java基础之java简介

Posted 2020-11-25 一支会记忆的笔

前言...

Java最早是由SUN公司（已被Oracle收购）的詹姆斯·高斯林（高司令，人称Java之父）在上个世纪90年代初开发的一种编程语言，最初被命名为Oak，目标是针对小型家电设备的嵌入式应用，结果市场没啥反响。谁料到互联网的崛起，让Oak重新焕发了生机，于是SUN公司改造了Oak，在1995年以Java的名称正式发布，原因是Oak已经被人注册了，因此SUN注册了Java这个商标。随着互联网的高速发展，Java逐渐成为最重要的网络编程语言。

Java介于编译型语言和解释型语言之间。编译型语言如C、C++，代码是直接编译成机器码执行，但是不同的平台（x86、ARM等）CPU的指令集不同，因此，需要编译出每一种平台的对应机器码。解释型语言如Python、Ruby没有这个问题，可以由解释器直接加载源码然后运行，代价是运行效率太低。而Java是将代码编译成一种“字节码”，它类似于抽象的CPU指令，然后，针对不同平台编写虚拟机，不同平台的虚拟机负责加载字节码并执行，这样就实现了“一次编写，到处运行”的效果。当然，这是针对Java开发者而言。对于虚拟机，需要为每个平台分别开发。为了保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码，SUN公司制定了一系列的Java虚拟机规范。从实践的角度看，JVM的兼容性做得非常好，低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。

随着Java的发展，SUN给Java又分出了三个不同版本：

• Java SE：Standard Edition

• Java EE：Enterprise Edition

• Java ME：Micro Edition

这三者之间有啥关系呢？

┌───────────────────────────┐
│Java EE                    │
│    ┌────────────────────┐ │
│    │Java SE             │ │
│    │    ┌─────────────┐ │ │
│    │    │   Java ME   │ │ │
│    │    └─────────────┘ │ │
│    └────────────────────┘ │
└───────────────────────────┘

简单来说，Java SE就是标准版，包含标准的JVM和标准库，而Java EE是企业版，它只是在Java SE的基础上加上了大量的API和库，以便方便开发Web应用、数据库、消息服务等，Java EE的应用使用的虚拟机和Java SE完全相同。

Java ME就和Java SE不同，它是一个针对嵌入式设备的“瘦身版”，Java SE的标准库无法在Java ME上使用，Java ME的虚拟机也是“瘦身版”。

毫无疑问，Java SE是整个Java平台的核心，而Java EE是进一步学习Web应用所必须的。我们熟悉的Spring等框架都是Java EE开源生态系统的一部分。不幸的是，Java ME从来没有真正流行起来，反而是android开发成为了移动平台的标准之一，因此，没有特殊需求，不建议学习Java ME。

推荐的Java学习路线图如下：

1. 首先要学习Java SE，掌握Java语言本身、Java核心开发技术以及Java标准库的使用；

2. 如果继续学习Java EE，那么Spring框架、数据库开发、分布式架构就是需要学习的；

3. 如果要学习大数据开发，那么Hadoop、Spark、Flink这些大数据平台就是需要学习的，他们都基于Java或Scala开发；

4. 如果想要学习移动开发，那么就深入Android平台，掌握Android App开发。

无论怎么选择，Java SE的核心技术是基础，这个教程的目的就是让你完全精通Java SE！

Java版本

从1995年发布1.0版本开始，到目前为止，最新的Java版本是Java 13：

时间	版本
1995	1.0
1998	1.2
2000	1.3
2002	1.4
2004	1.5 / 5.0
2005	1.6 / 6.0
2011	1.7 / 7.0
2014	1.8 / 8.0
2017/9	1.9 / 9.0
2018/3	10
2018/9	11
2019/3	12
2019/9	13

本教程使用的Java版本是最新版的Java 13。

名词解释

初学者学Java，经常听到JDK、JRE这些名词，它们到底是啥？

• JDK：Java Development Kit
• JRE：Java Runtime Environment

简单地说，JRE就是运行Java字节码的虚拟机。但是，如果只有Java源码，要编译成Java字节码，就需要JDK，因为JDK除了包含JRE，还提供了编译器、调试器等开发工具。

二者关系如下：

  ┌─    ┌──────────────────────────────────┐
  │     │     Compiler, debugger, etc.     │
  │     └──────────────────────────────────┘
 JDK ┌─ ┌──────────────────────────────────┐
  │  │  │                                  │
  │ JRE │      JVM + Runtime Library       │
  │  │  │                                  │
  └─ └─ └──────────────────────────────────┘
        ┌───────┐┌───────┐┌───────┐┌───────┐
        │Windows││ Linux ││ macOS ││others │
        └───────┘└───────┘└───────┘└───────┘

要学习Java开发，当然需要安装JDK了。

那JSR、JCP……又是啥？

• JSR规范：Java Specification Request
• JCP组织：Java Community Process

为了保证Java语言的规范性，SUN公司搞了一个JSR规范，凡是想给Java平台加一个功能，比如说访问数据库的功能，大家要先创建一个JSR规范，定义好接口，这样，各个数据库厂商都按照规范写出Java驱动程序，开发者就不用担心自己写的数据库代码在mysql上能跑，却不能跑在PostgreSQL上。

所以JSR是一系列的规范，从JVM的内存模型到Web程序接口，全部都标准化了。而负责审核JSR的组织就是JCP。

一个JSR规范发布时，为了让大家有个参考，还要同时发布一个“参考实现”，以及一个“兼容性测试套件”：

• RI：Reference Implementation
• TCK：Technology Compatibility Kit

比如有人提议要搞一个基于Java开发的消息服务器，这个提议很好啊，但是光有提议还不行，得贴出真正能跑的代码，这就是RI。如果有其他人也想开发这样一个消息服务器，如何保证这些消息服务器对开发者来说接口、功能都是相同的？所以还得提供TCK。

