第一章 Java开发环境的搭建

复议建议：迭代式复习，才能保持不忘

一、常用的DOS命令

1、什么是DOS命令呢？

在DOS命令窗口中才可以输入并执行DOS命令。在最初的windows计算机中没有图形界面的，只有DOS命令窗口。也就是说通过执行DOS命令窗口可以完全完成文件的新建、编辑、保存、删除等一系列操作。

2、默认情况下DOS命令窗口打开之后，定位的位置是哪里？

C:\Users\Administrator 这是默认的当前路径

3、在DOS命令窗口中怎么复制内容？

win11：左键直接选中，然后右键单击一下就到剪贴板里面了。

4、切换盘符：直接输入盘符就行

c: 回车
d: 回车
e: 回车
f: 回车

当切换到D盘根下了，那么当前路径就是：D:\>
当前路径是当前所在的位置。

5、切换目录：cd 路径

路径在windows系统上包括：相对路径和绝对路径。

相对路径：相对路径一定是相对于当前所在“位置”而言的。从当前所在的位置作为起点。

        死记：相对路径一定是从当前位置作为起点开始找。

绝对路径：在windows操作系统中凡是路径起点是盘符的都是绝对路径，例如：
        C:\Users\Administrator
        C:\Users
        C:\Users\Public\gakataka
        C:\Windows\System32
        D:\BaiduNetdiskDownload
        D:\course\01-开课\OneNote
        
注意：
        cd .. 回到上级路径。
        cd \ 直接回到根路径。
            . 一个点，代表当前路径。（cd命令用不着。以后配置环境变量的时候一个点有用处。）

6、清屏：cls 

7、查看当前目录下的内容：dir

8、退出DOS命令窗口：exit

9、删除一个或者多个文件：del

删除T1.class文件
        C:\Users\Administrator>del T1.class
删除所有.class结尾的文件，支持模糊匹配
        C:\Users\Administrator>del *.class

10、查看本机的IP地址：ipconfig

什么是IP地址？有什么用呢？
        A计算机在网络当中要想定位到（连接到）B计算机，那么必须要先知道B计算机的IP地址，IP地址也可以看做计算机在同一个网络当中的身份证号（唯一标识）。

ipconfig（查看ip地址的配置信息。）

ipconfig /all 该命令后面添加一个/all参数可以查看更详细的网络信息。
        这个详细信息中包括网卡 的物理地址，例如：70-8B-CD-A7-BA-25
        这个物理地址具有全球唯一性。物理地址通常叫做MAC地址。

11、查看两台计算机是否可以正常通信：ping

语法格式：
        ping IP地址
        ping 域名
        ping www.baidu.com
        ping 61.135.169.121  （61.135.169.121是百度的IP地址）
        ping 61.135.169.121 -t （-t参数表示一直ping）
        一直ping的目的可以查看网络是否稳定。

在一个DOS命令窗口中如果有一个命令一直在执行，想强行终止怎么办？ctrl + c 组合键

二、文本编辑快捷键

掌握常用的通用的文本编辑快捷键很重要，可以大大提升开发效率。所以，必须熟练掌握，从此刻开始强迫自己少用鼠标，用组合键快捷键的方式。

复制	ctrl + c
粘贴	ctrl + v
剪切	ctrl + x
保存	ctrl + s
撤销	ctrl + z
重做	ctrl + y
回到行首	home键
回到行尾	end键
当光标在行尾，怎么选中一行？	shift + home键
当光标在行首，怎么选中一行？	shift + end键
回到文件头	ctrl + home
回到文件尾	ctrl + end
全选	ctrl + a
查找	ctrl + f
选中一个单词	鼠标双击
选中一行	鼠标连续击3次
不用鼠标选中一个单词	ctrl + shift + 右箭头/左箭头
代码左缩进	tab键
代码右缩进	shift + tab键

三、计算机编程语言发展史

第一代语言：机器语言
第二代语言：汇编语言
第三代语言：高级语言

计算机编程语言是什么？是一个团队，或者一个组织制定的一套固定的语法规则，你可以学习这套语法规则，然后通过这套语法规则和计算机交互。
我们为什么要学习汉语？原因是我们学习了汉语之后，可以完成人和人的沟通。
我们为什么要学习日语？因为我们要和日本人沟通。

