Java语言概述

第一章、Java语言概述

Java知识图解

Java基础课程体系

第1章 Java语言概述第2章 基本语法第3章 数组第4章 面向对象编程(上)第5章 面向对象编程(中)第6章 面向对象编程(下)第7章 异常处理第8章 枚举类&注解第9章 Java集合第10章 泛型第11章 IO流第12章 多线程第13章 Java常用类第14章 Java反射机制第15章 网络编程第16章 Lambda表达式与Stream API 第17章 Java 9 & 10 & 11新特性

1、 软件开发介绍

软件开发

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

人机交互方式

图形化界面(Graphical User Interface GUI)这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。命令行方式(Command Line Interface CLI):需要有一个控制台，输 入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记录住一些命令。

Pascal之父Nicklaus Wirth: “Algorithms+Data Structures=Programs”

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… : 退回到上一级目录cd: 退回到根目录del : 删除文件exit : 退出 dos 命令行

补充:echo javase>1.doc

常用快捷键← →:移动光标↑ ↓:调阅历史操作命令Delete和Backspace:删除字符

2、计算机编程语言介绍

什么是计算机语言

语言:是人与人之间用于沟通的一种方式。例如:中国人与中国人用普通话沟通。而 中国人要和英国人交流，就要学习英语。计算机语言:人与计算机交流的方式。 如果人要与计算机交流，那么就要学习计算机语言。计算机语言有很多种。如:C ,C++ ,Java ,PHP , Kotlin，Python，Scala等。

第一代语言

机器语言。指令以二进制代码形式存在。

第二代语言

汇编语言。使用助记符表示一条机器指令。

第三代语言:高级语言 C、Pascal、Fortran面向过程的语言  C++面向过程/面向对象Java跨平台的纯面向对象的语言.NET跨语言的平台Python、Scala…

从java语言的市场需求来看

3、Java语言概述

是SUN(Stanford University Network，斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门高级编程语言。是一种面向Internet的编程语言。Java一开始富有吸引力是因为Java程序可以 在Web浏览器中运行。这些Java程序被称为Java小程序(applet)。applet使 用现代的图形用户界面与Web用户进行交互。 applet内嵌在HTML代码中。随着Java技术在web方面的不断成熟，已经成为Web应用程序的首选开发语言。

​ 后台开发:Java、PHP、Python、Go、Node.js

Java简史

1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树)1994年，开发组意识到Oak 非常适合于互联网1996年，发布JDK 1.0，约8.3万个网页应用Java技术来制作1997年，发布JDK 1.1，JavaOne会议召开，创当时全球同类会议规模之最1998年，发布JDK 1.2，同年发布企业平台J2EE1999年，Java分成J2SE、J2EE和J2ME，JSP/Servlet技术诞生2004年，发布里程碑式版本:JDK 1.5，为突出此版本的重要性，更名为JDK 5.0  2005年，J2SE -> JavaSE，J2EE -> JavaEE，J2ME -> JavaME2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元2011年，发布JDK 7.02014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本2017年，发布JDK 9.0，最大限度实现模块化2018年3月，发布JDK 10.0，版本号也称为18.32018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9

SUN公司最终被甲骨文公司收购

Java技术体系平台

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Java在各领域的应用

• 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:

• 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。

• 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。

• 大数据平台开发:各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态 圈来讲，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。

• 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。

Java语言的诞生

java之父James Gosling团队在开发”Green”项目时，发现C缺少垃圾回收系统，还有可移植的安全性、分布程序设计和多线程功能。最后，他们想要一种易于移植到各种设备上的平台。

Java确实是从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看 成是类C语言发展和衍生的产物。比如Java语言的变量声明，操作符 形式，参数传递，流程控制等方面和C语言、C++语言完全相同。但同 时，Java是一个纯粹的面向对象的程序设计语言，它继承了C++语言 面向对象技术的核心。Java舍弃了C语言中容易引起错误的指针(以 引用取代)、运算符重载(operator overloading)、多重继承 (以接口取代)等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用 的对象所占据的内存空间。JDK1.5又引入了泛型编程(Generic Programming)、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱

主要特性

Java语言是易学的。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Java

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 (关键字为implements)。

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。

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。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。

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。

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平台的任何系统的解释器中运行。

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。

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。

4、Java语言运行机制及运行过程

Java语言的特点

特点一:面向对象 两个基本概念:类、对象三大特性:封装、继承、多态特点二:健壮性 吸收了C/C++语言的优点，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特点三:跨平台性 跨平台性:通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。“Write once , Run Anywhere”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 Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。

Java语言的特点:跨平台性

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。

Java两种核心机制 Java虚拟机 (Java Virtal Machine)垃圾收集机制 (Garbage Collection)

核心机制—Java虚拟机

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。对于不同的平台，有不同的虚拟机。只有某平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行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”**

核心机制—垃圾回收

不再使用的内存空间应回收—— 垃圾回收。

在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存。Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任:它提供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。

垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗? Yes!

5、Java语言的环境搭建

明确什么是JDK, JRE下载 JDK安装 JDK配置环境变量 path:windows系统执行命令时要搜寻的路径。验证是否成功:javac java 选择合适的文本编辑器或 IDE 开发

什么是JDK，JRE

​ 简单而言，使用JDK的开发工具完成的java程序，交给JRE去运行。

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

下载并安装JDK

官方网址:

www.oracle.comjava.sun.com

安装JDK

傻瓜式安装，下一步即可。建议:安装路径不要有中文或者空格等特殊符号。如果操作系统是64位的，软件尽量选择支持64位的(除非软件本身不区分)。当提示安装 JRE 时，正常在JDK安装时已经装过了，但是为了后续使用Eclipse等开发 工具不报错，建议也根据提示安装JRE。

Java语言的环境搭建

配置环境变量 path

在dos命令行中敲入javac，出现错误提示:

错误原因:当前执行的程序在当前目录下如果不存在，windows系统会在系 统中已有的一个名为path的环境变量指定的目录中查找。如果仍未找到，会 出现以上的错误提示。所以进入到 jdk安装路径\bin目录下，执行javac，会 看到javac参数提示信息。

每次执行 java 的工具都要进入到bin目录下，是非常麻烦的。可不可以在任何目

录下都可以执行java的工具呢? 根据windows系统在查找可执行程序的原理，可以将java工具所在路径定义到

path 环境变量中，让系统帮我们去找运行执行的程序。

配置方法: 我的电脑–属性–高级系统设置–环境变量编辑 path 环境变量，在变量值开始处加上java工具所在目录，后面用 “ ; ”和其他值分隔 开即可。打开DOS命令行，任意目录下敲入javac。如果出现javac 的参数信息，配置成功。注: 具体操作流程，参看JDK8下载_安装_配置.doc

配置完path环境变量以后的验证

6、开发体验— HelloWorld

步骤:将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的文件中。通过 javac 命令对该 java 文件进行编译。通过 java 命令对生成的 class 文件进行运行。

步骤一:编写

选择最简单的编辑器:记事本。敲入代码 classTest{ }

将文件保存成Test.java，这个 文件是存放java代码的文件， 称为源文件。

注：如果本地文件不显示文件格式（后缀），则需要设置

第一个Java程序 public class Test{

public static void main(String[] args) { System.out.println(“Hello World!”);

}

}

步骤二:编译

有了java源文件，通过编译器将其编译成JVM可以识别的字节码文件。在该源文件目录下，通过javac编译工具对Test.java文件进行编译。如果程序没有错误，没有任何提示，但在当前目录下会出现一个Test.class文件，该文件称为字节码文件，也是可以执行的java的程序。

步骤三:运行

有了可执行的java程序(Test.class字节码文件)通过运行工具java.exe对字节码文件进行执行。出现提示:缺少一个名称为main的方法。

因为一个程序的执行需要一个起始点或者入口，所以在Test类中的加入public static void main(String[] args){ }对修改后的Test.java源文件需要重新编译，生成新的class文件后，再进行执行。发现没有编译失败，但也没有任何效果，因为并没有告诉JVM要帮我们做什么事情，也就是没有可以具体执行的语句。想要和JVM来个互动，只要在main方法中加入一句System.out.println(“Hello World");因为程序进行改动，所以再重新编译，运行即可。

