文章目录Java 简介一、Java 核心三大特性核心设计基石二、Java 技术体系三大核心平台覆盖全开发场景三、Java 典型应用领域四、Java 语言的核心优势五、Java 版本迭代与现状六、Java 开发的核心环境Java 入门JDK、JRE、JVMJava程序运行机制IDE## 第一个Java程序Java 基础注释标识符关键字数据类型数据转换变量常量运算符包机制JavaDocJava 简介Java 是由Sun Microsystems后被 Oracle 收购于 1995 年推出的面向对象、跨平台高级编程语言由詹姆斯・高斯林James Gosling及其团队研发核心设计理念围绕 “简单、安全、跨平台、高性能” 展开目前已成为全球最主流的编程语言之一广泛应用于企业级开发、移动开发、大数据等多个领域。一、Java 核心三大特性核心设计基石Java 的跨平台能力和核心优势核心依托于三大核心特性也是其区别于其他语言的关键一次编写到处运行Write Once, Run Anywhere - WORA这是 Java 最标志性的特性实现原理是Java 程序并非直接编译为操作系统的机器码而是先由 javac 编译器编译为与平台无关的字节码Bytecode文件后缀 .class再由不同操作系统上对应的Java 虚拟机JVM, Java Virtual Machine解释 / 编译执行字节码。开发者只需编写一套代码无需针对 Windows、Linux、macOS 等不同系统做修改不同系统只需安装对应的JVM虚拟机即可运行相同的字节码文件真正实现跨平台。面向对象Object-Oriented, OOPJava 是纯面向对象的编程语言除基本数据类型外一切皆对象完全遵循面向对象的四大核心原则封装、继承、多态、抽象通过类Class和对象Object组织代码大幅提升代码的可复用性、可维护性和扩展性适合开发大型、复杂的软件系统。自动内存管理垃圾回收 - Garbage Collection, GCJava 摒弃了 C/C 中手动管理内存的方式手动malloc分配 /free释放由 JVM 的垃圾回收器 自动监控并回收程序中不再使用的内存空间无引用的对象从根源上减少了内存泄漏和空指针异常等常见内存问题降低了开发门槛和程序出错概率。注开发者可通过 JVM 参数调优垃圾回收策略平衡内存使用和程序性能。二、Java 技术体系三大核心平台覆盖全开发场景Java 并非单一语言而是一套完整的技术体系根据应用场景分为三大核心平台适配从嵌入式到大型分布式系统的所有开发需求Java SEJava Standard Edition - 标准版核心基础Java 技术的基础核心包含 Java 核心语法、基础类库集合、IO、多线程、网络编程等、JVM、编译器等核心组件是其他两个平台的基础。主要用于开发桌面应用如 Swing/JavaFX 程序、控制台程序以及为 Java EE/Java ME 提供底层支持。Java EEJava Platform, Enterprise Edition - 企业版基于 Java SE 扩展的企业级开发平台提供了一系列针对企业级应用的标准和技术规范如 Servlet、JSP、EJB、Spring、MyBatis 等专门用于开发分布式、高可用、高并发的企业级应用如电商平台、金融系统、后台管理系统、大型网站后端等是 Java 在企业开发领域的核心应用方向。Java MEJava Micro Edition - 微型版基本不用基于 Java SE 精简的嵌入式 / 移动开发平台针对资源受限的设备如嵌入式设备、智能家电、早期功能手机设计核心是轻量级的类库和 JVM。随着 Android 的兴起其移动开发场景逐渐被替代但仍在嵌入式领域有一定应用。三、Java 典型应用领域依托跨平台、稳定、安全、高性能的特性Java 的应用覆盖几乎所有软件开发领域是工业级开发的 “主力军”主要应用场景包括企业级后端开发最核心的应用领域基于 Spring Boot、Spring Cloud 等框架开发分布式微服务系统支撑电商、金融、政务、物流等行业的核心业务Android 应用开发Android 系统的底层开发语言为 Java目前 Kotlin 为官方推荐但仍兼容 Java几乎所有 Android App 的核心逻辑都可通过 Java 实现大数据开发大数据生态的核心框架Hadoop、Spark、Flink、HBase 等均由 Java 编写大数据开发中的核心业务逻辑开发、框架二次开发也主要使用 Java桌面应用开发通过 Swing、JavaFX 等技术开发跨平台的桌面客户端如办公软件、开发工具、工业控制软件嵌入式开发基于 Java ME 开发智能家电、物联网设备、工业嵌入式系统云原生开发结合 Docker、K8s、Spring Cloud Alibaba 等技术开发云原生微服务、容器化应用。