01-Java语言概述

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Java概述

01-Java语言概述

Java基础知识图解

Java基础知识图解

1. 软件开发介绍

  • 软件开发

    软件，即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。有系统软件和应用软件之分。

  • 人机交互方式

    • 图形化界面(Graphical User Interface GUI)这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。
    • 命令行方式(Command Line Interface CLI)：需要有一个控制台，输入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记录住一些命令。

  • 常用Dos命令

    • dir：列出当前目录下的文件以及文件夹
    • md：创建目录
    • rd：删除目录
    • cd：进入指定目录
    • cd..：退回到上一级目录
    • cd\：回到根目录
    • del：删除文件
    • exit：退出dos命令行
      • 补充：echo javase>1.doc

  • 常用快捷键

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2. 计算机编程语言介绍

  • 什么是计算机语言

    • 语言：是人与人之间用于沟通的一种方式。例如：中国人与中国人用普通话沟通。而中国人要和英国人交流，就要学习英语。

    • 计算机语言：人与计算机交流的方式

      如果人要与计算机交流，那么就要学习计算机语言。

      计算机语言有很多种。如：C ,C++ ,Java ,PHP , Kotlin，Python，Scala等。

  • 第一代语言

    • 机器语言。指令以二进制代码形式存在

  • 第二代语言

    • 汇编语言。使用助记符表示一条机器指令

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  • 第三代语言：高级语言

    • C、Pascal、Fortran面向过程的语言
    • C++面向过程/面向对象
    • Java跨平台的纯面向对象的语言
    • .NET跨语言的平台
    • Pyton、Scala…

  • 从市场需求来看image-20210814100355030

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3. Java语言概述

  • 是SUN(Stanford University Network，斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一 门高级编程语言。

  • 是一种面向Internet的编程语言。Java一开始富有吸引力是因为Java程序可以 在Web浏览器中运行。这些Java程序被称为Java小程序（applet）。applet使 用现代的图形用户界面与Web用户进行交互。 applet内嵌在HTML代码中。

  • 随着Java技术在web方面的不断成熟，已经成为Web应用程序的首选开发语言。

    后台开发：Java、PHP、Python、Go、Node.js

  • Java简史

    • 1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树)
    • 1994年，开发组意识到Oak 非常适合于互联网
    • 1996年，发布JDK 1.0，约8.3万个网页应用Java技术来制作
    • 1997年，发布JDK 1.1，JavaOne会议召开，创当时全球同类会议规模之最
    • 1998年，发布JDK 1.2，同年发布企业平台J2EE
    • 1999年，Java分成J2SE、J2EE和J2ME，JSP/Servlet技术诞生
    • 2004年，发布里程碑式版本：JDK 1.5，为突出此版本的重要性，更名为JDK 5.0
    • 2005年，J2SE -> JavaSE，J2EE -> JavaEE，J2ME -> JavaME
    • 2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元
    • 2011年，发布JDK 7.0
    • 2014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本
    • 2017年，发布JDK 9.0，最大限度实现模块化
    • 2018年3月，发布JDK 10.0，版本号也称为18.3
    • 2018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9

  • Java技术体系平台

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  • Java再各领域的应用

    • 从Java的应用领域来分，Java语言的应用方向主要表现在以下几个方面：
      • 企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电信、交通、电子商务等。
      • Android平台应用：Android应用程序使用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。
      • 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。
      • 移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。

  • Java语言的诞生

    ​ java之父James Gosling团队在开发”Green”项目时，发现C缺少垃圾回收系统，还有可移植的安全性、分布程序设计和多线程功能。最后，他们想要一种易于移植到各种设备上的平台。
    ​ Java确实是从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。比如Java语言的变量声明，操作符形式，参数传递，流程控制等方面和C语言、C++语言完全相同。但同时，Java是一个纯粹的面向对象的程序设计语言，它继承了C++语言面向对象技术的核心。Java舍弃了C语言中容易引起错误的指针（以引用取代）、运算符重载（operator overloading）、多重继承 （以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用 的对象所占据的内存空间。JDK1.5又引入了泛型编程（Generic Programming）、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱

  • 主要特性

    • Java语言是易学的。Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。
    • Java语言是强制面向对象的。Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见， 只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制 （关键字为implements）。
    • Java语言是分布式的。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。
    • Java语言是健壮的。Java的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是Java程序 健壮性的重要保证。对指针的丢弃是Java的明智选择。
    • Java语言是安全的。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。
    • Java语言是体系结构中立的。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。
    • Java语言是解释型的。如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式， 然后可以在实现这个Java平台的任何系统的解释器中运行。
    • Java是性能略高的。与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的性能还是较优的。
    • Java语言是原生支持多线程的。在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。

4. 运行机制及运行过程

  • Java语言的特点
    • 特点一：面向对象
      • 两个基本概念：类、对象
      • 三大特性：封装、继承、多态
    • 特点二：健壮性
      • 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），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制
    • 特点三：跨平台性
      • 跨平台性：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。“Write once , Run Anywhere”
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      • 原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。
  • Java的两种核心机制
    • Java虚拟机 (Java Virtal Machine)
    • 垃圾收集机制 (Garbage Collection)
  • 核心机制—Java虚拟机
    • JVM是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。
    • 对于不同的平台，有不同的虚拟机。
    • 只有某平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行
    • Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行”
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  • 核心机制—垃圾回收
    • 不再使用的内存空间应回收—— 垃圾回收。
      • 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存。
      • Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
      • 垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。
    • Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？Yes!

5. Java的环境搭建

  • 明确什么是JDK, JRE

  • 下载 JDK

  • 安装 JDK

  • 配置环境变量

    • path：windows系统执行命令时要搜寻的路径。

  • 验证是否成功：javac java

  • 选择合适的文本编辑器或 IDE 开发

  • 什么是JDK,JRE

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  • JDK、JRE、JVM关系

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    Java Platform Standard Edition 8 Documentation (oracle.com)

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  • 官方网址：

  • 安装JDK

    • 傻瓜式安装，下一步即可。
    • 建议：安装路径不要有中文或者空格等特殊符号。
    • 如果操作系统是64位的，软件尽量选择支持64位的（除非软件本身不区分）。
    • 当提示安装 JRE 时，正常在JDK安装时已经装过了，但是为了后续使用Eclipse等开发 工具不报错，建议也根据提示安装JRE。

  • 配置环境变量path

    • 在dos命令行中敲入javac，出现错误

    • 错误原因：当前执行的程序在当前目录下如果不存在，windows系统会在系 统中已有的一个名为path的环境变量指定的目录中查找。如果仍未找到，会 出现以上的错误提示。所以进入到 jdk安装路径\bin目录下，执行javac，会看到javac参数提示信息。

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      每次执行 java 的工具都要进入到bin目录下，是非常麻烦的。可不可以在任何目 录下都可以执行java的工具呢？

    • 根据windows系统在查找可执行程序的原理，可以将java工具所在路径定义到 path 环境变量中，让系统帮我们去找运行执行的程序。

    • 配置方法

      • 我的电脑–属性–高级系统设置–环境变量
      • 编辑 path 环境变量，在变量值开始处加上java工具所在目录，后面用 “ ; ”和其他值分隔 开即可。
      • 打开DOS命令行，任意目录下敲入javac。如果出现javac 的参数信息，配置成功。
      • image-20210814104346438

6. 开发体验—HelloWord

  • 步骤

    1. 将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的文件中。

    2. 通过 javac 命令对该 java 文件进行编译。

    3. 通过 java 命令对生成的 class 文件进行运行。

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