【Java SE】01. 初识Java

1. 认识Java

Java是一种优秀的程序设计语言，它具有令人赏心悦目的语法和易于理解的语义。Java还是一个有一系列计算机软件和规范形成的技术体系，这个技术体系提供了完整的用于软件开发和跨平台部署的支持环境，并广泛应用于嵌入式系统、移动终端、企业服务器、大型机等各种场合。

1.1 Java的发展历史

Java 语言源于 1991 年 4 月，Sun 公司 James Gosling 博士领导的绿色计划(Green Project) 开始启动，此计划最初的目标是开发一种能够在各种消费性电子产品(如机顶盒、冰箱、收音机等)上运行的程序架构。这个就是Java的前身： Oak (得名与Java创始人James Gosling办公室外的一棵橡树)，但由于这些智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun公司放弃了该项计划。随着1995年代互联网的发展，Sun公司看见Oak在互联网上应用的前景，于是改造了Oak，于1995年5月以Java的名称正式发布，并提出“Write once, Run anywhere" 的口号。

1.2 Java的语言特性

• 简单性
Java语法是C++语法的一个“纯净版本”，相当于对C++做了一个减法。这里没有头文件、指针运算（甚至指针语法）、结构、联合、操作符重载、虚基类等等。不仅如此，Java开发环境远远超出大多数其他编程语言的开发环境。

• 面向对象
在Java的世界里，一切皆对象。比如：人、狗、手机、电脑等都是对象。所谓面向对象，就是依靠对象之间的交互来完成事情，比如：人用手机网上购物，狗吃骨头。Java的面向对象特性与C++旗鼓相当，与C++的主要不同点在于多重继承。在Java中，取而代之的是更简单的接口概念。而且与C++相比，Java提供了更丰富的运行时自省功能。

• 分布式(微服务)
Java有丰富的例程库，用于处理像HTTP和FTP之类的TCP/IP协议。Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程度就好像访问本地文件一样。

• 健壮性
Java与C++最大的不同在于Java采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性（对于曾经花费几个小时来检查由于指针bug而引起内存冲突的人来说，一定很喜欢Java的这一特性）。不仅如此，Java编译器能够检测许多在其他语言中仅在运行时才能够检测出来的问题。

• 安全性
Java适用于网络/分布式环境。为了达到这个目标，在安全性方面投入了大量的精力。使用Java可以构建防病毒、防篡改的系统。从一开始，Java就设计成能够防范常见的各种攻击：运行时堆栈溢出；蠕虫和病毒常用的攻击手段；破坏自己进程空间之外的内存；未经授权读写文件……

• 体系结构中立
编译器生成一个体系结构中立的目标文件格式，按照该格式规范生成的文件，只要有Java运行时系统，这些编译后的代码就可以在许多处理器上运行。而且其他语言编写的程序，在编译后如果能够严格按照字节码文件的规范生成.class文件，也可以在JVM上运行。
Java编译器通过生成与特定计算机体系结构无关的字节码指令来实现这一特性。精心设计的字节码不仅可以很容易的在任何机器上解释执行，而且还可以动态地翻译成本地机器代码。这就是为什么可以：“Wrice once，Run anywhere”。

• 可移植性
与C/C++不同，Java规范中没有“依赖具体实现的地方”。基本数据类型的大小以及有关运算都做了明确的说明。例如，Java中的int永远是32位的整数，而在C/C++中，int可能是16位整数、32位整数，也可能是编译器提供商指定的其他大小。在Java中，数据类型具有固定的大小，这消除了代码移植时令人头疼的主要问题。

• 解释性
Java为了实现与平台无关，自己维护了一套基于栈架构的指令集，Java源代码经过编译之后，字节码文件中的指令就是按照自己的指令集来组织的，但是在具体硬件环境中运行时，系统并不能识别，因为Java程序在执行时，Java解释器会逐条的将字节码文件中的指令翻译成CPU的指令集。