7、常见问题及解决方法

源文件名不存在或者写错当前路径错误后缀名隐藏问题

类文件名写错，尤其文件名与类名不一致时，要小心类文件不在当前路径下，或者不在classpath指定路径下
在这里插入图片描述声明为public的类应与文件名一致，否知编译失败

编译失败，注意错误出现的行数，再到源代码中指定位置改错

总结:

学习编程最容易犯的错是语法错误。Java要求你必须按照语法规则编写代码。 如果你的程序违反了语法规则，例如:忘记了分号、大括号、引号，或者拼 错了单词，java编译器都会报语法错误。尝试着去看懂编译器会报告的错误 信息。

8、注释(Comment)

用于注解说明解释程序的文字就是注释。

Java中的注释类型:

单行注释

多行注释 文档注释 (java特有)

提高了代码的阅读性;调试程序的重要方法。

注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。 将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现

单行注释

格式: //注释文字

多行注释

格式: / 注释文字 /

注:

对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM(java虚拟机)解释执行。多行注释里面不允许有多行注释嵌套。

文档注释(Java特有)

格式: /**

@author 指定java程序的作者 @version 指定源文件的版本

​ */

注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形 式体现的该程序的说明文档。操作方式

小结第一个程序

Java源文件以“java”为扩展名。源文件的基本组成部分是类(class)，如 本例中的HelloWorld类。

Java应用程序的执行入口是main()方法。它有固定的书写格式:

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

Java语言严格区分大小写。 Java方法由一条条语句构成，每个语句以“;”结束。

大括号都是成对出现的，缺一不可。

一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限，如果源文件包含 一个public类，则文件名必须按该类名命名。

9、Java API文档

API (Application Programming Interface,应用程序编程接口)是 Java 提供的基本编程接口。Java语言提供了大量的基础类，因此 Oracle 也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。下载API: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.htmlAdditional Resources-Java SE 8 Documentation下载。详见:JDK8的下载-安装-配置.doc

10、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

Java API 源代码选择了行尾风格

11、常用的Java开发工具(Integrated Development Environment)

文本编辑工具:

记事本UltraEditEditPlusTextPadNotePad

Java集成开发环境(IDE):

JBuilderNetBeansEclipseMyEclipseIntelliJ IDEA

JBuilder是Borland公司开发的 针对java的开发工具，使用 JBuilder将可以快速，有效的开 发各类java应用。 Jbuilder支持 各种应用服务器。Jbuilder与 Inprise Application Server紧 密集成，同时支持WebLogic Server，支持EJB 1.1和EJB 2.0， 可以快速开发J2EE的电子商务 应用。支持远程调试和多线程 调试，调试器支持各种JDK版本

http://edn.embarcadero.com/cn/jbuilder

NetBeans是一款用Java编写 的开源IDE。既可用于Java开 发，也支持其他语言，特别是 PHP、C/C ++，和HTML5。 NetBeans开发环境提供了丰 富的产品文档和培训资源以及 大量的第三方插件。https://netbeans.org/features/index.html

Eclipse应该是大多数Java程序员使 用的第一个IDE。众所周知的、最流 行、也最受欢迎的Java开发工具。优 点很多:免费、更新快、代码智能化、 ANT构建等，拥有众多插件，完全免 费、有中文版、上手比较快。缺点也 非常明显，安装插件麻烦、插件对版 本要求比较严格。

https://eclipse.org/

MyEclipse也是一款功能强大的J2EE集成开发环境，由 Genuitec公司发布，提供免费版和收费版。但免费版，只 能满足基本开发需求

http://www.myeclipsecn.com/

IntelliJ IDEA被认为是目前Java开 发效率最快的IDE工具。是 JetBrains公司的产品，这家公司 总部位于捷克共和国的首都布拉格。 它整合了开发过程中实用的众多功 能，智能提示错误，强大的调试工 具，Ant，JavaEE支持，CVS整合， 最大程度的加快开发的速度。简单 而又功能强大。与其他的一些繁冗 而复杂的IDE工具有鲜明的对比。

https://www.jetbrains.com/idea/