【无标题】Java笔记——Java语言概述_java概述

Ja va，由SUN（斯坦福大学网络公司）于1995年推出，是一门面向Internet的高级编程语言。它最初之所以能迅速走红，是因为Ja va程序可以在Web浏览器中运行——这些程序被称为Ja va小程式（applet），能够用现代图形界面与用户交互，直接嵌入在HTML代码里。随着Ja va技术在Web领域不断成熟，它已经成为Web应用开发的首选语言。2009年，Oracle公司以74亿美元收购了SUN。

Ja va的诞生

为什么会有Ja va？

Ja va之父James Gosling的团队在开发“Green”项目时，渐渐对C语言感到不满——缺少垃圾回收系统，可移植性、安全性、分布式编程和多线程支持也不够理想。更关键的是，他们希望创造一种能够轻松移植到各种设备上的平台。于是，Ja va应运而生。

Ja va与C/C++的关系

Ja va确实从C和C++那里继承了很多东西，甚至可以说它是类C语言家族的发展和衍生。变量声明、操作符形式、参数传递、流程控制等，几乎和C/C++一模一样。但它又是一个纯粹的面向对象语言，继承了C++面向对象技术的核心。同时，Ja va果断砍掉了C语言中容易引发问题的指针（用引用取代）、运算符重载、多重继承（改用接口），并加入了垃圾回收器来自动管理不再被引用的对象所占的内存。到了JDK 1.5，又引入了泛型编程、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱等特性。

Ja va技术体系平台

Ja va一共发展出了几个不同的平台版本：

• Ja va SE（标准版）：面向桌面级应用，提供完整的Ja va核心API，以前叫J2SE。
• Ja va EE（企业版）：专门为开发企业环境下的应用程序设计，包含Servlet、JSP等技术，主要针对Web应用，以前叫J2EE。
• Ja va ME（小型版）：支持Ja va程序运行在手机、PDA等移动终端上，API有所精简，并加入了针对移动终端的支持，以前叫J2ME。
• Ja va Card：支持小程序运行在智能卡等小内存设备上。

Ja va的应用领域

从应用方向来看，Ja va的覆盖面相当广：

• 企业级应用：大企业的软件系统、各类网站，得益于Ja va的安全机制和跨平台优势，在分布式系统开发中应用广泛，覆盖金融、电信、交通、电子商务等。
• Android平台：Android应用就是用Ja va写的，Android开发水平的高低，很大程度上取决于Ja va语言核心能力是否扎实。
• 大数据平台：Hadoop、Spark、Storm、Flink等框架，以及Flume、Kafka、Sqoop等中间件，大部分是用Ja va编写的，同时提供Ja va、Scala、Python、R等语言的API供编程。
• 移动领域：消费和嵌入式设备，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。

里程碑式版本

2004年，JDK 1.5发布，为了突出其重要性，直接更名为JDK 5。2014年发布的JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本。

Ja va语言的主要特性

• 易学：语法与C/C++接近，大多数程序员能很快上手。
• 强制面向对象：提供类、接口、继承等原语，只支持类的单继承，但支持接口间的多继承，以及类与接口的实现机制（implements）。
• 分布式：从网络应用编程接口（ja va.net）到RMI（远程方法激活），都为分布式应用开发提供了强大支持。
• 健壮：强类型机制、异常处理、自动垃圾收集，再加上抛弃了指针，这些都让Ja va程序更加稳定。
• 安全：在网络环境中运行时，Ja va通过安全防范机制（ClassLoader）分配不同名字空间防止本地的同名类被替代，还进行字节代码检查。
• 体系结构中立：源文件（.ja va）被编译成字节码（.class），在任何实现了Ja va平台的系统上都能运行。
• 解释型：字节码格式由各平台上的解释器执行。
• 性能适中：相比纯解释型的高级脚本语言，Ja va的性能还是要好一些的。
• 原生多线程：线程是Thread类或其子类创建的特殊对象，语言层面就支持。