四、Java语言的概述以及Java语言的发展史

JDK（Java开发工具箱，做Java开发必须安装的，这是最根本的一个环境。）JDK不是集成开发环境。JDK这个开发工具箱中是Java最核心的库。

98年的时候：Java升级到JDK1.2，Java被分为三大块：
        J2SE：标准版（基础，要学java，必须先学习SE。基础语法+基础库）
        J2EE：企业版（专门为企业开发软件，为企业提供解决方案。例如：OA办公系统，保险行业的系统，金融行业的系统，医院系统....）
        J2ME：微型版（专门为微型设备做嵌入式开发的。）
    
java诞生十周年的时候改了名字：
        JavaSE
        JavaEE
        JavaME
   

五、Java语言的特性

1、简单性

在Java语言当中真正操作内存的是JVM（Java虚拟机）。所有的java程序都是运行在Java虚拟机当中的。而Java虚拟机执行过程中再去操作内存。

对于C或者C++来说程序员都是可以直接通过指针操作内存的。
C或者C++更灵活，可以直接程序员操作内存，但是要求程序员技术精湛。C语言或者C++更有驾驭感。

Java语言屏蔽了指针概念，程序员不能直接操作指针，或者说程序员不能直接操作内存。这种方式有优点也有缺点：
        优点：不容易导致内存泄漏。（简单了。）
        缺点：效率问题，包括驾驭感比较差。
        飞机航行：
            如果是C语言表示程序员是飞机驾驶员。
            如果是Java语言表示程序员是飞机上的乘客。

Java语言底层是C++，所以JVM是用C++语言写好的一个虚拟的电脑。
JVM在哪里？告诉大家，安装了JDK之后，JVM就代表安装好了。

2、完全面向对象

面向对象更容易让人理解，人类通常是以对象的方式认知世界的。采用面向对象的方式可以让复杂问题简单化。    

3、健壮性

主要是因为Java中有一种机制：自动垃圾回收机制（GC机制）。
java语言是健壮的，相对于C语言来说，C语言没有Java健壮。
Java不容易导致内存的泄漏。C++或者C语言使用不当时很容易导致内存泄漏。

JVM负责调度GC机制。程序员不需要干涉。

以上讲解中又描述了这几个术语：
        JVM（C++语言写的一个虚拟的计算机）、GC（垃圾回收机制）

4、java完全/完美支持多线程并发

5、可移植性/跨平台

java语言只要编写一次，可以做到到处运行。
例如：java程序编写完之后，可以运行在windows操作系统上，不需要做任何改动可以直接运行在Linux操作系统上，同样也可以运行到Mac OS上面。

一次编写，到处运行。（平台改变了，程序不需要改。）

JVM这种机制实现了跨平台，那么这种机制优点和缺点分别是什么？
        优点：一次编写到处运行，可以跨平台。
        缺点：麻烦。对于运行java程序来说必须先有一个JVM。就像你要想在网页上看视频，你必须先安装一个flash是一样的。
        
Java语言可以编写病毒吗？
        可以，没问题。但是很难让用户中毒。
        中毒的一般都是java程序员。所以很少有人编写java的病毒脚本。

六、JDK、JRE、JVM三者之间的关系

JDK：Java开发工具箱
JRE：java运行环境
JVM：java虚拟机

JDK包括JRE，JRE包括JVM。

JVM是不能独立安装的。JRE和JDK都是可以独立安装的。

有单独的JDK安装包。也有单独的JRE安装包。没有单独的JVM安装包。

安装JDK的时候：JRE就自动安装了，同时JRE内部的JVM也就自动安装了。
安装JRE的时候：JVM也就自动安装了。

问题：假设你在软件公司开发了一个新的软件，现在要去客户那边给客户把项目部署一下，把项目跑起来，你需要安装JDK吗？
只需要安装JRE就行了。
JRE体积很小，安装非常便捷快速。

问题：为什么安装JDK的时候会自带一个JRE？
因为java程序员开发完程序之后，要测试这个程序，让这个程序运行起来，需要JRE。所以JDK安装的时候内部自带一个JRE。

