1. Java语言概述

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JavaSE 学习
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1. Java语言概述
Java 的发展历史；JDK 安装；HelloWorld 程序编写
1. Java语言概述
1.1 计算机语言发展历史
语言：人与人交流沟通的表达方式 计算机语言：人与计算机之间进行信息交流沟通的一种特殊语言
第一代：机器语言
第二代：汇编语言
第三代：高级语言
面向过程：C、Fortran、Cobol、Pascal、ADA等
面向对象：C++、Java、C#等
编程的学习，看的不是语言，任何一门主流语言，只要学透了，都够吃一辈子。
1.2 Java 发展史
1991年，詹姆斯·高斯林（James Gosling）在 SUN（Stanford University Network）公司的工程师小组想要设计这样一种小型计算机语言。该语言主要用于像电视盒这样的消费类电子产品。另外，由于不同的厂商选择不同的CPU和操作系统，因此，要求该语言不能和特定的体系结构绑在一起，要求语言本身是中立的，也就是跨平台的。所以，将这个语言命名为“Green”，类似于绿色软件的意思。后来，改名为Oak，橡树的意思。改名后发现已经有一种语言叫这个名字了，再改名叫Java。
2009年，Sun公司被甲骨文公司收购，所以我们现在访问Oracle官网 即可。Java语言发展到今天经历了一系列的过程：
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1991年，SUN公司的Green项目，Oak
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1995年，推出Java测试版
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1996年，JDK1.0
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1997年，JDK1.1
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1998年，JDK1.2，大大改进了早期版本缺陷，是一个革命性的版本，更名为Java2。
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2004年，J2SE 5.0 (1.5.0) Tiger老虎
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2006年，J2SE 6.0 (1.6.0) Mustang野马
8
2011年，JavaSE7.0 Dolphin海豚
9
2014年，JavaSE8.0
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1.3 Java的核心优势
跨平台是Java语言的核心优势，赶上最初互联网的发展，并随着互联网的发展而发展，建立了强大的生态体系，目前已经覆盖IT各行业的“第一大语言”，是计算机界的“英语”。其在企业，安卓，大数据，云计算等方面都有涉及。
虽然，目前也有很多跨平台的语言，但是已经失去先机，无法和Java强大的生态体系抗衡。Java仍将在未来几十年成为编程语言的主流语言。
Java虚拟机是Java实现跨平台的核心，Java程序并非是直接运行的，Java编译器将Java源程序编译成与平台无关的字节码文件（class文件），然后由Java虚拟机（JVM）对字节码文件解释执行。所以在不同的操作系统下，只需安装不同的Java虚拟机即可实现java程序的跨平台。事实上，基于Java虚拟机（JVM）的编程语言还有很多种：
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1.4 Java各版本的含义
JavaSE（Java Standard Edition）：标准版，定位在个人计算机上的应用。 这个版本是Java平台的核心，它提供了非常丰富的API来开发一般个人计算机上的应用程序，包括用户界面接口AWT及Swing，网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。在上世纪90年代末互联网上大放异彩的Applet也属于这个版本。Applet后来为Flash取代，Flash即将被HTML5取代。
JavaEE（Java Enterprise Edition）：企业版，定位在服务器端的应用。 JavaEE是JavaSE的扩展，增加了用于服务器开发的类库。如：JDBC是让程序员能直接在Java内使用的SQL的语法来访问数据库内的数据;Servlet能够延伸服务器的功能，通过请求-响应的模式来处理客户端的请求;JSP是一种可以将Java程序代码内嵌在网页内的技术。
JavaME（Java Micro Edition）：微型版，定位在消费性电子产品的应用上 JavaME是JavaSE的内伸，包含J2SE的一部分核心类，也有自己的扩展类,增加了适合微小装置的类库：javax.microedition.io.*等。该版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库，并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。
