初始Java

分手后的思念是犯贱 2024-03-17 23:25 93阅读 0赞

#### JAVA的介绍 ####

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。

#### Java发展历史 ####

Java是世界上使用最广泛的编程语言之一。Java最初由Sun Microsystems在1990年代开发，用于开发从Web应用程序到移动应用程序到批处理应用程序的所有内容。Java最初是一种纯粹的面向对象的语言，但现在已经发展成为一种多范例语言，可以高度适应任何情况。拥有庞大的开发人员社区和支持库，Java是开发几乎所有类型的应用程序的理想选择。

Java是最初由开发James Gosling(詹姆斯·高斯林，他被称为Java编程语言之父)在Sun Microsystems公司(现已经被Oracle收购)，并于1995年发布了作为Sun公司的一个核心组成部分Java平台。

James Gosling(詹姆斯·高斯林)，Mike Sheridan(迈克·谢里丹)和Patrick Naughton(帕特里克·诺顿)于1991年6月启动了Java语言项目。Java最初是为交互式电视设计的，但在当时的数字有线电视行业来说太先进了。该语言最初是在James Gosling(詹姆斯·高斯林)办公室外的一棵橡树之后被称为Oak的。后来，该项目以*Green*命名，并最终从Java coffee(印度尼西亚的一种咖啡)重命名为*Java*。

Java的创始人：James Gosling(詹姆斯·高斯林)

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#### Java语言特点 ####

*  **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。
 *  **健壮型：** 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。
 *  **安全性高：** 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。

#### 为什么 Java 如此流行呢？ ####

**1)简单性**

Java 为开发者提供了简单易用的用户体验，与其他面向对象编程语言相比，Java 的设计和生态库具有巨大的优势。 Java 剔除了 C++ 中很少使用、难以理解、易混淆的特别，比如说指针运算、操作符重载，内存管理等。 Java 可以做到堆栈分配、垃圾回收和自动内存管理，在一定程度上为开发者减轻了入门的难度。

**2)可移植性**

如果 Java 直接编译成操作系统能识的二进制码，可能一个标识在 Windows 操作系统下是1100，而 Linux 下是 1001，这样的话，在 Windows 操作系统下可以运行的程序到了 Linux 环境下就无法运行。

为了解决这个问题，Java 先编译生成字节码，再由 JVM(Java 虚拟机)来解释执行，目的就是将统一的字节码 转成操作系统可以识别的二进制码，然后执行。而针对不同的操作系统，都有相应版本的 JVM，所以 Java 就实 现了可移植性。

**3)安全性**

Java 适用于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全方面投入了巨大的精力。使用 Java 可以构建防病毒、防篡改的程序。

从一开始，Java 就设计了很多可以防范攻击的机制，比如说：

*  运行时堆栈溢出，这是蠕虫病毒常用的攻击手段。
 *  字节码验证，可以确保代码符合 JVM 规范并防止恶意代码破坏运行时环境。
 *  安全的类加载，可以防止不受信任的代码干扰 Java 程序的运行。
 *  全面的 API 支持广泛的加密服务，包括数字签名、消息摘要、(对称、非对称)密码、密钥生成器。
 *  安全通信，支持 HTTPS、SSL，保护传输的数据完整性和隐私性。

**4)并发性**

Java 在多线程方面做得非常突出，只要操作系统支持，Java 中的线程就可以利用多个处理器，带来了更好的交互响应和实时行为。

#### Java 除了结构严谨，面向对象外还有许多其他的优点： ####

*  摆脱了硬件平台的束缚，实现了“一次编写，处处运行”的理念；
 *  内存管理相对安全，避免了绝大部分内存泄露和指针越界的问题；
 *  实现了热点代码检测和运行时编译，使得 Java 应用能随着运行时间的增长而获得更高的性能；
 *  有一套完善的应用程序接口，还有无数来自商业机构和开源社区的第三方类库。

#### Java的三种技术架构: ####

##### 桌面级应用 #####

1.  Java SE完成桌面应用程序的开发，是其它两者的基础；称之为“Java平台标准版” ，是 Java平台的基础。
2.  Java SE包含了运行Java应用所需要的基础环境和核心类库。
3.  Java SE还定义了基于桌面应用的基础类库，通过使用这些类库，我们可 以编写出类似于像Office那样的丰富多彩的桌面应用。

##### 企业级应用 #####

1.  **JAVAEE** ：开发企业环境下的应用程序，主要针对web程序开发；称之为“Java平台企业版” 。
2.  **Java EE**：构建在Java SE基础之上，用于构建企业级应用。所谓企业级应用 是指那些为商业组织、大型企业而创建的应用系统，例如：电信的“计费 系统” 、银行的“网银系统” 、企业中的“客户关系管理系统”等等

