第一章_Java语言概述

1.1 软件开发介绍

　　1.软件开发：

　　　　软件，即一系列按照特定顺序组织计算的计算机数据和指令的集合。有系统软件和应用软件之分。

　　2.人机交互方式

　　　　图形化界面(GUI)：简单直观，使用者易于接受，容易上手操作；

　　　　命令行方式(CLI)：需要有一个用于输入特定的指令的控制台，让计算机完成一些操作。相较GUI麻烦，需要记住一些命令。

　　3.常用的DOS命令：

　　　　dir：列出当前目录下的文件以及文件夹

　　　　md：创建目录

　　　　rd：删除目录

　　　　cd：进入指定目录

　　　　cd..：退回至上一级目录

　　　　cd\：退回到根目录

　　　　del：删除文件

　　　　exit：退出dos命令行

　　　　echo 文件内容 > 文件名：在指定文件名中创建指定文件

1.2 计算机编程语言的介绍

　　第一代编程语言：机器语言。指令以二进制代码的形式存在；

　　第二代编程语言：汇编语言。使用助记符表示一条机器指令（ 代码 --> 汇编器 --> 机器代码文件 ;

　　第三代编程语言：高级语言：

　　　　1.C、Pascal、Fortran面向过程的语言；

　　　　2.C++面向过程/对象的编程语言；

　　　　3.Java跨平台的纯面向对象的语言；

　　　　4. .Net、Python、Scala.....

1.3 Java语言概述

　　1.Java技术体系平台：

　　　　1）、Java SE 标准版：

　　　　　　支持面向桌面级应用的Java平台，提供完整的Java核心API，旧称J2SE；

　　　　2）、Java EE 企业版：

　　　　　　此是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案。该技术体系中包含的技术如：Servlet、Jsp等，主要针对于Web应用程序开发，旧称J2EE；

　　　　3）、Java ME 小型版：

　　　　　　支持Java程序运行在移动终端上的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持，旧称J2ME；

　　　　4）、Java Card：

　　　　　　支持一些Java小程序运行在小内存设备上的平台。

　　2.Java在各领域的应用：

　　　　1）、从Java的应用领域来分，Java语言的应用方向主要表现在以下几个方面：

　　　　　　1.企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电信、交通、电子商务等；

　　　　　　2.Android平台应用：Android应用程序使用Java语言编写。Android开发水平的高低很大程度上取决于Java语言核心能力是否扎实；

　　　　　　3.大数据平台开发：各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态圈来说，还有各种中间件如flume，kafka，sqoop等等，这些框架以及工具大多数是用Java编写而成，但提供诸如Java，Scala，Python，R等各种语言API供编程；

　　　　　　4.移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。

　　3.Java语言主要特性：

　　　　1）、Java语言是易学的。Java语言的语法与C语言和C++语言很相近。

　　　　2）、Java语言是强制面向对象的。Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制。

　　　　3）、Java语言是分布式的。Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口，它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。Java的RMI机制也是开发分布式应用的重要手段。

　　　　4）、Java语言是健壮的。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明智的选择。

　　　　5）、Java语言是安全的。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止恶意代码的攻击。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。

　　　　6）、Java语言是体系结构中立的。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。

　　　　7）、Java语言是解释型的。如前述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统的解释器中运行。

　　　　8）、Java是性能略高的。与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的性能还是较优的。

　　　　9）、Java语言是原生支持多线程的。在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。

1.4 Java语言运行机制及运行过程

　　1.Java语言的特点：

　　　　1）、面向对象

　　　　　　1.两个基本概念：类、对象

　　　　　　2.三大特性：封装、继承、多态

　　　　2）、健壮性

　　　　　　吸收了C/C++语言的特点，但去掉了其影响程序健壮性的部分（如指针、内存的申请与释放等），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制

　　　　3）、跨平台性

　　　　　　1.跨平台性：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台都可以运行。"Write once, Run Anywhere"

　　　　　　2.原理：只要在需要运行Java应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机（JVM）即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行