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很多人开始会误解为安卓开发就是JavaME，但这两个是完全不同的内容。
1.5 Java的特性和优势
跨平台/可移植性 这是Java的核心优势。Java在设计时就很注重移植和跨平台性。比如：Java的int永远都是32位。不像C++可能是16，32，可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。
安全性 Java适合于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全性方面投入了很大的精力，使Java可以很容易构建防病毒，防篡改的系统。
面向对象 面向对象是一种程序设计技术，非常适合大型软件的设计和开发。由于C++为了照顾大量C语言使用者而兼容了C，使得自身仅仅成为了带类的C语言，多少影响了其面向对象的彻底性！Java则是完全的面向对象语言。
简单性 Java就是C++语法的简化版，我们也可以将Java称之为“C++-”，指的就是将C++的一些内容去掉；比如：头文件，指针运算，结构，联合，操作符重载，虚基类等等。同时，由于语法基于C语言，因此学习起来完全不费力。
高性能 Java最初发展阶段，总是被人诟病“性能低”；客观上，高级语言运行效率总是低于低级语言的，这个无法避免。Java语言本身发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如，通过JIT（JUST IN TIME）即时编译技术提高运行效率。 将一些“热点”字节码编译成本地机器码，并将结果缓存起来，在需要的时候重新调用。这样的话，使Java程序的执行效率大大提高，某些代码甚至接近C++的效率。 因此，Java低性能的短腿，已经被完全解决了。业界发展上，我们也看到很多C++应用转到Java开发，很多C++程序员转型为Java程序员。
分布式 Java是为Internet的分布式环境设计的，因为它能够处理TCP/IP协议。事实上，通过URL访问一个网络资源和访问本地文件是一样简单的。Java还支持远程方法调用(RMI,Remote Method Invocation)，使程序能够通过网络调用方法。
多线程 多线程的使用可以带来更好的交互响应和实时行为。 Java多线程的简单性是Java成为主流服务器端开发语言的主要原因之一。
健壮性 Java是一种健壮的语言，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）。Java程序不可能造成计算机崩溃。即使Java程序也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事，程序也不会崩溃，而是把该异常抛出，再通过异常处理机制加以处理。
1.6 Java应用程序的运行机制
计算机高级语言的类型主要有编译型和解释型两种，而Java语言是两种类型的结合。
Java首先利用文本编辑器编写 Java源程序，源文件的后缀名为.java；再利用编译器（javac）将源程序编译成字节码文件，字节码文件的后缀名为.class； 最后利用虚拟机（解释器，java）解释执行。
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1.7 JVM、JRE和JDK
JVM（Java Virtual Machine）：Java虚拟机 JVM（Java Virtual Machine）就是一个虚拟的用于执行bytecode字节码的”虚拟计算机”。他也定义了指令集、寄存器集、结构栈、垃圾收集堆、内存区域。JVM负责将Java字节码解释运行，边解释边运行，这样，速度就会受到一定的影响。 不同的操作系统有不同的虚拟机。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，随处运行”。 Java虚拟机是实现跨平台的核心机制。如图所示。
 
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JRE（Java Runtime Environment）：Java运行环境，包含了JVM和Java的核心类库（Java API）
JDK（Java Development Kit）：包含JRE，以及增加编译器和调试器等用于程序开发的文件。
JDK、JRE和JVM的关系如图所示。
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总结：
如果只是要运行Java程序，只需要JRE就可以。JRE通常非常小，其中包含了JVM。
如果要开发Java程序，就需要安装JDK。
2. 开发环境准备
2.1 JDK的下载和安装
最安全的也是最可靠的是通过官方网站获取JDK，但是官网的下载速度以及目前需要Oracle账号才能下载JDK，我们可以通过国内的镜像下载，或者其他开发者的下载链接。
华为JDK镜像
​https://mirrors.huaweicloud.com/java/jdk/​
注意：针对不同的操作系统，需要下载对应版本的JDK。如果无法确定Windows版本，可以右键此电脑点击“属性”，即可查看系统信息。 1. 32位操作系统只能安装32位JDK； 2. 64位操作系统可安装32位JDK，也可以安装64位JDK。
2.2 安装JDK
Windows版JDK安装，基本是傻瓜式安装，直接下一步即可。默认的安装路径是在C:\\Program Files\\下，为方便统一管理，最好修改下安装路径，将与开发相关的软件都安装到一个文件夹下，例如E:\\develop\\。注意，安装路径不要包含中文或者空格等特殊字符（使用纯英文目录）。
