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Java入门

Java 入门

JAVA简介

Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 面向对象程序设计语言和 Java 平台的总称。由 James Gosling和同事们共同研发,并在 1995 年正式推出。

后来 Sun 公司被 Oracle (甲骨文)公司收购,Java 也随之成为 Oracle 公司的产品。

Java分为三个体系:

  • JavaSE(J2SE)(Java2 Platform Standard Edition,java平台标准版)
  • JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition,java平台企业版)
  • JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition,java平台微型版)。

2005 年 6 月,JavaOne 大会召开,SUN 公司公开 Java SE 6。此时,Java 的各种版本已经更名,以取消其中的数字 "2":J2EE 更名为 Java EE,J2SE 更名为Java SE,J2ME 更名为 Java ME。


主要特性

  • Java 语言是简单的:

    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。另一方面,Java 丢弃了 C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性,如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地,Java 语言不使用指针,而是引用。并提供了自动分配和回收内存空间,使得程序员不必为内存管理而担忧。

  • Java 语言是面向对象的:

    Java 语言提供类、接口和继承等面向对象的特性,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 语言全面支持动态绑定,而 C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之,Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。

  • 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 的安全检查机制使得 Java 更具健壮性。

  • 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。除了Java 语言具有的许多安全特性以外,Java 对通过网络下载的类具有一个安全防范机制(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,并提供安全管理机制(类 SecurityManager)让 Java 应用设置安全哨兵。

  • 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。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

  • Java 语言是可移植的:

    这种可移植性来源于体系结构中立性,另外,Java 还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java 系统本身也具有很强的可移植性,Java 编译器是用 Java 实现的,Java 的运行环境是用 ANSI C 实现的。

  • 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 平台的任何系统中运行。在运行时,Java 平台中的 Java 解释器对这些字节码进行解释执行,执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

  • Java 是高性能的:

    与那些解释型的高级脚本语言相比,Java 的确是高性能的。事实上,Java 的运行速度随着 JIT(Just-In-Time)编译器技术的发展越来越接近于 C++。

  • Java 语言是多线程的:

    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。通常有两种方法来创建线程:其一,使用型构为 Thread(Runnable) 的构造子类将一个实现了 Runnable 接口的对象包装成一个线程,其二,从 Thread 类派生出子类并重写 run 方法,使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是 Thread 类已经实现了 Runnable 接口,因此,任何一个线程均有它的 run 方法,而 run 方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java 语言支持多个线程的同时执行,并提供多线程之间的同步机制(关键字为 synchronized)。

  • Java 语言是动态的:

    Java 语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java 程序需要的类能够动态地被载入到运行环境,也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外,Java 中的类有一个运行时刻的表示,能进行运行时刻的类型检查。


发展历史

  • 1995 年 5 月 23 日,Java 语言诞生
  • 1996 年 1 月,第一个 JDK-JDK1.0 诞生
  • 1996 年 4 月,10 个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入 JAVA 技术
  • 1996 年 9 月,约 8.3 万个网页应用了 JAVA 技术来制作
  • 1997 年 2 月 18 日,JDK1.1 发布
  • 1997 年 4 月 2 日,JavaOne 会议召开,参与者逾一万人,创当时全球同类会议规模之纪录
  • 1997 年 9 月,JavaDeveloperConnection 社区成员超过十万
  • 1998 年 2 月,JDK1.1 被下载超过 2,000,000次
  • 1998 年 12 月 8 日,JAVA2 企业平台 J2EE 发布
  • 1999 年 6月,SUN 公司发布 Java 的三个版本:标准版(JavaSE, 以前是 J2SE)、企业版(JavaEE 以前是 J2EE)和微型版(JavaME,以前是 J2ME)
  • 2000 年 5 月 8 日,JDK1.3 发布
  • 2000 年 5 月 29 日,JDK1.4 发布
  • 2001 年 6 月 5 日,NOKIA 宣布,到 2003 年将出售 1 亿部支持 Java 的手机
  • 2001 年 9 月 24 日,J2EE1.3 发布
  • 2002 年 2 月 26 日,J2SE1.4 发布,自此 Java 的计算能力有了大幅提升
  • 2004 年 9 月 30 日 18:00PM,J2SE1.5 发布,成为 Java 语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性,J2SE1.5 更名为 Java SE 5.0
  • 2005 年 6 月,JavaOne 大会召开,SUN 公司公开 Java SE 6。此时,Java 的各种版本已经更名,以取消其中的数字 "2":J2EE 更名为 Java EE,J2SE 更名为 Java SE,J2ME 更名为 Java ME
  • 2006 年 12 月,SUN 公司发布 JRE6.0
  • 2009 年 04 月 20 日,甲骨文 74 亿美元收购 Sun,取得 Java 的版权。
  • 2010 年 11 月,由于甲骨文对于 Java 社区的不友善,因此 Apache 扬言将退出 JCP。
  • 2011 年 7 月 28 日,甲骨文发布 Java7.0 的正式版。
  • 2014 年 3 月 18 日,Oracle 公司发表 Java SE 8。
  • 2017 年 9 月 21 日,Oracle 公司发表 Java SE 9
  • 2018 年 3 月 21 日,Oracle 公司发表 Java SE 10
  • 2018 年 9 月 25 日,Java SE 11 发布
  • 2019 年 3 月 20 日,Java SE 12 发布