• 高性能
边解释边执行，垃圾会说等导致了Java代码运行效率偏低，近年来JVM也在不断的优化，比如：JIT(即时编译器)，热点代码探测，让Java程序的执行效率大幅提高，在有些场合不亚于C/C++。

• 多线程
Java在当时很超前。它是第一个支持并发程序设计的主流语言。多线程可以带来更好的交互响应和实时行为。并发程序设计绝非易事，但是Java在这方面表现出色，可以很好的管理这个工作。

• 动态性
Java与C/C++相比更加具有动态性。它能够适应不断发展的环境。库中可以自由的添加新方法和实例变量，而对客户端没有任何影响。在Java中找出运行时类型信息十分简单（反射的特性，后续会学到）

Java不仅仅是一门编程语言，也是一个由一系列计算机软件和规范组成的技术体系。

1.3 Java 开发环境的安装

1. 安装JDK
目前来说，JDK8或者JDK17是比较稳定的。
我们进入JDK17官网进行下载。

下载好之后安装到指定路径即可。

2. 配置环境变量
简单来说，将JDK的路径添加到path中即可。

3. 检验JDK是否安装成功

4. 安装idea
这个也是直接去idea的idea官网下载即可。

2. 第一个java程序

public class Test{public static void main(String[] args){System.out.println("Hello world");}
}

Java是一门半编译型、半解释型语言。先通过 javac 编译程序把源文件进行编译，编译后生成的 .class 文件是由字节码组成的平台无关、面向JVM的文件。最后启动java虚拟机来运行 .class 文件，此时JVM会将字节码转换成平台能够理解的形式来运行。

PS D:\caryon\code\java> javac Test.java
PS D:\caryon\code\java> java Test
Hello world

当然，以后的代码编写与运行我们可以使用idea来完成。

注意：在一个源文件中只能有一个public修饰的类，而且源文件名字必须与public修饰的类名字相同。

JDK、JRE、JVM之间的关系

JDK(Java Development Kit)：Java开发工具包，提供给Java程序员使用，包含了JRE，同时还包含了编译器javac与自带的调试工具Jconsole、jstack等。

JRE(Java Runtime Environment)：Java运行时环境，包含了JVM，Java基础类库。是使用Java语言编写程序运行的所需环境。

JVM：Java虚拟机，运行Java代码

3. 注释

Java中的注释主要分为以下三种：
• 单行注释：// 注释内容（用的最多）
• 多行注释：/* 注释内容*/（不推荐）
• 文档注释： /** 文档注释 */（常见于方法和类之上描述方法和类的作用)，可以被javadoc工具解析，生成一套以网页文件形式体现的程序说明文档

注意：
1. 多行注释不能嵌套使用

2. 不论是单行还是多行注释，都不参与编译，即编译之后生成的 .class 文件中不包含注释信息。

/**
文档注释：@version v1.0.0@author will作用HelloWorld类，入门第一个程序练习
*/
public class HelloWorld{
/*
多行注释：
1. main方法是Java程序的入口方法
2. main函数的格式是固定的，必须为public static void main(String[] args)
*//**main方法是程序的入口函数@param args 命令行参数。*/public static void main(String[] args){// 单行注释：System.out.println是Java中标准输出，会将内容输出到控制台System.out.println("Hello World");}
}

在cmd中，还可以直接使用javadoc工具从Java源码中抽离出注释，如：

javadoc -d myHello -author -version -encoding UTF-8 -charset UTF-8 HelloWorld.java

4. 标识符与关键字

在程序中，由用户给类名、方法名或者变量所取的名字称为标识符。标识符中可以包含字母、数字、下划线和 $ 符号等等。需要注意的是标识符不能以数字开头，也不能是关键字，且严格区分大小写。

一般来说标识符是可以由用户自由编辑的，但是在面对多人协同时有如下命名软规则：

类名：每个单词的首字母大写(大驼峰)

方法名：首字母小写，后面每个单词的首字母大写(小驼峰)

变量名：与方法名规则相同

至于关键字的内容，就和C语言一样，后面逐次介绍