七、对Java的加载与执行的理解（理论比较重要）

1、java程序从编写到最终运行经历了哪些过程？

java程序非常重要的两个阶段：编译阶段和运行阶段。

注意：java程序员直接编写的java代码（普通文本）是无法执行被JVM识别的。java程序员编写的java代码这种普通文本必须经过一个编译，将这个“普通文本代码”变成“字节码”，JVM能够识别“字节码”。java代码这种普通文本变成字节码的过程，被称为：编译。

java代码这种普通文本被称为：java源代码。源代码不能被JVM直接执行，需要先进行编译，生成源代码对应的“字节码”JVM可以识别的是字节码。

2、编译阶段和运行阶段可以在不同的操作系统上完成吗？

在windows上编译，编译之后生成了“字节码”，把“字节码”放到linux上运行完全可以，因为Java是跨平台的，可以做到一次编写到处运行。    

3、java源代码一旦编译之后，源代码可以删除吗？只留下字节码可以执行吗？

完全可以执行，因为源代码不参与程序的执行过程。参与程序执行过程的是字节码。但是最好不要删除源代码。因为有可能执行结果不是你需要的，当执行结果不是你需要的时候，你可以重新打开源代码进行修改，然后重新编译生成新的字节码，再重新执行。这样会有新的执行结果。
    
放源代码的文件扩展名必须是：xxx.java；编译生成的字节码文件扩展名是：xxx.class。
另外需要注意的是：1个java源文件是可以编译生成多个class文件的。最终运行的是class文件。

4、字节码文件是二进制文件吗？

字节码文件不是二进制文件。如果是二进制的话，就不需要JVM了。因为操作系统可以直接执行二进制。

5、java程序从开发到最终运行经历了什么？

编译期：（可以在windows上）

第一步：在硬盘的某个位置（随意），新建一个xxx.java文件。

第二步：使用记事本或者其它文本编辑器例如EditPlus打开xxx.java文件。

第三步：在xxx.java文件中编写“符合java语法规则的”源代码。

第四步：保存（一定要将xxx.java文件保存一下）。

第五步：使用编译器（javac【JDK安装后自带】）对xxx.java文件进行编译。

第六步：如果xxx.java文件中编写的源代码是符合语法规则的，编译会通过，如果xxx.java文件中编写的源代码违背了语法规则，那么编译器会报错，编译器报错之后class文件是不会生成的，只有编译通过了才会生成class字节码文件。并且一个java源文件是可以生成多个class文件的。（编译实质上是检查语法）

运行期（JRE在起作用）：（可以在windows上，也可以在其他的OS上。）

第七步：如果是在Linux上运行，需要将windows上生成的class文件拷贝过去，不需要拷贝源代码，真正运行的是字节码。（但是源代码也不要删除，有用）

第八步：使用JDK自带的一个命令/工具：java（负责运行的命令/工具）执行字节码。

第九步：往下的步骤就全部交给JVM了，就不需要程序员干涉了。JVM会将字节码文件通过类加载器装载进去，然后JVM对字节码进行解释（解释器负责将字节码解释为1010101010..等的二进制）

第十步：JVM会将生成的二进制码交给OS操作系统，操作系统会执行二进制码和硬件进行交互。
    
注意：在以上的过程中，需要使用两个非常重要的命令，javac 命令，负责编译；java 命令，负责运行。

小插曲：xxx.java源文件经过编译之后生成了A.class、B.class、C.class等文件，那么我们称A是一个类、B是一个类、C是一个类。其中A、B、C是类的名字。没有为什么，死记硬背，SUN公司的java语法就是这么规定的。

以上是一个复杂的过程，那么缩减一下，程序员到底要干啥？
新建java文件
打开java文件
写java源代码
保存
javac命令编译
java命令运行
总结为：编写、编译、运行

八、编写java中的第一个java程序：HelloWorld

这个程序不需要理解，主要是为了搭建java的开发环境，测试java的环境是否能用。

第一步：安装文本编辑器（EditPlus）

第二步：安装JDK（先下载JDK）。

安装JDK13，直接下一步就行。JDK13安装的时候内置了一个JRE，独立于JDK之外的JRE并没有生成。对于java13来说，如果你希望生成一个独立于JDK之外的JRE的话需要执行特殊的命令。这里先不讲，后期用到的时候再说。

注意：JDK8安装的时候，不仅JDK内置了一个JRE，而且还会在JDK目录之外 独立的生成一个单独的JRE。（以前低版本的时候，JRE实际上是有2个。）一个是JDK内置的，一个是独立于JDK之外的。

