDK、JRE、JVM三者的关系如下图：
6、Java编程工具
- Eclipse：一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台
- MyEclipse：由Genuitec公司开发的一款商业化软件，是应用比较广泛的Java应用程序集成开发环境
- NetBeans：开放源码的Java集成开发环境，适用于各种客户机和Web应用
- IntelliJ IDEA：在代码自动提示、代码分析等方面的具有很好的功能
- EditPlus：如果正确配置Java的编译器“Javac”以及解释器“Java”后，可直接使用EditPlus编译执行Java程序
二、Java开发环境搭建
1、JDK下载
首先前往下载地址[jdk下载地址]，截止2020.3.6(https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html)
下载适合于自己电脑版本的JDK。
2、JDK安装
按照提示将JDK安装到自己盘符下。
注：其中，bin和lib目录为最主要的两个目录，bin目录下存放JDK命令，lib目录下存放系统类库。
3、环境变量的配置
安装完成后，需要设置环境变量，鼠标右键单击"我的电脑"，点击"属性"，选择"高级系统设置"（在此电脑属性下面，而非快捷方式）如是快捷方式，在设置 -> 个性化 -> 图标下设置。
选择"高级"选项卡，点击"环境变量"
在“系统变量”或”用户变量”中设置3项环境变量，JAVA_HOME、PATH、CLASSPATH，若已存在则点击“编辑”，不存在则点击“新建”，具体设置方法在下文进行详细说明。
3.1、JAVA_HOME
- 变量名：
JAVA_HOME - 变量值：jdk安装目录（需要设置JDK安装根目录，值可能因人而异）
- 说明：设置
JAVA_HOME，一是为了方便引用，比如，JDK安装在C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_212目录里，则设置JAVA_HOME为该目录路径，那么以后要使用这个路径的时候，只需输入%JAVA_HOME%即可，避免每次引用都输入很长的路径串；二则是归一原则，当JDK路径改变的时候，仅需更改JAVA_HOME的变量值即可，否则，就要更改任何用绝对路径引用JDK目录的文档，要是万一没有改全，某个程序找不到JDK，后果便是该软件无法正常运行！三则是第三方软件会引用约定好的JAVA_HOME变量，不然，也无法正常使用该软件。
3.2、CLASSPATH
- 变量名：CLASSPATH
- 变量值：.;%JAVA_HOME%\lib
- 说明：CLASSPATH 环境变量的作用是，当开发者在Java程序开发过程中需要引用别人写好的类时，告诉 Java 解释器去哪里找这个类。通常，JDK 为开发者提供了丰富的类包，都位于 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_141\lib 目录下，所以通常会将这个目录加到的
CLASSPATH中；那CLASSPATH最前面的“.;”是做什么用的呢？“.”代表当前目录，所以配置“.;”，是为了让 Java 解释器去当前目录下找开发者自己提供的类.
3.3、Path
- 变量名：
Path - 变量值：原变量值;
%JAVA_HOME%\bin - 说明：
Path变量使得开发者能够在系统中的任何地方运行Java应用程序，比如javac、java、javah等等，这就要求系统能够找到开发者安装的这些Java应用程序，假设开发者的JDK安装在 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_212\ 目录下，那么在 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_212\bin 目录下就是常用的 Java 应用程序，故需要把 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_212\bin 这个目录添加到Path环境变量中.
最后，测试环境变量是否配置正常，步骤如下：
1、win + r，键入"cmd"
2、键入命令: java、javac、java -version 命令，看看命令是否都能正常执行
3、命令正常执行，环境变量配置正常。
三、第一个Java程序
1、Hello Word
第一步，创建Java源程序文件，Java源文件是以.java结尾的文本文件，是开发人员创建和编写的。将该文件命名为HelloWorldApplication.java。
public class HelloWorldApplication {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World");
}
}
说明：
- 上面的代码创建了一个类，类名是
HelloWorldApplication，因此，HelloWorldApplication.java文件也被称为一个类文件。类文件的名称必须和类文件中由public修饰的类名相同。 HelloWorldApplication类中定义了一个方法，方法名称叫main，Java程序是从main方法开始运行的。main方法中的代码向控制台输出Hello World字符串。- 注意Java语言是严格区分大小写的。
- 括号必须成对出现，一行只写一条语句，注意代码的缩进和建筑美。
说明：字节码文件是不允许修改的，只能修改源文件后重新生成字节码文件。
2、理解跨平台性
Java是跨平台的语言，平台是指操作系统和CPU，每个平台能够运行与该平台匹配的机器码。Java跨平台就是让所有的平台都能运行Java代码。Java做到了write once, run anyWhere，一次编写到处运行。实现这一点的核心便是JVM(Java Virtual Machine)，即Java虚拟机。
回顾上例中的HelloWorldApplication小程序，经历的主要过程有：
“运行”这一步骤并不是直接在操作系统上进行，事实上，所有的Java源程序文件都可以编译成字节码文件，字节码文件可以执行在任何一个JVM上，JVM可以运行在专用的平台上，例如JVM for DOS，JVM for windows，JVM for Unix等。所有的JVM都可以将字节码文件转换成平台对应的机器码，如下图所示：
进一步理解在HelloWorldApplication小程序中经历的步骤，如下：
说明：
-
Java源程序到字节码是编译执行，字节码到机器码是解释执行。
-
编译执行是一次性把源程序编译成计算机能识别的目标程序，因此计算机执行起来速度非常快，但是编译后的目标程序只能在同一平台下运行。比如用C语言编写的程序，在Windows平台下编译的结果，离开Windows平台将无法正确的运行；解释执行的程序是指 解释器将源程序逐句翻译的同时逐句执行，因此执行起来速度上不占优势，但是这种程序执行时往往不依赖于特定的平台，通过在不同平台上提供不同的解释器就可以跨平台执行。