四、Java 语言的核心优势跨平台性依托 JVM 和字节码实现 “一次编写到处运行”大幅降低多平台开发的成本面向对象纯面向对象设计代码结构清晰可复用性和可维护性强适合大型项目开发内存安全自动垃圾回收机制避免手动内存管理的错误同时提供数组边界检查、空指针防护等机制提升程序稳定性安全性高内置安全管理器Security Manager可限制程序的资源访问如文件、网络同时字节码验证机制可防止恶意代码执行适合开发金融、政务等对安全要求高的系统生态完善拥有全球最丰富的开源生态海量的第三方框架Spring、MyBatis、Netty 等、类库和工具大幅提升开发效率解决几乎所有开发场景的问题稳定性和高性能经过二十多年的迭代优化Java 虚拟机的即时编译JIT技术大幅提升了程序运行效率同时语言本身的设计保证了程序的稳定性可支撑 7×24 小时不间断运行的企业级系统跨领域兼容可与 C/C、Python、Go 等语言无缝集成同时支持多种数据库MySQL、Oracle、Redis 等适配不同的技术栈社区和人才丰富全球拥有庞大的开发者社区遇到问题可快速找到解决方案同时 Java 开发者基数大企业易招聘到相关人才。五、Java 版本迭代与现状Java 自 1995 年发布以来持续迭代优化核心版本节点包括JDK 1.01996首个正式版本奠定核心语法和 JVM 基础JDK 52004里程碑版本引入泛型、注解、自动装箱、foreach 循环等核心特性大幅提升开发效率JDK 82014目前使用最广泛的 LTS长期支持版本引入 Lambda 表达式、Stream API、函数式接口等支持函数式编程是企业开发的主流版本JDK 112018新一代 LTS 版本移除永久代、引入模块化Module、支持 HTTP/2适合云原生开发JDK 172021最新的主流 LTS 版本优化模块化、增强安全性、提升性能是目前推荐的新一代生产环境版本。目前企业开发中JDK 8 仍占主导地位生态兼容最完善JDK 11 和 JDK 17 的使用率正在快速提升Oracle 对 LTS 版本提供长期的安全更新和技术支持保障企业系统的稳定性。六、Java 开发的核心环境Java 开发的基础环境为 JDKJava Development Kit - Java 开发工具包它包含了开发 Java 程序所需的所有组件JREJava Runtime Environment - Java 运行时环境包含 JVM、核心类库是运行 Java 程序的基础仅运行程序可只安装 JRE编译器javac将 Java 源代码.java编译为字节码.class解释器java启动 JVM 并执行字节码文件其他工具javadoc、jdb、javap 等用于生成文档、调试程序、反编译字节码等。开发者只需在电脑上安装对应系统的 JDK配置环境变量后即可通过命令行或 IDE如 IntelliJ IDEA、Eclipse进行 Java 开发。Java 入门JDK、JRE、JVMJDK ⊃ JRE ⊃ JVMJVMJava Virtual Machine最底层的执行引擎负责加载并执行 .class 字节码文件是实现 “一次编写到处运行” 的核心。作用屏蔽了不同操作系统的底层差异让字节码可以在任何安装了 JVM 的系统上运行是跨平台能力的核心。JREJava Runtime Environment包含 JVM 和 Java 核心类库如集合、IO、网络等是运行 Java 程序的必要环境。作用提供了运行 Java 程序所需的基础环境普通用户只需安装 JRE 就能运行已编译的 Java 程序。JDKJava Development Kit在 JRE 基础上增加了开发工具如编译器 javac、打包工具 jar、文档生成工具 javadoc 等是开发 Java 程序的完整工具包。作用面向开发者包含了开发、编译、调试 Java 程序的所有工具开发者必须安装 JDK 才能进行编码工作。Java程序运行机制Java 程序先经编译器 javac 把.java源文件编译成字节码.class文件。字节码由 JVM 加载JVM 里类加载子系统负责找到并加载字节码然后字节码被送到执行引擎执行引擎可以采用解释执行逐行解释执行字节码或 JIT 即时编译将频繁执行代码编译为机器码方式运行运行时数据区还会分配内存来存储程序运行的各种数据像堆存对象、栈管方法调用等。IDEIDE 是集成开发环境Integrated Development Environment的简称它把源代码编辑器、构建自动化工具、调试器等软件开发工具集成在一起有些还包含编译器、解释器。能提高开发效率常见的有用于 Java 开发的 Eclipse、IntelliJ IDEA 等。## 第一个Java程序publicclassHelloJava{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.print(Hello,World!);}}public访问修饰符表示公共的可被其他类访问。class定义类的关键字一个 Java 程序基本单元。HelloJava类名需与文件名一致首字母大写规范。static静态的修饰方法表示可直接用类名调用。void表示方法无返回值。main主方法名程序执行入口。String[]字符串数组类型。args数组名可接收命令行参数 。System系统类提供一些系统相关功能。outSystem类的标准输出对象。print输出方法输出内容不换行。Java 基础注释标识符关键字数据类型数据转换变量常量运算符包机制JavaDoc