Java入门和背景知识

常见编程语言介绍

C 语言

C 语言诞生于 1972 年，现代高级语言的鼻祖，由著名的贝尔实验室发明。
在底层编程，比如嵌入式、病毒开发等应用，可以替代汇编语言来开发系统程序。
在高层应用，也可以开发从操作系统(Linux/Windows 都基于 C 语言开发)到各种应用软件。

C++语言

作为 C 语言的扩展，C++是贝尔实验室于 80 年代推出的。C++是一种混合语言，既可以实现面向对象编程，也可以开发 C 语言面向过程风格的程序。
C++语言在科学计算、操作系统、网络通讯、系统开发、引擎开发中仍然被大量使用。

Java 语言

由美国 SUN 公司(被 oracle 公司收购)发明于 1995 年，是目前业界应用最广泛、使用人数最多的语言，连续多年排名世界第一，可以称之为“计算机语言界的英语”。
Java 广泛应用于企业级软件开发、安卓移动开发、大数据云计算等领域，几乎涉及 IT 所有行业。

JavaScript 语言

JavaScript 是一种脚本语言,已经被广泛用于 Web 应用开发；应用范围越来越大，重要性越来越高。目前，前端开发核心其实就是 JavaScript 语言。

Python 语言

Python 发明于 1989 年，语法结构简单，易学易懂；
Python 广泛应用于：人工智能、科学计算、web 编程等。

PHP 语言

PHP 原始为 Personal Home Page 的缩写，已经正式更名为 "PHP: Hypertext Preprocessor"。
一般用于 WEB 开发领域；大量的中小型网站以及某些大型网站使用 PHP 开发。

Object-C 和 Swift 语言

Object-C 通常写作 Objective-C 或者 Obj-C 或 OC，是根据 C 语言所衍生出来的语言，继承了 C 语言的特性，是扩充 C 的面向对象编程语言。OC 主要用于苹果软件的开发。
Swift，苹果于 2014 年 WWDC（苹果开发者大会）发布的新开发语言，可与 OC 共同运行于 Mac OS 和 iOS 平台，用于搭建基于苹果平台的应用程序。

C#(c sharp)语言

C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework 之上的高级程序设计语言。

Kotlin 语言

Kotlin 已正式成为 Android 官方支持开发语言，并且是一种可以兼容 java 的语言。

Go 语言

Go（又称 Golang）是 Google 开发的一种静态强类型、编译型语言。

Basic 语言

虽然易学，但功能不够强大，应用到大程序的有效性令人怀疑。已经逐步退出历史舞台。

Java 发展史

1991 年，James Gosling 在 SUN 公司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，要求语言本身是中立的，也就是跨平台的。

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
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
2014 年，JavaSE8.0
2017 年，JAVA 9.0
2020 年 3 月，JAVA14
2020 年 9 月，JAVA15
2021 年 3 月，JAVA16
2021 年 9 月，JAVA17
2022 年 3 月，JAVA18
2022 年 9 月，JAVA19
2023 年 3 月，JAVA20
…

SUN 公司已经被 oracle 公司收购，目前每半年更新一次 java 的版本。但是，企业中的主流仍然以 8 为主。对于初学者，JAVA8 以上都可以。

Java 的核心优势

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。

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”。

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。

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。

注意：
很多初学者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。

Java 运行机制

	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。如上图所示。

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。

JVM、JRE 和 JDK

JVM(Java Virtual Machine): 用于执行 bytecode 字节码的”虚拟计算机”。

不同的操作系统有不同版本 JVM，屏蔽了底层运行平台的差别，是实现跨平台的核心。

Java Runtime Environment (JRE)包含：Java 虚拟机、库函数等。

Java Development Kit (JDK)包含：JRE，编译器和调试器等。

提示：

⭐	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。
⭐	如果要开发 Java 程序，就需要安装 JDK。

Java 开发环境搭建

下面就由我来带领大家安装JDK吧，我们以 Java8 为例。当然，也可以使用 8 以上的其他版本。

JDK 下载和安装

⭐ 下载 JDK
点我，点我可直达Oracle官网下载

⭐ 安装 JDK

选择 JDK 安装目录，采用默认即可（如果一定要自定义，不要包含中文路径）

JDK 环境变量的配置

	path 是一个常见的环境变量，它告诉系统除了在当前目录下寻找此程序外，还可以到path 指定的目录下寻找。

	JAVA_HOME
为以后其他软件寻找 JDK 做准备！（一般建议进行配置）

	classpath 不需配置!
JDK1.5 以上版本，JRE 会自动搜索当前路径下的类文件及相关 jar 文件。

那我来带大家一起配置JDK环境变量吧！（我的是win11）
1.鼠标右键 “此电脑” 选择属性，之后会出现一个弹窗，点击 “高级系统设置”

