Java入门
Java 入门
JAVA简介
Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 面向对象程序设计语言和 Java 平台的总称。由 James Gosling和同事们共同研发，并在 1995 年正式推出。
后来 Sun 公司被 Oracle （甲骨文）公司收购，Java 也随之成为 Oracle 公司的产品。
Java分为三个体系：
- JavaSE（J2SE）（Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版）
- JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平台企业版)
- JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版)。
2005 年 6 月，JavaOne 大会召开，SUN 公司公开 Java SE 6。此时，Java 的各种版本已经更名，以取消其中的数字 "2"：J2EE 更名为 Java EE，J2SE 更名为Java SE，J2ME 更名为 Java ME。
主要特性
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Java 语言是简单的：
Java 语言的语法与 C 语言和 C++ 语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用。另一方面，Java 丢弃了 C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java 语言不使用指针，而是引用。并提供了自动分配和回收内存空间，使得程序员不必为内存管理而担忧。
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Java 语言是面向对象的：
Java 语言提供类、接口和继承等面向对象的特性，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（关键字为 implements）。Java 语言全面支持动态绑定，而 C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。
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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（java net），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（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。
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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 的明智选择。Java 的安全检查机制使得 Java 更具健壮性。
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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恶意代码的攻击。除了Java 语言具有的许多安全特性以外，Java 对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（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，并提供安全管理机制（类 SecurityManager）让 Java 应用设置安全哨兵。
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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。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。
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Java 语言是可移植的：
这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java 还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java 系统本身也具有很强的可移植性，Java 编译器是用 Java 实现的，Java 的运行环境是用 ANSI C 实现的。
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Java 语言是解释型的：
如前所述，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 平台的任何系统中运行。在运行时，Java 平台中的 Java 解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。
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Java 是高性能的：
与那些解释型的高级脚本语言相比，Java 的确是高性能的。事实上，Java 的运行速度随着 JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于 C++。
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Java 语言是多线程的：
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。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为 Thread(Runnable) 的构造子类将一个实现了 Runnable 接口的对象包装成一个线程，其二，从 Thread 类派生出子类并重写 run 方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是 Thread 类已经实现了 Runnable 接口，因此，任何一个线程均有它的 run 方法，而 run 方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java 语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为 synchronized）。
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Java 语言是动态的：