Java 开发工具

Java 语言尽量保证系统内存在 1G 以上,其他工具如下所示:

  • Linux 系统、Mac OS 系统、Windows 95/98/2000/XP,WIN 7/8系统。
  • Java JDK 7、8……
  • vscode 编辑器或者其他编辑器。
  • IDE:Eclipse、 IntelliJ IDEA、NetBeans 等。

JDK、JRE、JVM

首先是JDK

JDK(Java Development Kit) 是 Java 语言的软件开发工具包(SDK)。 在JDK的安装目录下有一个jre目录,里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin里的就是jvm,lib中则是jvm工作所需要的类库,而jvm和 lib合起来就称为jre。

然后我们来看JRE

JRE(Java Runtime Environment,Java运行环境),包含JVM标准实现及Java核心类库。JRE是Java运行环境,并不是一个开发环境,所以没有包含任何开发工具(如编译器和调试器)

最后JVM也一目了然了

JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

img

img

开发环境配置

官方文档:https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/install/index.html

https://www.runoob.com/java/java-environment-setup.html

Java 语法规范(快速了解Java)

Java是面向对象的编程语言,一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合,而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。

  • 对象:对象是类的一个实例,有状态和行为。例如,一条狗是一个对象,它的状态有:颜色、名字、品种;行为有:摇尾巴、叫、吃等。
  • :类是一个模板,它描述一类对象的行为和状态。
  • 方法:方法就是行为,一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
  • 实例变量:每个对象都有独特的实例变量,对象的状态由这些实例变量的值决定。

基本语法

编写 Java 程序时,应注意以下几点:

  • 大小写敏感:Java 是大小写敏感的,这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
  • 类名:对于所有的类来说,类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成,那么每个单词的首字母应该大写,例如 FirstDemo
  • 方法名:所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词,则后面的每个单词首字母大写。
  • 源文件名:源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候,你应该使用类名作为文件名保存(切记 Java 是大小写敏感的),文件名的后缀为 .java。(如果文件名和类名不相同则会导致编译错误)。
  • 主方法入口:所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。

Java 标识符

Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。

关于 Java 标识符,有以下几点需要注意:

  • 所有的标识符都应该以字母(A-Z 或者 a-z),美元符($)、或者下划线(_)开始
  • 首字符之后可以是字母(A-Z 或者 a-z),美元符($)、下划线(_)或数字的任何字符组合
  • 关键字不能用作标识符
  • 标识符是大小写敏感的
  • 合法标识符举例:age、$salary、_value、__1_value
  • 非法标识符举例:123abc、-salary

Java修饰符

像其他语言一样,Java可以使用修饰符来修饰类中方法和属性。主要有两类修饰符:

  • 访问控制修饰符 : default, public , protected, private
  • 非访问控制修饰符 : final, abstract, static, synchronized

在后面的章节中我们会深入讨论 Java 修饰符。

Java 变量

Java 中主要有如下几种类型的变量

  • 局部变量
  • 类变量(静态变量)
  • 成员变量(非静态变量)

Java 数组

数组是储存在堆上的对象,可以保存多个同类型变量。在后面的章节中,我们将会学到如何声明、构造以及初始化一个数组。

Java 枚举

Java 5.0引入了枚举,枚举限制变量只能是预先设定好的值。使用枚举可以减少代码中的 bug。

例如,我们为果汁店设计一个程序,它将限制果汁为小杯、中杯、大杯。这就意味着它不允许顾客点除了这三种尺寸外的果汁。

Java 关键字

下面列出了 Java 关键字。这些关键字不能用于常量、变量、和任何标识符的名称。

类别关键字说明
访问控制private私有的
protected受保护的
public公共的
类、方法和变量修饰符abstract声明抽象
class
extends扩充,继承
final最终值,不可改变的
implements实现(接口)
interface接口
native本地,原生方法(非 Java 实现)
new新,创建
static静态
strictfp严格,精准
synchronized线程,同步
transient短暂
volatile易失
程序控制语句break跳出循环
case定义一个值以供 switch 选择
continue继续
default默认
do运行
else否则
for循环
if如果
instanceof实例
return返回
switch根据值选择执行
while循环
错误处理assert断言表达式是否为真
catch捕捉异常
finally有没有异常都执行
throw抛出一个异常对象
throws声明一个异常可能被抛出
try捕获异常
包相关import引入
package
基本类型boolean布尔型
byte字节型
char字符型
double双精度浮点
float单精度浮点
int整型
long长整型
short短整型
变量引用super父类,超类
this本类
void无返回值
保留关键字goto是关键字,但不能使用
const是关键字,但不能使用
null