JDK的bin目录下有：javac.exe 负责编译、java.exe 负责运行。

第三步：写代码

括号：[]、()、{}都要成对写。

第四步：编译

需要使用的命令是：C:\Program Files\Java\jdk-13.0.2\bin\javac.exe。这个命令需要先测试一下，打开DOS命令窗口，看看javac命令是否可用。

C:\Users\Administrator>javac
'javac' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。

这说明：windows操作系统没有发现“javac.exe”命令在哪里。 windows操作系统没有找到javac.exe文件在哪。

为什么ipconfig、ping等命令可以使用呢，为什么javac用不了？

我们发现windows操作系统中有这样一个环境变量，名字叫做：path。
并且发现path环境变量的值是：C:\Windows\system32;%SystemRoot%;等........
我们还发现了在：C:\Windows\System32 这个目录下存在：ipconfig.exe

注意：修改完环境变量之后，DOS命令窗口必须关闭重新打开才会起作用。

将path环境变量中的:C:\windows\system32; 删除之后再测试：
C:\Users\Administrator>ipconfig
'ipconfig' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。
        
配置环境变量path的步骤：

桌面计算机上右键-->属性-->高级系统设置-->环境变量。找到path，鼠标双击！path环境变量当中都是路径，路径和路径之间必须采用“半角的分号”分隔。让javac.exe能用，我们将C:\Program Files\Java\jdk-13.0.2\bin配置到path当中。

注意：环境变量包括“系统变量”和“用户变量”
        系统变量：范围比较大，系统变量会让计算机所有用户都起作用。
        用户变量：范围比较小，这个变量只是作用于当前用户。
        
怎么查看编译器版本？

C:\Users\Administrator>javac -version
javac 13.0.2    
        
怎么查看java虚拟机的版本？

C:\Users\Administrator>java -version
java version "13.0.2" 2020-01-14
Java(TM) SE Runtime Environment (build 13.0.2+8)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 13.0.2+8, mixed mode, sharing)

问题1：path环境变量的作用是什么？

path环境变量的作用就是给windows操作系统指路的。告诉windows操作系统去哪里找这个命令文件。path环境变量中有很多很多的路径，路径和路径之间用半角分号分隔。

path=A;B;C;D......。path是环境变量的名字。A;B;C;D......是环境变量path的值。
 

问题2：path环境变量是java中的机制，还是windows操作系统中的机制？

path环境变量本质上是隶属于windows操作系统的，和java没有关系。java只不过用了一下path环境变量。
        
要学会融会贯通，学一通百。以后在安装其他软件之后，希望在DOS命令窗口中使用该软件的某个命令的时候，如果出现“命令找不到错误了”，这个时候希望大家能够想起来配置环境变量path。

javac命令用法：javac java源文件的路径

第五步：运行

运行的前提是：class文件（字节码）生成了。没有字节码文件程序是无法运行的。

使用JDK的bin目录下的java.exe命令来运行。先在DOS命令窗口中测试java.exe这个命令是否可用！java -version

java命令用法：java 类名
        
注意：java这个命令，后面跟的是“类名”，而绝对不能跟“文件路径”。
对于这个字节：Test.class，应该：java Test
对于这个字节码：A.class ，应该 java A
对于这个字节码：Hello.class，应该java Hello

运行java程序的步骤：
第一步（必须这样做，这是必须的，先记住）：先使用cd命令切换到Test.class文件所在的路径。第二步：执行java Test。

九、到目前为止我们一共配置了哪些环境变量？

到目前为止，我们只配置了一个环境变量path，并且这个环境变量path和java实际上没关系，是人家windows操作系统的机制。

对于Java的JDK所属的环境变量，有一个叫做：JAVA_HOME，目前我们不需要配置，不配置这个环境变量也不会影响当前java程序的运行。但是后期学习到JavaWEB的时候需要安装Tomcat服务器，那个时候JAVA_HOME就必须配置了。