2.如下图：

3.点击 “环境变量” 然后会看到这样的画面，关键是下面的内容，用户变量可以不用管：

4.至此你已经完成了所有的准备步骤，接下来就是环境配置了，点击“新建”会出现一个弹窗：

5.变量名：JAVA_HOME
变量值：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_162(JDK的安装路径，这里以你自己的安装路径为准)
6.输入完成之后点确认，第一项配置就完成了，接下来进行第二步，新建CLASSPATH 变量，变量值为：
.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar(注意前面是有一个点的)，配置好之后如下图，这里是可以复制粘贴的。

7.然后点确定保存变量，进入下一步，配置path,找到path，双击或者点编辑

8.然后可以看到path里面已经有很多内容了，我们在下面新建一个：

9.输入 %JAVA_HOME%\bin

10.然后点击确定保存吧，各位小伙伴！至此环境变量配置完毕，然后我们来测试下环境变量配置成功没有！

测试 JDK 安装成功

我们使用Windows键+R，输入CMD，然后打开如下图。

在窗口中输入命令 “java -version”。出现如下结果，则说明 JDK 安装成功。

openJDK 和 JDK 收费问题

2019 年后，JDK8 后续更新的版本就开始收费了。但是，主要针对的是企业用户，对于个人学习者没有任何影响。

由于 JAVA 虚拟机的规范是开放的，任何人都可以去实现它。我们常用的 JDK 只是oracle 公司的一种具体实现，其他公司甚至个人也可以根据规范自己开发。

常见的 JDK 有

	⭐	oracle JDK
	⭐	open JDK
免费的开源实现，以 GPL License 发布，很多 Linux 发行版中都会包含 Open JDK
	⭐	IBM、亚马逊等大公司有自己的 JDK

各种开源的 JDK 版本

开发第一个 Java 程序

使用记事本，编写代码

public class Welcome{
	public static void main(String[] args){
	System.out.println("我的第一行代码")
	}
}

可在 d 盘下建立文件夹 mycode，用于保存学习的代码。保存路径建议为：”d:/mycode”。保存为：Welcome.java （文件名必须为 Welcome，大小写也必须一致。

中文问题：

如果代码中有中文，则使用记事本保存时，选择：

提示：

⭐	代码中的引号、分号必须为英文引号和分号，不能是中文全角的引号和分号。
⭐	注意大小写。

编译（编译器创建 class 字节码文件）

打开命令行窗口，进入 Java 文件所在目录；执行命令：javac Welcome.java，生成
class 文件。

解释并运行阶段

执行：”java Welcome”（就是运行编译生成的 Welcome.class），输出执行结果。

第一个程序常见错误

常见问题 ①：提示“javac 不是内部或外部命令……”

出错原因：Path 变量配置错误导致没有找到 javac 命令
解决方案: 细心重新设置 Path，配置完成后需要重新输入 cmd 打开命令行窗口。

常见问题 ②：文件夹中可以看到 Welcome.java 文件，在编译时出现javac 找不到文件……

出错原因：可能是操作系统显示设置的问题，隐藏了文件的扩展名
解决方案：打开我的电脑窗口,选择【组织】-【文件夹和搜索选项】-【查看】，如下图 所示，去掉“隐藏已知文件夹类型的扩展名”复选框中的对勾，看到文件的实际
名称为 Welcome.java.txt，将后缀后.txt 去掉。

常见问题 ③：NoSuchMethodError：main
出错原因：找不到 main 方法，应该是 main 方法书写有误。
解决方案：检查 public static void main(String [] args){}是否有误。

碰到错误、碰到异常，要和看到美女帅哥那样兴奋! 你解决的每一个错误，都是你提高的阶梯！

所谓编程经验很大程度就是指“调错的经验”。

提示：

	编程时，一定要注意缩进规范；
	在写括号、引号时，一定是成对编写，然后再往里插入内容。

最常用 DOS 命令

磁盘操作系统（Disk Operating System），是早期个人计算机上的一类操作系统。

常用命令：

	cd 目录路径 进入一个目录
	cd .. 进入父目录
	dir 查看本目录下的文件和子目录列表
	cls 清除屏幕命令
	上下键 查找敲过的命令
	Tab 键 自动补齐命令

常用 Java 开发工具

入门学习时，进行简单的 Java 程序编写，我们可以使用文本编辑器，比如：记事本。但是，记事本功能不够强大，我们可以考虑使用“更加强大的记事本”。

常见的有如下三种软件：

⭐	Notepad++
⭐	Sublime
⭐	EditPlus

在我们真正学习开发中，包括以后在企业中从事软件开发时，一般使用集成开发环境（IDE）。

⭐ IDEA 官方网址： http://www.jetbrains.com/idea/
⭐ VS Code 官方网址：https://code.visualstudio.com/
⭐ eclipse 官方网址：http://www.eclipse.org

个人建议：

对于 IDE 的选用，真的是无所谓的，大家不用太过纠结。