Java 语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java 程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java 中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。
发展历史
- 1995 年 5 月 23 日，Java 语言诞生
- 1996 年 1 月，第一个 JDK-JDK1.0 诞生
- 1996 年 4 月，10 个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入 JAVA 技术
- 1996 年 9 月，约 8.3 万个网页应用了 JAVA 技术来制作
- 1997 年 2 月 18 日，JDK1.1 发布
- 1997 年 4 月 2 日，JavaOne 会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议规模之纪录
- 1997 年 9 月，JavaDeveloperConnection 社区成员超过十万
- 1998 年 2 月，JDK1.1 被下载超过 2,000,000次
- 1998 年 12 月 8 日，JAVA2 企业平台 J2EE 发布
- 1999 年 6月，SUN 公司发布 Java 的三个版本：标准版（JavaSE, 以前是 J2SE）、企业版（JavaEE 以前是 J2EE）和微型版（JavaME，以前是 J2ME）
- 2000 年 5 月 8 日，JDK1.3 发布
- 2000 年 5 月 29 日，JDK1.4 发布
- 2001 年 6 月 5 日，NOKIA 宣布，到 2003 年将出售 1 亿部支持 Java 的手机
- 2001 年 9 月 24 日，J2EE1.3 发布
- 2002 年 2 月 26 日，J2SE1.4 发布，自此 Java 的计算能力有了大幅提升
- 2004 年 9 月 30 日 18:00PM，J2SE1.5 发布，成为 Java 语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性，J2SE1.5 更名为 Java SE 5.0
- 2005 年 6 月，JavaOne 大会召开，SUN 公司公开 Java SE 6。此时，Java 的各种版本已经更名，以取消其中的数字 "2"：J2EE 更名为 Java EE，J2SE 更名为 Java SE，J2ME 更名为 Java ME
- 2006 年 12 月，SUN 公司发布 JRE6.0
- 2009 年 04 月 20 日，甲骨文 74 亿美元收购 Sun，取得 Java 的版权。
- 2010 年 11 月，由于甲骨文对于 Java 社区的不友善，因此 Apache 扬言将退出 JCP。
- 2011 年 7 月 28 日，甲骨文发布 Java7.0 的正式版。
- 2014 年 3 月 18 日，Oracle 公司发表 Java SE 8。
- 2017 年 9 月 21 日，Oracle 公司发表 Java SE 9
- 2018 年 3 月 21 日，Oracle 公司发表 Java SE 10
- 2018 年 9 月 25 日，Java SE 11 发布
- 2019 年 3 月 20 日，Java SE 12 发布
Java 开发工具
Java 语言尽量保证系统内存在 1G 以上，其他工具如下所示：
- Linux 系统、Mac OS 系统、Windows 95/98/2000/XP，WIN 7/8系统。
- Java JDK 7、8……
- vscode 编辑器或者其他编辑器。
- IDE：Eclipse、 IntelliJ IDEA、NetBeans 等。
JDK、JRE、JVM
首先是JDK
JDK(Java Development Kit) 是 Java 语言的软件开发工具包(SDK)。 在JDK的安装目录下有一个jre目录，里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib合起来就称为jre。
然后我们来看JRE
JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境），包含JVM标准实现及Java核心类库。JRE是Java运行环境，并不是一个开发环境，所以没有包含任何开发工具（如编译器和调试器）
最后JVM也一目了然了
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
开发环境配置
官方文档：https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/install/index.html
https://www.runoob.com/java/java-environment-setup.html
Java 语法规范(快速了解Java)
Java是面向对象的编程语言，一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。
- 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
- 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
- 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
- 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。
基本语法
编写 Java 程序时，应注意以下几点：
- 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
- 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首字母应该大写，例如 FirstDemo 。
- 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
- 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
- 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。
Java 标识符
Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。
关于 Java 标识符，有以下几点需要注意：
- 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始
- 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合
- 关键字不能用作标识符
- 标识符是大小写敏感的
- 合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value