##### 移动应用 #####

1.  **JAVAME** ：开发电子消费产品和嵌入式设备，如手机中的程序；称之为Java 平台微型版。
2.  为机顶盒、移动电话和PDA等嵌入式消费电子设备提供的Java解决方案。 随着3G移动智能平台时代的到来，特别是以Java为核心编程语言的 Android智能平台的迅速普及，Java ME已经走向淘汰。

#### Java语言跨平台原理 ####

很多时候，我们写的程序可能要在多个操作系统运行，这个时候就要求我们的程序需要在尽可能不改动的情况下完实现这个目标。不同的语言实现跨平台的方式不同。Java语言实现跨平台是建立在“虚拟机”基础之上的。

在Java出现之前，最为流行的编程语言是C和C++。如果我们想要在一台使用x86*64指令集的CPU的机器(如个人PC)上运行一个C语言程序，就需要编写一个将C语言翻译成x86*64汇编语言的编译器。如果想要在一台使用arm指令集的CPU的机器(如苹果手机)上，运行一个C语言程序，同样需要编写一个将C语言翻译成arm汇编语言的编译器。这样严重影响了C程序的跨平台性，因为针对特定的指令集开发编译器是一个难度非常大的工作。

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那么Java是如何解决这个问题的呢？Java设计了一套简洁的虚拟指令集，也就是字节码。如果我们想要在一台机器上运行Java程序，只需要将Java程序编译成字节码就可以了。编写一个将Java程序翻译成Java字节码的编译器，比起编写一个将Java程序翻译成x86\_64指令集的编译器来说，要简单得多。可是这里产生了一个问题，难道我们的机器可以直接执行字节码这样的虚拟指令集吗？当然是不能的。我们需要针对不同的指令集，开发对应的字节码解释器。这个工作同样比较简单。

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Java虚拟机(JVM，Java Virtual Machine)是由软件技术模拟出计算机运行的一个虚拟的计算机，它负责解释执行字节码指令集。也就是说，只要一台机器可以运行Java的虚拟机，那么就能运行Java语言编写的程序。而不同的平台，需要安装不同的Java虚拟机程序。那么我们编写完Java程序之后，需要先将.java的源文件编译为.class的字节码文件，然后在Java虚拟机中来执行这些字节码文件。

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Java虚拟机的设计不仅仅解决了Java程序跨平台的问题，同时解决了很多语言的跨平台问题。

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*  .NET(C\#，VB等语言)也有虚拟机，也能实现跨平台，但是只能在Windows操作系统下安装.NET环境。
 *  C++不受虚拟机的限制，但是需要用不同平台的编译器重新编译一次。需要编写n个版本的编译器。
 *  Java虚拟机可以配置在MacOS，Windows(PC操作系统),Linux等上，但是不能配置在WP(Windows Phone)，IOS(移动操作系统)上，只能配置在android(移动操作系统)。Java程序可以实现一次编译处处运行。

#### JVM、JRE、JDK的关系 ####

*  **JVM**(Java Virtual Machine )：Java虚拟机，是运行所有Java程序的假想计算机，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。
 *  **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's 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`。

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#### JDK 的目录结构 ####

1.  bin目录 - 该目录下主要存放JDK的各种工具命令。 javac.exe - 编译器，主要用于将高级Java源代码翻译成字节码文件。 java.exe - 解释器，主要用于启动JVM对字节码文件进行解释并执行。
2.  conf目录 - 该目录下主要存放jdk的相关配置文件。
3.  include目录 - 该目录下主要存放了一些平台的头文件。
4.  jmods目录 - 该目录下主要存放了JDK的各种模块。
5.  legal目录 - 该目录下主要存放了JDK各模块的授权文档。
6.  lib目录 - 该目录下主要存放了JDK工具的一些补充jar包和源代码。

#### JRE、JDK、JVM 的作用 ####

1.  编写代码的过程中，需要使用 JRE 中 Java 已经写好的代码。
2.  编译代码的过程中，要使用 JDK 中的翻译工具。
3.  运行代码的过程中，需要使用 JDK 的运行工具。
4.  代码需要运行在 JVM 当中。