那么除了JAVA_HOME环境变量之外，JDK相关的环境变量还有classpath。

十、“java HelloWorld”的执行过程以及原理

java HelloWorld  敲完回车，都发生了什么？

第一步：会先启动JVM（java虚拟机）

第二步：JVM启动之后，JVM会去启动“类加载器classloader”
类加载器的作用：加载类的。本质上类加载器负责去硬盘上找“类”对应的“字节码”文件。
        假设是“java HelloWorld”，那么类加载器会去硬盘上搜索：HelloWorld.class文件。
        假设是“java Test”，那么类加载器会去硬盘上搜索：Test.class文件。

第三步：类加载器如果在硬盘上找不到对应的字节码文件，会报错（错误: 找不到或无法加载主类）。类加载器如果在硬盘上找到了对应的字节码文件，类加载器会将该字节码文件装载到JVM当中，JVM启动“解释器”将字节码解释为“101010000...”这种二进制码，操作系统执行二进制码和硬件交互。

默认情况下，类加载器去硬盘上找“字节码”文件的时候，默认从哪找？

默认情况下类加载器（classloader）会从当前路径下找。  

能不能给类加载器指定一个路径，让类加载器去指定的路径下加载字节码文件？

可以的。但是我们需要设置一个环境变量，叫做：classpath    

classpath是一个环境变量，是给谁指路的？

是给“类加载器”指路的。

classpath环境变量不属于windows操作系统，classpath环境变量隶属于java。

classpath环境变量是java特有的。
        classpath=A路径;B路径;C路径.....
        classpath是一个变量名
        A路径;B路径;C路径.....是变量值

配置classpath环境变量：

计算机-->右键-->属性-->高级系统设置-->环境变量-->新建...
    
注意：变量名不能随意写：大小写无所谓，但必须叫做：classpath

例如：随意配置classpath=D:\course，重启CMD。

配置了classpath=D:\course之后，类加载器只会去D:\course目录下找“xxx.class”文件，不再从当前路径下找了。
        
结论是：到目前为止，classpath环境变量不需要配置。但必须理解classpath环境变量是干什么的。   

classpath环境变量的作用是什么？

是给类加载器指路的。在没有配置环境变量classpath的时候，默认从当前路径下加载。如果配置了环境变量classpath的话，就只能从指定的路径下加载了。

十一、JDK13新特性

注意：了解即可，不需要掌握，现阶段也不需要这样写。

在高版本的JDK当中，有这样的一个新特性，可以直接这样一步到位：
        java x/y/z/xxx.java（java后面直接加java源文件的路径）。

这个特性是为了简化开发而提出，但实际上底层的实现原理还是和以前一样的，以上命令在执行过程中，还是会先进行编译，然后再运行。并且以上的运行方式，编译生成的class文件在硬盘上不存在，看不到。

十二、Java中的注释

// 单行注释

/*
   多行注释
*/

/**
*  javadoc注释：这里的注释信息可以自动被javadoc.exe命令解析提取并生成到帮助文档当中。
*/

注释是对java源代码的解释说明。注释可以帮程序员更好的理解程序。

注释信息只保存在java源文件当中，java源文件编译生成的字节码class文件，这个class文件中是没有这些注释信息的。

在实际的开发中，一般项目组都要求积极的编写注释。这也是一个java软件工程师的基本素养。

十三、一些注意事项

1、在java中任何有效的代码必须写到“类体”当中，最外层必须是一个类的定义。

2、public表示公开的，class表示定义一个类，后跟的是一个类名。类名后面必须是一对大括号，这一对大括号被称为“类体”

3、main方法（程序的入口，SUN公司java语言规定的），JVM在执行程序的时候，会主动去找这样一个方法。没有这个规格的方法，程序是无法执行的。任何一个程序都要有一个入口，没有入口进不来，无法执行。

1）如果完全不写main方法，编译能通过，但是无法运行。

2）main方法前的public不能丢，若丢了public，编译能通过，但是无法运行。

3）args可以改名字，随意，对于主方法来说只有这个位置可以改，其它位置不能动。

4）main方法中什么都不写也可以编译通过并运行。

5）任何方法必须放到“类体”中，不能放到“类体”外面。

6）类体当中应该是方法，而不是直接的java语句。否则编译直接报错。

十四、一些结论

1、一个java源文件中可以定义多个class。

2、public的类不是必须的。可以没有。

3、在源文件中只要有一个class的定义，那么必然会对应生成一个class文件。

4、public的类可以没有，但如果有的话，public修饰的类名必须和源文件名保持一致。

5、public的类有也只能有1个。