通常来说，RI只是一个“能跑”的正确的代码，它不追求速度，所以，如果真正要选择一个Java的消息服务器，一般是没人用RI的，大家都会选择一个有竞争力的商用或开源产品。

参考：Java消息服务JMS的JSR：https://jcp.org/en/jsr/detail?id=914

 

安装jdk

搜索JDK 13，确保从Oracle的官网下载最新的稳定版JDK：

 

 

设置环境变量

安装完JDK后，需要设置一个JAVA_HOME的环境变量，它指向JDK的安装目录。在Windows下，它是安装目录，类似：

D:\\sorfTools\\jdk13\\install

 

 然后，把JAVA_HOME的bin目录附加到系统环境变量PATH上。在Windows下，它长这样：

%JAVA_HOME%\\bin

 

 把JAVA_HOME的bin目录添加到PATH中是为了在任意文件夹下都可以运行java。打开命令提示符窗口，输入命令java -version，如果一切正常，你会看到如下输出：

 

 如果你看到的是如下结果： 

 

 这是因为系统无法找到Java虚拟机的程序java.exe，需要检查JAVA_HOME和PATH的配置

可以参考如何设置或更改PATH系统变量。

JDK文件夹的相关信息

细心的童鞋还可以在JAVA_HOME的bin目录下找到很多可执行文件：

• java：这个可执行程序其实就是JVM，运行Java程序，就是启动JVM，然后让JVM执行指定的编译后的代码；
• javac：这是Java的编译器，它用于把Java源码文件（以.java后缀结尾）编译为Java字节码文件（以.class后缀结尾）；
• jar：用于把一组.class文件打包成一个.jar文件，便于发布；
• javadoc：用于从Java源码中自动提取注释并生成文档；
• jdb：Java调试器，用于开发阶段的运行调试。

编码工具 IDE的使用

IDE是集成开发环境：Integrated Development Environment的缩写。

使用IDE的好处在于按，可以把编写代码、组织项目、编译、运行、调试等放到一个环境中运行，能极大地提高开发效率。

IDE提升开发效率主要靠以下几点：

• 编辑器的自动提示，可以大大提高敲代码的速度；

• 代码修改后可以自动重新编译，并直接运行；

• 可以方便地进行断点调试。

目前，流行的用于Java开发的IDE有：

Eclipse

Eclipse是由IBM开发并捐赠给开源社区的一个IDE，也是目前应用最广泛的IDE。Eclipse的特点是它本身是Java开发的，并且基于插件结构，即使是对Java开发的支持也是通过插件JDT实现的。

安装Eclipse

Eclipse的发行版提供了预打包的开发环境，包括Java、JavaEE、C++、php、Rust等。从这里下载：

我们需要下载的版本是Eclipse IDE for Java Developers：

 

 

设置Eclipse

下载并安装完成后，我们启动Eclipse，对IDE环境做一个基本设置：

选择菜单“Eclipse/Window”-“Preferences”，打开配置对话框：

我们需要调整以下设置项：

General > Editors > Text Editors

钩上“Show line numbers”，这样编辑器会显示行号；

General > Workspace

钩上“Refresh using native hooks or polling”，这样Eclipse会自动刷新文件夹的改动；

对于“Text file encoding”，如果Default不是UTF-8，一定要改为“Other：UTF-8”，所有文本文件均使用UTF-8编码；

对于“New text file line delimiter”，建议使用Unix，即换行符使用\\n而不是Windows的\\r\\n。

Java > Compiler

将“Compiler compliance level”设置为13，本教程的所有代码均使用Java 13的语法，并且编译到Java 13的版本。

去掉“Use default compliance settings”并钩上“Enable preview features for Java 13”，这样我们就可以使用Java 13的预览功能。

Java > Installed JREs

在Installed JREs中应该看到Java SE 13，如果还有其他的JRE，可以删除，以确保Java SE 13是默认的JRE。

Eclipse IDE结构

打开Eclipse后，整个IDE由若干个区域组成：

• 中间可编辑的文本区（见1）是编辑器，用于编辑源码；
• 分布在左右和下方的是视图：
  • Package Exploroer（见2）是Java项目的视图
  • Console（见3）是命令行输出视图
  • Outline（见4）是当前正在编辑的Java源码的结构视图
• 视图可以任意组合，然后把一组视图定义成一个Perspective（见5），Eclipse预定义了Java、Debug等几个Perspective，用于快速切换。

新建Java项目

在Eclipse菜单选择“File”-“New”-“Java Project”，填入HelloWorld，JRE选择Java SE 13：

暂时不要勾选“Create module-info.java file”，因为模块化机制我们后面才会讲到：

点击“Finish”就成功创建了一个名为HelloWorld的Java工程。

新建Java文件并运行

展开HelloWorld工程，选中源码目录src，点击右键，在弹出菜单中选择“New”-“Class”：

在弹出的对话框中，Name一栏填入Hello：

点击”Finish“，就自动在src目录下创建了一个名为Hello.java的源文件。我们双击打开这个源文件，填上代码：

保存，然后选中文件Hello.java，点击右键，在弹出的菜单中选中“Run As...”-“Java Application”：

在Console窗口中就可以看到运行结果：

如果没有在主界面中看到Console窗口，请选中菜单“Window”-“Show View”-“Console”，即可显示。

 

IntelliJ Idea

IntelliJ Idea是由JetBrains公司开发的一个功能强大的IDE，分为免费版和商用付费版。JetBrains公司的IDE平台也是基于IDE平台+语言插件的模式，支持Python开发环境、Ruby开发环境、PHP开发环境等，这些开发环境也分为免费版和付费版。