#### jdk 和jre 和 jvm的关系 ####

JVM:将字节码文件转成具体系统平台的机器指令。 JRE:JVM+Java语言的核心类库。 JDK:JRE+Java的开发工具。

分析：JVM 本身是否可以跨平台？ 答：JVM 虚拟机本身不允许跨平台，允许跨平台的是 Java 程序

#### JDK和JRE的区别？ ####

*  JDK 是提供给 Java 程序员的开发工具包，换句话说，没有 JDK，Java 程序员就无法使用 Java 语言编写 Java 程序。也就是说，JDK 是用于开发 Java 程序的最小环境。
 *  JDK 包含了 JRE，同时还包含了编译 Java 源码的编译器 javac，以及其他的一些重要工具：
    
     *  keytool：用于操作 keystore 密钥；
     *  javap：class 类文件的最基础的反编译器；
     *  jstack：用于打印 Java 线程栈踪迹的工具；
     *  jconsole：用于监视 Java 程序的工具；
     *  jhat：用于 Java 堆分析的工具
     *  jar：用于打包 Java 程序的工具；
     *  javadoc：用于生成 Java 文档的工具；
 *  JRE 是提供给 Java 程序运行的最小环境，换句话说，没有 JRE，Java 程序就无法运行。

#### javac命令和java命令做什么事情呢？ ####

> 要知道java是分两部分的：一个是编译，一个是运行。

**javac** ：负责的是编译的部分，当执行javac时，会启动java的编译器程序。对指定扩展名的.java文件进行编译。 生成了jvm可以识别的字节码文件。也就是class文件，也就是java的运行程序。

**java** ：负责运行的部分.会启动jvm.加载运行时所需的类库,并对class文件进行执行.一个文件要被执行,必须要有一个执行的起始点,这个起始点就是main函数.

#### 程序代码基本结构 ####

`public class Demo { // 这个代码 定义一个类 类名字 叫做 Demo public static void main(String[] args){ // main方法 程序的入口 args arguments System.out.println("helloworld"); // 打印输出语句 System.out.println("helloworld1"); // 打印输出语句 每写一行 多输出一行。 } } public : 目前可以看到的效果是，起到限制作用，要求文件名和类名称保持一致 注意：文件名字 和 class 后的名字 要一致。 编译： javac Demo.java 编译成功的标志是 生成一个class文件。 注意： 你需要先用cmd进入到 Demo.java的目录 才可以编译，否则找不到Demo.java 运行： java Demo 注意：运行的是class文件，但是不需要 加.class class 关键字：用于在 Java 中声明一个类。 public 关键字：一个表示可见性的访问修饰符。 static 关键字：我们可以用它来声明任何一个方法，被 static 修饰后的方法称之为静态方法。静态方法不需要为其创建对象就能调用。`

#### 代码结构组成详解 ####

*  class 关键字：用于在 Java 中声明一个类。
 *  public 关键字：一个表示可见性的访问修饰符。
 *  public class ：告诉Java类名要与代码文件名一致
 *  大括号内是类的内容
 *  static 关键字：我们可以用它来声明任何一个方法，被 static 修饰后的方法称之为静态方法。静态方法不需要为其创建对象就能调用。
 *  void 关键字：表示该方法不返回任何值。
 *  main 关键字：表示该方法为主方法，也就是程序运行的入口，而在主方法的花括号中编写的代码，就是按照从上往下的顺序依次执行的。`main()` 方法由 Java 虚拟机执行，配合上 static 关键字后，可以不用创建对象就可以调用，可以节省不少内存空间。
 *  `String [] args`：`main()` 方法的参数，类型为 String 数组，参数名为 args。
 *  `System.out.println()`：一个 Java 语句，一般情况下是将传递的参数打印到控制台。System 是 java.lang 包中的一个 final 类，该类提供的设施包括标准输入，标准输出和错误输出流等等。out 是 System 类的静态成员字段，类型为 PrintStream，它与主机的标准输出控制台进行映射。println 是 PrintStream 类的一个方法，通过调用 print 方法并添加一个换行符实现的。

#### Hello world .java 常见错误 ####

1.  错误: 需要class, interface或enum => 通常都是class关键字拼写错误
2.  错误: 找不到符号 => 通常因为单词拼写错误或Java中不支持这样的单词
3.  错误: 需要’;’ => 通常都是因为少写分号，加上英文版分号即可
4.  错误: 非法字符: ‘\\uff1b’ => 通常是因为出现了中文标点符号，修改为英 文版即可
5.  错误: 在类 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为: => main写成了mian
6.  错误：程序包system不存在，通常是system后面的标点成了中文标点，导致识别不到system
7.  错误：进行语法分析时已达到文件结尾，通常是结尾最后多写了标点或者是最后的大括号

#### Java程序的运行机制 ####

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