Ja va语言的特点

面向对象

两个基本概念：类、对象。三大特性：封装、继承、多态。

健壮性

吸收了C/C++的优点，去掉了指针、内存申请与释放等容易出问题的部分，提供了相对安全的内存管理和访问机制。

跨平台性

“Write once, Run Anywhere”不是空话。原理很简单：在需要运行Ja va应用的操作系统上，先安装一个Ja va虚拟机（JVM），由JVM负责解释执行字节码。有了JVM，同一个Ja va程序在不同操作系统中都能正常运行。

Ja va基础知识图谱

Ja va的两种核心机制

Ja va虚拟机（JVM）

JVM是一个虚拟的计算机，有指令集并使用不同的存储区域，负责执行指令、管理数据、内存和寄存器。不同的平台对应不同的虚拟机。只有某个平台提供了对应的JVM，Ja va程序才能在上面运行。JVM屏蔽了底层运行平台的差异，实现了“一次编译，到处运行”。

垃圾收集机制（GC）

① 不再使用的内存空间会被回收——这就是垃圾回收。在C/C++中，由程序员负责回收无用内存；Ja va则提供了一条系统级线程跟踪存储空间分配情况，在JVM空闲时检查并释放可被释放的存储空间。程序员完全不必操心。

② 垃圾回收在Ja va程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

③ 不过，Ja va程序仍然可能出现内存泄漏和内存溢出问题——是的，你没听错！

Ja va语言的运行环境

什么是JDK和JRE？

JDK（Ja va Development Kit）：Ja va开发工具包，提供给开发人员使用，包含开发工具（如ja vac.exe编译工具、jar.exe打包工具等），也包括JRE。安装JDK后就不必再单独安装JRE了。

JRE（Ja va Runtime Environment）：Ja va运行环境，包括JVM和Ja va程序所需的核心类库。如果只是想运行一个开发好的Ja va程序，只需要安装JRE即可。

简单来说，用JDK开发的Ja va程序，交给JRE去运行。

JDK、JRE、JVM的关系

Ja va程序编写-编译-运行过程

1. 编写：将Ja va代码保存在以“.ja va”结尾的源文件中。
2. 编译：使用ja vac.exe命令编译源文件，生成字节码文件“.class”。格式：ja vac 源文件名.ja va
3. 运行：使用ja va.exe命令解析运行字节码文件。格式：ja va 类名

常见问题

如果配置了classpath环境变量，可能会导致运行ja va命令时找不到文件。

环境变量path配置的作用

每次执行Ja va工具都要先进入bin目录，实在太麻烦。能不能在任意目录下直接执行Ja va工具呢？当然可以。根据Windows系统查找可执行程序的原理，只要把Ja va工具所在的路径添加到path环境变量中，系统就会自动帮我们找到程序。

配置方法

1. 我的电脑 → 属性 → 高级系统设置 → 环境变量。
2. 编辑path环境变量，在变量值开头加上Ja va工具所在目录。
3. 打开DOS命令行，在任意目录下敲入ja vac，如果出现了ja vac的参数信息，说明配置成功。

Ja va的一些注意事项

• 在一个Ja va源文件中可以声明多个class，但只能最多有一个类声明为public，且public类的类名必须与源文件名相同。例如下图：

• 程序的入口是main()方法，格式是固定的。
• System.out.println()：先输出数据，然后换行；System.out.print()：只输出数据。
• 每一行执行语句都以“;”结束。
• 编译以后，会生成一个或多个字节码文件，文件名与源文件中的类名相同。
• Ja va语言严格区分大小写。
• 大括号都是成对出现的，缺一不可。

良好的编程风格

正确的注释和注释风格

• 使用文档注释来注释整个类或整个方法。
• 如果注释方法中的某一个步骤，使用单行或多行注释。

正确的缩进和空白

• 使用一次tab操作实现缩进。
• 运算符两边习惯性各加一个空格，比如 2 + 4 * 5。

块的风格

Ja va API源代码选择了行尾风格。