- 非法标识符举例：123abc、-salary
Java修饰符
像其他语言一样，Java可以使用修饰符来修饰类中方法和属性。主要有两类修饰符：
- 访问控制修饰符 : default, public , protected, private
- 非访问控制修饰符 : final, abstract, static, synchronized
在后面的章节中我们会深入讨论 Java 修饰符。
Java 变量
Java 中主要有如下几种类型的变量
- 局部变量
- 类变量（静态变量）
- 成员变量（非静态变量）
Java 数组
数组是储存在堆上的对象，可以保存多个同类型变量。在后面的章节中，我们将会学到如何声明、构造以及初始化一个数组。
Java 枚举
Java 5.0引入了枚举，枚举限制变量只能是预先设定好的值。使用枚举可以减少代码中的 bug。
例如，我们为果汁店设计一个程序，它将限制果汁为小杯、中杯、大杯。这就意味着它不允许顾客点除了这三种尺寸外的果汁。
Java 关键字
下面列出了 Java 关键字。这些关键字不能用于常量、变量、和任何标识符的名称。
| 类别 | 关键字 | 说明 |
|---|---|---|
| 访问控制 | private | 私有的 |
| protected | 受保护的 | |
| public | 公共的 | |
| 类、方法和变量修饰符 | abstract | 声明抽象 |
| class | 类 | |
| extends | 扩充,继承 | |
| final | 最终值,不可改变的 | |
| implements | 实现（接口） | |
| interface | 接口 | |
| native | 本地，原生方法（非 Java 实现） | |
| new | 新,创建 | |
| static | 静态 | |
| strictfp | 严格,精准 | |
| synchronized | 线程,同步 | |
| transient | 短暂 | |
| volatile | 易失 | |
| 程序控制语句 | break | 跳出循环 |
| case | 定义一个值以供 switch 选择 | |
| continue | 继续 | |
| default | 默认 | |
| do | 运行 | |
| else | 否则 | |
| for | 循环 | |
| if | 如果 | |
| instanceof | 实例 | |
| return | 返回 | |
| switch | 根据值选择执行 | |
| while | 循环 | |
| 错误处理 | assert | 断言表达式是否为真 |
| catch | 捕捉异常 | |
| finally | 有没有异常都执行 | |
| throw | 抛出一个异常对象 | |
| throws | 声明一个异常可能被抛出 | |
| try | 捕获异常 | |
| 包相关 | import | 引入 |
| package | 包 | |
| 基本类型 | boolean | 布尔型 |
| byte | 字节型 | |
| char | 字符型 | |
| double | 双精度浮点 | |
| float | 单精度浮点 | |
| int | 整型 | |
| long | 长整型 | |
| short | 短整型 | |
| 变量引用 | super | 父类,超类 |
| this | 本类 | |
| void | 无返回值 | |
| 保留关键字 | goto | 是关键字，但不能使用 |
| const | 是关键字，但不能使用 | |
| null | 空 |
Java注释
类似于 C/C++、Java 也支持单行以及多行注释。注释中的字符将被 Java 编译器忽略。
public class HelloWorld {
/* 这是第一个Java程序
* 它将打印Hello World
* 这是一个多行注释的示例
*/
public static void main(String[] args){
// 这是单行注释的示例
/* 这个也是单行注释的示例 */
System.out.println("Hello World");
}
}
Java 空行
空白行或者有注释的行，Java 编译器都会忽略掉。
继承
在 Java 中，一个类可以由其他类派生。如果你要创建一个类，而且已经存在一个类具有你所需要的属性或方法，那么你可以将新创建的类继承该类。
利用继承的方法，可以重用已存在类的方法和属性，而不用重写这些代码。被继承的类称为超类（super class），派生类称为子类（subclass）。
接口
在 Java 中，接口可理解为对象间相互通信的协议。接口在继承中扮演着很重要的角色。
接口只定义派生要用到的方法，但是方法的具体实现完全取决于派生类。
Java 源程序与编译型运行区别
编译执行
-
将源文件编译成平台相关的机器码文件，一次编译，多次执行。
-
执行效率高，不可跨平台
解释执行
- 将源文件交给不同平台的独有解释器
- 执行效率低，可以跨平台
Java的执行机制
- 先编译、再解释
- 将源文件编译成字节码文件（平台中立文件.class），再将字节码文件进行解释执行。
- Java的设计理念：Write Once Run Anywhere。
第一个Java程序
打开文本编辑器，输入以下代码：
class HelloWorld {
/* 第一个Java程序
* 它将输出字符串 Hello World
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World"); // 输出 Hello World
}
}
解释
注意：类名与文件名要一致
如何运行Java程序
Java源码本质上是一个文本文件，我们需要先用javac把Hello.java编译成字节码文件Hello.class，然后，用java命令执行这个字节码文件：
┌──────────────────┐
│ Hello.java │<─── source code
└──────────────────┘
│ compile
▼
┌──────────────────┐
│ Hello.class │<─── byte code
└──────────────────┘
│ execute
▼
┌──────────────────┐
│ Run on JVM │
└──────────────────┘
因此，可执行文件javac是编译器，而可执行文件java就是虚拟机。
第一步，在保存Hello.java的目录下执行命令javac Hello.java：
$ javac Hello.java
如果源代码无误，上述命令不会有任何输出，而当前目录下会产生一个Hello.class文件：
$ ls
Hello.class Hello.java
第二步，执行Hello.class，使用命令java Hello(这里不加.class）：
$ java Hello
Hello, world!