　　2.Java语言的特点：跨平台性

	Java程序
Windows	Linux	Mac OS X
Win版的JVM	Linux版的JVM	Mac版的JVM

　　　　因为有了JVM，同一个Java程序在三个不同的操作系统中都可以执行。这样就实现了Java程序的跨平台性。

　　3.Java两种核心机制

　　　　1）、Java虚拟机（Java Virtal Machine）

　　　　　　1.JVM是一个虚拟的计算机，具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、寄存器；

　　　　　　2.对于不同的平台，有不同的虚拟机；

　　　　　　3.只有该平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行；

　　　　　　4.Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行”。

 

 

　　　　2）、垃圾收集机制（Garbage Collection）

　　　　　　1.不再使用的内存空间应回收——垃圾回收；

　　　　　　　　1）、在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存；

　　　　　　　　2）、Java语言消除了程序员回收无用内存的责任：它提供了一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。

　　　　　　2.垃圾回收在Java程序运行过程中自动运行，程序员无法精准控制和干预；

　　　　　　3.Java程序仍会出现内存泄漏和内存溢出问题。

　　

 

 1.5 Java语言的环境搭建

　　1.JDK:（Java Development Kit）Java开发程序包（其中的开发工具：编译工具（javac.exe）、打包工具（jar.exe）等）；

　　2.JRE:（Java Runtime Environment）Java运行环境 （如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可）；

　　3.JDK、JRE、JVM关系：

　　　　JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）

　　　　JRE = JVM + Java SE标准类库

　　4.配置环境变量path

　　　　高级系统设置 ---> javac.exe

1.6 第一个Java程序：HelloWorld

　　1.步骤一：编写

　　　　创建一个文本文件 ---> 输入以下代码 ---> 保存 ---> 将后缀名改为 .java （HelloWorld.java）

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

 

　　2.步骤二：编译

在cmd中输入

D:\> javac HelloWorld.java

D:\> java Test

　　3.步骤三：运行　　

　　输出

Hello World!

　　注：

　　　　1）、每次修改程序之后，需要再次编译；

　　　　2）、main()函数是程序的入口；

　　　　3）、程序中是严谨的，不允许出现任何输入错误。

1.7 注释（comment）

　　1）、注释：用于注解说明解释程序的文字就是注释；

　　2）、Java中的注释类型：

　　　　1.单行注释；

　　　　　　格式：//注释文字

　　　　2.多行注释；

　　　　　　格式：/* 注释文字 */

　　　　3.文档注释。（java特有）

　　　　　　格式：需要注释的文件地址 > javadoc -d 文档注释名 -author -version 需要注释的文件名.java

　　　　注：被注释的文字，不会被JVM解释执行；多行注释里面不允许有多行注释嵌套。

　　3）、提高了代码的阅读性，调试程序的重要方法；

　　4）、注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯；

　　5）、将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现。

 1.8 小结

　　1）、Java源文件以“java”为扩展名。源文件的基本组成部分是类（class）；

　　2）、Java应用程序的执行入口是main()方法，书写格式固定：

public static void main(String[] args) {...}

　　3）、Java语言严格区分大小写；

　　4）、每句Java程序以分号作结；

　　5）、大括号都是成对出现的，缺一不可；

　　6）、一个源文件最多只有一个public类。其他类的个数不限，如果源文件包含一个public类，则文件名必须按类名命名。

1.9 常见的Java开发工具

　　1）、文本编辑工具：

　　　　　　1.记事本

　　　　　　2.UltraEdit

　　　　　　3.TextPad

　　2）、Java集成开发环境（IDE）：

　　　　　　1.Eclipse

　　　　　　2.IntelliJ IDEA

1.10 知识点回顾：

　　1）、JDK，JRE，JVM的关系；

　　2）、环境变量path配置及其作用；

　　3）、Java程序的编写、编译、运行步骤；

　　4）、Java程序编写的规则；

　　5）、在配置环境、编译、运行各个步骤中常见的错误以及解决方法。