小知识：8 Update 121表示Jdk8更新了121次后的版本
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我们再进入JDK的安装目录，可以看到如下的结构：
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名称
说明
bin
该路径下存放了JDK的各种工具命令，即一些可执行的二进制文件。javac和java就放在这个目录。
include
该路径下存放了一些平台特定的头文件。
lib
该路径下存放了JDK工具的一些补充JAR包。
src.zip
JDK相关JAVA类的源代码。
2.3 环境变量Path的配置
环境变量是在操作系统中一个具有特定名字的对象， 它包含了一个或者多个应用程序所将使用到的信息。
Path是一个常见的环境变量，它告诉操作系统，当要求系统运行一个程序而没有告诉它程序所在的完整路径时，系统除了在当前目录下寻找此程序外，还应到哪些目录下寻找。
设置Path环境变量的步骤如下
1.右键此电脑——>属性——>高级系统设置。
2.单击环境变量按钮，进入环境变量操作主界面 
3.单击新建按钮，新建JAVA_HOME变量（用于说明JDK的安装目录） 
4.修改系统环境变量Path，添加%JAVA_HOME%\bin 
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2.4 测试JDK安装成功
Windows + R，输入cmd进入命令行窗口
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输入java -version以及javac -version查看是否安装成功
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3. 开发第一个Java程序
3.1 HelloWorld案例编写并执行
开发Java程序，需要三个步骤：编写程序，编译程序，运行程序。
使用记事本，编写代码
1.新建文本文档文件，修改名称为HelloWorld.java。
2.用记事本打开HelloWorld.java文件，输写程序内容。
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public class HelloWorld {
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    public static void main(String[] args) {
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        System.out.println("Hello World");
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    }
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}
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注意：代码中的引号、分号必须为英文引号和分号，不能是中文全角的引号和分号；注意大小写。
编译和运行
打开命令行窗口，进入Java文件所在目录；执行命令：javac HelloWorld.java，生成class文件。
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3.2 HelloWorld案例常见问题
3.2.1 BUG
在电脑系统或程序中，隐藏着的一些未被发现的缺陷或问题统称为bug（漏洞）。
3.2.2 BUG的解决
1.具备识别BUG的能力：多看
2.具备分析BUG的能力：多思考，多查资料
3.具备解决BUG的能力：多尝试，多总结
3.2.3 HelloWorld案例常见问题
1.非法字符问题。Java中的符号都是英文格式的。
2.大小写问题。Java语言对大小写敏感（区分大小写）。
3.在系统中显示文件的扩展名，避免出现HelloWorld.java.txt文件。
4.编译命令后的java文件名需要带文件后缀.java
5.运行命令后的class文件名（类名）不带文件后缀.class
3.2.4 第一个Java程序的总结和提升
1.Java对大小写敏感，如果出现了大小写拼写错误，程序无法运行。
2.关键字 public 被称作访问修饰符(access modifier)，用于控制程序的其它部分对这段代码的访问级别。
3.关键字 class 的意思是类。Java是面向对象的语言，所有代码必须位于类里面。
4.一个源文件中至多只能声明一个public的类，其它类的个数不限，如果源文件中包含一个public 类，源文件名必须和其中定义的public的类名相同，且以“.java”为扩展名。
5.一个源文件可以包含多个类class。
6.正确编译后的源文件，会得到相应的字节码文件，编译器为每个类生成独立的字节码文件，且将字节码文件自动命名为类的名字且以“.class”为扩展名。
7.main方法是Java应用程序的入口方法，它有固定的书写格式：public static void main(String[] args) {…}
8.在Java中，用花括号划分程序的各个部分，任何方法的代码都必须以“{”开始，以“}”结束， 由于编译器忽略空格，所以花括号风格不受限制。
9.Java中每个语句必须以分号结束，回车不是语句的结束标志，所以一个语句可以跨多行。