从0开始学Java：Java概述

1. JavaSE体系介绍

JavaSE知识模块介绍

• 第一部分：计算机编程语言核心结构：数据类型、运算符、流程控制、数组、…
• 第二部分：Java面向对象核心逻辑：类和对象、封装、继承、多态、抽象、接口、…
• 第三部分：JavaSE核心高级应用：集合、I/O、多线程、网络编程、反射机制、…
• 第四部分：Java新特性：Lambda表达式、函数式编程、新Date/Time API、接口的默认、静态和私有方法、…
• 第五部分：MySQL/JDBC核心技术：SQL语句、数据库连接池、DBUtils、事务管理、批处理、…

2. 计算机语言介绍

计算机程序（Computer program），也称为软件（software），简称程序（英语：Program），是指一组指示计算机或其他具有信息处理能力装置执行动作或做出判断的指令，通常用某种计算机编程语言编写，运行于某种目标计算机体系结构上。

计算机语言是什么

所谓计算机编程语言，即人与计算机交流的语言，人们可以使用编程语言对计算机下达命令，让计算机完成人们需要的功能。

计算机语言发展

• 第一代：机器语言
  • 指令以二进制形式存在 ： 1000100111011000
• 第二代：汇编语言
  • 使用助记符表示一条计算机指令： MOV AX, BX
• 第三代：高级语言
  • 接近人类自然语言，使程序员更容易编写，更容易读懂。相反低级语言更接近底层，效率高，难于理解。
    • Java、C（接近汇编）、C++、Python等

3. Java语言概述

3.1 Java生态圈

Java是目前应用最为广泛的软件开发平台之一 随着Java以及Java社区的不断壮大，Java 也早已不再是简简单单的一门计算机语言了，它更是一个平台、一种文化、一个社区。

作为一个平台Java虚拟机扮演着举足轻重的作用。除了 Java语言，任何一种能够被编译成字节码的计算机语言都属于Java这个平台。Groovy、Scala、 JRuby、Kotlin等都是Java平台的一部分，它们依赖于Java虚拟机，同时，Java平台也因为它们变得更加丰富多彩。

作为一种文化Java几乎成为了 “开源”的代名词。在Java程序中，有着数不清的开源软件和框架。如Tomcat、Struts, Hibernate, Spring等。就连JDK和JVM自身也有不少开源的实现，如OpenJDK、Apache Harmony。可以说，“共享”的精神在Java世界里体现得淋漓尽致。

作为一个社区Java拥有全世界最多的技术拥护者和开源社区支持，有数不清的论坛和资料。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业级应用、后台服务器、中间件，都可以看到Java的身影。其应用形式之复杂、参与人数之众多也令人咋舌。可以说，Java社区已经俨然成为了一个良好而庞大的生态系统。其实这才是Java最大的优势和财富。

3.2 Java语言发展历史

Java诞生于1995年，由SUN公司（Sun Microsystems）推出，09年SUN被Oracle（甲骨文）收购。
Java之父是詹姆斯.高斯林(James Gosling)。

3.3 Java技术体系平台

• JavaSE（Java Platform, Standard Edition标准版）：允许您在桌面和服务器上开发和部署Java应用程序。Java提供了丰富的用户界面、性能、多功能性、可移植性和当今应用程序所需的安全性。
• JavaEE（Java Platform, 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，主要针对于Web应用程序开发。
• JavaME（Java Platform, Micro Edition 小型版）：为互联网上的嵌入式和移动设备上运行的应用提供了一个健壮、灵活的环境：微控制器、传感器、网关、移动电话、个人数字助理（PDA）、电视机顶盒、打印机等等。JavaME包括灵活的用户界面、健壮的安全性、内置的网络协议，以及支持动态下载的网络和离线应用程序。基于JavaME的应用程序在许多设备上都是可移植的，但是利用了每个设备的本机功能。
  • Java Embedded: 用于解锁物联网的智能设备的价值：
    通过远程市场更新和刷新功能延长产品生命周期和价值；
    利用Java的可伸缩性、健壮性、可移植性和全套功能，提高生产效率，降低成本，缩短上市时间；
    在边缘启用快速数据功能；
  • Java Card：使安全元件（如智能卡和其他防篡改安全芯片）能够承载采用Java技术的应用程序。Java card提供了一个安全的、可互操作的执行平台，它可以在一个资源受限的设备上存储和更新多个应用程序，同时保持最高的认证级别和与标准的兼容性。
  • Java TV：是一种基于JavaME的技术，它为开发在tv和机顶盒设备上运行的java应用程序提供了一个性能良好、安全且易于实现的解决方案。使用Java TV运行时，开发人员可以轻松创建应用程序，例如电子节目指南（EPG）、视频点播（VOD）客户端、游戏和教育应用程序、用于访问Internet数据的应用程序（例如天气、新闻播报器、社交网络）以及大多数蓝光光盘标题上的用户界面和奖金内容。

3.4 Java的主要应用领域

• 企业级应用 ：主要指复杂的大企业软件系统、各种类型网站后台系统。 Java的安全机制以及它的跨平台优势，使在分布式系统领域开发中有广泛应用。包括金融、电信、交通电子商务等。
• 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，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。
• Android 移动平台应用 ：Android应用程序使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 。

3.5 Java语言的特点

• 完全面向对象 Java语言支持封装、继承、多态，面向对象编程，让程序更好达到高内聚，低耦合的标准。

• 支持分布式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。

• 健壮型Java的强类型机制、异常处理 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。

• 安全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：安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查。

• 跨平台性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。

4. Java语言跨平台原理

• 跨平台：任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系统上，这个特性称为Java语言的跨平台特性。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。
• JVM（Java Virtual Machine ）：Java虚拟机，简称JVM，是运行所有Java程序的虚拟计算机，是Java程序的运行环境之一，也是Java 最具吸引力的特性之一。我们编写的Java代码，都运行在JVM 之上。

如图所示，Java的虚拟机本身是不具备跨平台功能的，每个操作系统下都有不同版本的虚拟机。

• JRE (Java Runtime Environment) ：是Java程序的运行时环境，包含JVM 和运行时所需要的核心类库。
• JDK (Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含JRE 和开发人员使用的工具。
  我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装JRE 即可。

我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装JDK ，其内部包含JRE。