基本概念【入门、 发展简史、核心优势、各版本的含义、特性和优势、JVM、JRE 和 JDK 】(二)-全面详解(学习总结---从入门到深化)

目录

JAVA 入门

 Java 发展简史

 Java 的核心优势

Java 各版本的含义

Java 的特性和优势 

Java 程序的运行机制 

 JVM、JRE 和 JDK

 Java 开发环境搭建

 JDK 下载和安装

 JDK 环境变量的配置

 测试 JDK 安装成功

 开发第一个 Java 程序

 第一个程序常见错误

第一个 Java 程序的总结和提升

 最常用 DOS 命令

 常用 Java 开发工具


JAVA 入门

常见编程语言介绍

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 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。关于 Java 的发展历史和特性,将在后面专门介绍。

 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 Preproc essor"。 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 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 发展简史

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 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。

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 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

         ...

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。 

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 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。

 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。

Java 程序的运行机制 

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1. 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
2. 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
3. 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。

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 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。

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小童建议
         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。
         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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 我们工作和学习,以 JAVA8 为主。当然,也可以使用 8 以上的其他版本。

 JDK 下载和安装

· 下载 JDK 
            www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

          视频内容:
· 安装 JDK
            1. 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)

           视频内容:

 JDK 环境变量的配置

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 1. 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。
2. JAVA_HOME
        (1) 为以后其他软件寻找 JDK 做准备!(一般建议进行配置)
3. 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。

 测试 JDK 安装成功

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

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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
如下几种:
        1. oracle JDK
        2. 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
        3. IBM、亚马逊等大公司有自己的 JDK

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 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("Hello world!");
    }
}

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)。
 

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 · 中文问题:
        如果代码中有中文,则使用记事本保存时,选择:

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菜鸟雷区
 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

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  常见问题-1:提示“javac 不是内部或外部命令……”

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 图 1-22 常见错误-1

         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……’
 

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 图 1-23 常见错误-2


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
图 1-24 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。

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 图 1-24 常见问题-2 解决方案

  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”。

第一个 Java 程序的总结和提升

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1. Java 对大小写敏感。
2. 关键字 class 的意思是类。Java 是面向对象的语言,所有代码必须位于类里面。
3. 源文件编译后,得到相应的字节码文件,编译器为每个类生成独立的字节码文件。
4. main 方法是 Java 应用程序的入口方法,格式固定:
                        public static void main(String[] args) {…}
5. 一个源文件可以包含多个类。
6. 每个语句必须以分号结束,回车不是语句的结束标志,所以一个语句可以跨多行。

 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:

常用命令 命令描述
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
cd 目录路径  进入一个目录
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


 

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 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 

 小童建议:
对于 IDE 的选用,真的是无所谓的,大家不用太过纠结。

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