Java注释

类似于 C/C++、Java 也支持单行以及多行注释。注释中的字符将被 Java 编译器忽略。

public class HelloWorld {
   /* 这是第一个Java程序
    * 它将打印Hello World
    * 这是一个多行注释的示例
    */
    public static void main(String[] args){
       // 这是单行注释的示例
       /* 这个也是单行注释的示例 */
       System.out.println("Hello World"); 
    }
}

Java 空行

空白行或者有注释的行,Java 编译器都会忽略掉。

继承

在 Java 中,一个类可以由其他类派生。如果你要创建一个类,而且已经存在一个类具有你所需要的属性或方法,那么你可以将新创建的类继承该类。

利用继承的方法,可以重用已存在类的方法和属性,而不用重写这些代码。被继承的类称为超类(super class),派生类称为子类(subclass)。

接口

在 Java 中,接口可理解为对象间相互通信的协议。接口在继承中扮演着很重要的角色。

接口只定义派生要用到的方法,但是方法的具体实现完全取决于派生类。

Java 源程序与编译型运行区别

图片说明

第一个Java程序

打开文本编辑器,输入以下代码:

public class HelloWorld {
    /* 第一个Java程序
     * 它将输出字符串 Hello World
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World"); // 输出 Hello World
    }
}

解释

在一个Java程序中,你总能找到一个类似:

public class Hello {
 ...
}

的定义,这个定义被称为class(类),这里的类名是Hello,大小写敏感,class用来定义一个类,public表示这个类是公开的,publicclass都是Java的关键字,必须小写,Hello是类的名字,按照习惯,首字母H要大写。而花括号{}中间则是类的定义。

注意到类的定义中,我们定义了一个名为main的方法:

 public static void main(String[] args) {
     ...
 }

方法是可执行的代码块,一个方法除了方法名main,还有用()括起来的方法参数,这里的main方法有一个参数,参数类型是String[],参数名是argspublicstatic用来修饰方法,这里表示它是一个公开的静态方法,void是方法的返回类型,而花括号{}中间的就是方法的代码。

方法的代码每一行用;结束,这里只有一行代码,就是:

     System.out.println("Hello, world!");

它用来打印一个字符串到屏幕上。

Java规定,某个类定义的public static void main(String[] args)是Java程序的固定入口方法,因此,Java程序总是从main方法开始执行。

注意到Java源码的缩进不是必须的,但是用缩进后,格式好看,很容易看出代码块的开始和结束,缩进一般是4个空格或者一个tab。

最后,当我们把代码保存为文件时,文件名必须是Hello.java,而且文件名也要注意大小写,因为要和我们定义的类名Hello完全保持一致。

注意:类名与文件名要一致

如何运行Java程序

Java源码本质上是一个文本文件,我们需要先用javacHello.java编译成字节码文件Hello.class,然后,用java命令执行这个字节码文件:

┌──────────────────┐
│    Hello.java    │<─── source code
└──────────────────┘
          │ compile
          ▼
┌──────────────────┐
│   Hello.class    │<─── byte code
└──────────────────┘
          │ execute
          ▼
┌──────────────────┐
│    Run on JVM    │
└──────────────────┘

因此,可执行文件javac是编译器,而可执行文件java就是虚拟机。

第一步,在保存Hello.java的目录下执行命令javac Hello.java

$ javac Hello.java

如果源代码无误,上述命令不会有任何输出,而当前目录下会产生一个Hello.class文件:

$ ls
Hello.class	Hello.java

第二步,执行Hello.class,使用命令java Hello(这里加.class和不加时一样的):

$ java Hello
Hello, world!

注意:给虚拟机传递的参数Hello是我们定义的类名,虚拟机自动查找对应的class文件并执行。

如果遇到编码问题,我们可以使用 -encoding 选项设置 utf-8 来编译:

javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java 
java HelloWorld 

有一些童鞋可能知道,直接运行java Hello.java也是可以的:

$ java Hello.java 
Hello, world!

这是Java 11新增的一个功能,它可以直接运行一个单文件源码!

需要注意的是,在实际项目中,单个不依赖第三方库的Java源码是非常罕见的,所以,绝大多数情况下,我们无法直接运行一个Java源码文件,原因是它需要依赖其他的库。

使用IDEA运行

https://blog.csdn.net/weixin_43838785/article/details/99105624

IDEA快捷键

  • psvm+Enter 快速生成main函数
  • sout+Enter 快速生成System.out.println();

小结

一个Java源码只能定义一个public类型的class,并且class名称和文件名要完全一致;

使用javac可以将.java源码编译成.class字节码;

使用java可以运行一个已编译的Java程序,参数是类名。


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