注意：给虚拟机传递的参数Hello是我们定义的类名，虚拟机自动查找对应的class文件并执行。
如果遇到编码问题，我们可以使用 -encoding 选项设置 utf-8 来编译：
javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java
java HelloWorld
有一些童鞋可能知道，直接运行java Hello.java也是可以的：
$ java Hello.java
Hello, world!
这是Java 11新增的一个功能，它可以直接运行一个单文件源码！
需要注意的是，在实际项目中，单个不依赖第三方库的Java源码是非常罕见的，所以，绝大多数情况下，我们无法直接运行一个Java源码文件，原因是它需要依赖其他的库。
类的阐述
- 同一个源文件可以定义多个类
- 编译后每个类都会生成独立的.class文件
- 一个类中，只能有一个主方法，每个类都可以有自己的主方法
- public修饰的类称为公开类，要求类名必须与文件名完全相同，包括大小写
- 一个源文件，只能有一个公开类
public class HelloWorld{
public static void main(String[] args){
System.out.print("Hello Everyone");
}
}
class GoodByeWorld{
public static void main(String[] args){
System.out.print("GoodBye");
}
}
//这个文件的文件名必须是HelloWorld.java
Package（包）
- 作用：类似文件夹，用于管理字节码（.class）文件
- 语法：
package 包名; - 位置：必须写在源文件的第一行
- 带包编译：
javac -d . 源文件名称.java（自动生成目录结构），-d后面的.前后有空格。 - 带包运行：
java 包名.类名（包名+类型又称全限定名） - 采用域名倒置的规则：
www.baidu.com==>com.baidu.xxx
package club.yishiyuntuan;
class HelloWord{
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello Java");
}
}
class GoodByeWord{
public static void main(String[] args){
System.out.println("Bye Java");
}
}
//生成的.class文件在当前文件夹下的club/yishiyuntuan;
//运行 java club.yishiyuntuan.HelloWord
//java club.yishiyuntuan.GoodByeWord
使用IDEA运行
https://blog.csdn.net/weixin_43838785/article/details/99105624
IDEA快捷键
- psvm+Enter 快速生成main函数
- sout+Enter 快速生成
System.out.println();
小结
一个Java源码只能定义一个public类型的class，并且class名称和文件名要完全一致；
使用javac可以将.java源码编译成.class字节码；
使用java可以运行一个已编译的Java程序，参数是类名。
Java的语言规范
编码规范
书写格式
- 层级之间必须缩进（Tab：一个制表位）。
- 一行只写一句代码
代码注释
- 单行注释
- 以双斜杠“//”标识，只能注释一行内容，用在注释信息内容少的地方。
//单行注释内容
- 多行注释
- 包含在“/* ”和“ */”之间，能注释很多行的内容。为了可读性比较好，一般首行和尾行不写注释信息（这样也比较美观好看）。
/*
多行注释内容
*/
注意：多行注释可以嵌套单行注释，但是不能嵌套多行注释和文档注释。
- 文档注释
- 包含在“/** ”和“ */”之间，也能注释多行内容，一般用在类、方法和变量上面，用来描述其作用。注释后，鼠标放在类和变量上面会自动显示出我们注释的内容。
/**
文档注释
*/
注意：文档注释能嵌套单行注释，不能嵌套多行注释和文档注释，一般首行和尾行也不写注释信息。
标识符命名
包名、类名、方法名、参数名、变量名等，这些符号被称为标识符。
语法规定：
- 可以由：数字、字母、下划线（__）、$组成，但不能以数字开头
- 不能与关键字、保留字重名
- 大小写敏感
约定俗成
- 望文生义，见名知意
- 类名由一个或多个单词组成，每个单词首字母大写
- 函数名、变量名由一个或多个单词组成，首单词首字母小写，拼接词首字母大写
- 包名全小写，只可以使用特殊字符
.，并且不以.开头或结尾 - 常量全大写，多个单词用
_连接
浙公网安备 33010602011771号