硬肝4.4w字为你写成Java开发手册

Posted 2021-08-24 程序员cxuan

先来看一下本篇文章的思维导图吧，我会围绕下面这些内容进行讲解。内容很干，小伙伴们看完还希望不吝转发。(高清思维导图版本关注作者公众号 Java建设者 回复 Java666 获取，其他思维导图获取方式在文末)。

下面开始我们的文章。

Java 概述

什么是 Java？

Java 是 Sun Microsystems 于1995 年首次发布的一种编程语言和计算平台。编程语言还比较好理解，那么什么是 计算平台 呢？

计算平台是在电脑中运行应用程序（软件）的环境，包括硬件环境和软件环境。一般系统平台包括一台电脑的硬件体系结构、操作系统、运行时库。

Java 是快速，安全和可靠的。 从笔记本电脑到数据中心，从游戏机到科学超级计算机，从手机到互联网，Java 无处不在！Java 主要分为三个版本

• 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)。

Java 的特点

• Java 是一门面向对象的编程语言

什么是面向对象？面向对象(Object Oriented) 是一种软件开发思想。它是对现实世界的一种抽象，面向对象会把相关的数据和方法组织为一个整体来看待。

相对的另外一种开发思想就是面向过程的开发思想，什么面向过程？面向过程(Procedure Oriented) 是一种以过程为中心的编程思想。举个例子：比如你是个学生，你每天去上学需要做几件事情？

起床、穿衣服、洗脸刷牙，吃饭，去学校。一般是顺序性的完成一系列动作。

class student {
        void student_wakeUp(){...}
      void student_cloth(){...}
      void student_wash(){...}
      void student_eating(){...}
      void student_gotoSchool(){...}
} 

而面向对象可以把学生进行抽象，所以这个例子就会变为

class student(){
      void wakeUp(){...}
      void cloth(){...}
      void wash(){...}
      void eating(){...}
      void gotoSchool(){...}
} 

可以不用严格按照顺序来执行每个动作。这是特点一。

• Java 摒弃了 C++ 中难以理解的多继承、指针、内存管理等概念；不用手动管理对象的生命周期，这是特征二。
• Java 语言具有功能强大和简单易用两个特征，现在企业级开发，快速敏捷开发，尤其是各种框架的出现，使 Java 成为越来越火的一门语言。这是特点三。
• Java 是一门静态语言，静态语言指的就是在编译期间就能够知道数据类型的语言，在运行前就能够检查类型的正确性，一旦类型确定后就不能再更改，比如下面这个例子。

public void foo() {
    int x = 5;
    boolean b = x;
} 

静态语言主要有 Pascal, Perl, C/C++, JAVA, C#, Scala 等。

相对应的，动态语言没有任何特定的情况需要指定变量的类型，在运行时确定的数据类型。比如有Lisp, Perl, Python、Ruby、javascript 等。

从设计的角度上来说，所有的语言都是设计用来把人类可读的代码转换为机器指令。动态语言是为了能够让程序员提高编码效率，因此你可以使用更少的代码来实现功能。静态语言设计是用来让硬件执行的更高效，因此需要程序员编写准确无误的代码，以此来让你的代码尽快的执行。从这个角度来说，静态语言的执行效率要比动态语言高，速度更快。这是特点四。

• Java 具有平台独立性和可移植性

Java 有一句非常著名的口号： Write once, run anywhere，也就是一次编写、到处运行。为什么 Java 能够吹出这种牛批的口号来？核心就是 JVM。我们知道，计算机应用程序和硬件之间会屏蔽很多细节，它们之间依靠操作系统完成调度和协调，大致的体系结构如下

那么加上 Java 应用、JVM 的体系结构会变为如下

Java 是跨平台的，已编译的 Java 程序可以在任何带有 JVM 的平台上运行。你可以在 Windows 平台下编写代码，然后拿到 Linux 平台下运行，该如何实现呢？

首先你需要在应用中编写 Java 代码；

用 Eclipse 或者 javac 把 Java 代码编译为 .class 文件；

然后把你的 .class 文件打成 .jar 文件；

然后你的 .jar 文件就能够在 Windows 、Mac OS X、Linux 系统下运行了。不同的操作系统有不同的 JVM 实现，切换平台时，不需要再次编译你的 Java 代码了。这是特点五。

• Java 能够容易实现多线程

Java 是一门高级语言，高级语言会对用户屏蔽很多底层实现细节。比如 Java 是如何实现多线程的。从操作系统的角度来说，实现多线程的方式主要有下面这几种

在用户空间中实现多线程

在内核空间中实现多线程

在用户和内核空间中混合实现线程

而我认为 Java 应该是在 用户空间 实现的多线程，内核是感知不到 Java 存在多线程机制的。这是特点六。

• Java 具有高性能

我们编写的代码，经过 javac 编译器编译称为 字节码(bytecode)，经过 JVM 内嵌的解释器将字节码转换为机器代码，这是解释执行，这种转换过程效率较低。但是部分 JVM 的实现比如 Hotspot JVM 都提供了 JIT(Just-In-Time) 编译器，也就是通常所说的动态编译