第1章、Java语言概述

Java基础是学习JavaEE、大数据、Android开发的基石！

举例：Spring – Rest(Spring MVC)

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举例：Spark – Spark Streaming

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举例：Android

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Java基础知识图解

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基础课程概述

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基础课程体系

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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(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"

（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

注意：文件夹里面有文件 rd 不好使 可以先 del 该文件夹（清空文件夹里面的文件） 然后再 rd

​ 但是文件夹里面包含文件夹 只能用递归一个一个删除了

（4）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

（1）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。

（2）计算机语言发展

第一代：机器语言。指令以二进制代码形式存在。

第二代：汇编语言。使用助记符表示一条机器指令。

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第三代：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…

（3）各个语言的市场需求

https://www.tiobe.com/tiobe-index/

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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

（1）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J2EE

1999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 -> JavaME

2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元

2011年，发布JDK 7.0

2014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18.3

2018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9

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（2）java技术体系平台
Java SE(Java Standard Edition)标准版
支持面向桌面级应用（如Windows下的应用程序）的Java平台，提供了完整的Java核心API，此版本以前称为J2SE
Java EE(Java Enterprise Edition)企业版
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。版本以前称为J2EE
Java ME(Java Micro Edition)小型版
支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA）上的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持，此版本以前称为J2ME
Java Card
支持一些Java小程序（Applets）运行在小内存设备（如智能卡）上的平台

（3）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。

（4）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。

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​ 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(GenericProgramming)、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱。

（4）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（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

（1）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。Writeonce , 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。
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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。

（2）Java两种核心机制

Java虚拟机 (Java Virtal Machine)

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  • 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”

垃圾收集机制 (Garbage Collection)

  • 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语言环境的搭建

（1）什么是JDK，JRE

JDK(Java Development Kit Java开发工具包)

  • JDK是提供给Java开发人员使用的，其中包含了java的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了。
    • 其中的开发工具：编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等

JRE(Java Runtime Environment Java运行环境)

  • 包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)和Java程序所需的核心类库等，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。

  • 简单而言，使用JDK的开发工具完成的java程序，交给JRE去运行

（2）JDK、JRE、JVM的关系

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• JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）
• JRE = JVM + Java SE标准类库

（3）下载并安装JDK

  • 官方网址：

    • https://www.oracle.com/

    • java.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。

  • 配置环境变量

    • 在dos命令行中敲入javac，出现错误提示：
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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。

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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。

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配置完path环境变量以后的验证

Microsoft Windows [版本 10.0.19045.2006]
(c) Microsoft Corporation。保留所有权利。

C:\Users\Administrator>java -version
java version "1.8.0_291"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_291-b10)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.291-b10, mixed mode)

6、开发体验-Hello Word

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  1. 将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的文件中。

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

  2. 通过 javac 命令对该 java 文件进行编译。

    C:\Users\Administrator\Desktop>javac HelloWord.java

    • 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HelloWord.class文件，该文件称为字节码文件，也是可以执行的java的程序

  3. 通过 java 命令对生成的 class 文件进行运行。

    C:\Users\Administrator\Desktop>java HelloWord
Hello Word !
    • 通过运行工具java.exe对字节码文件进行执行。
    • 因为一个程序的执行需要一个起始点或者入口，所以在HelloWord类中的加入 public static void main(String[] args){ }
    • 想要和JVM来个互动，只要在main方法中加入一句System.out.println(“Hello World");

7、常见问题及解决方法

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  • 源文件名不存在或者写错
  • 当前路径错误
  • 后缀名隐藏问题

（2）image-20221110114336320

  • 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。

（3）image-20221110114419180

  • 声明为public的类应与文件名一致，否知编译失败

（4）image-20221110114455304

  • 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

（1）Java中的注释类型

  • 单行注释

  • 多行注释

  • 文档注释 (java特有)

package com.notes._1基础语法;

/**
 *文档注释
 * @author huxingfxin
 * @version 1.0
 * 这是我的第一个java程序！
 */
public class _2注释 {
    /*
    多行注释：
    如下的main方法是程序的入口！
    main的格式是固定的！
    */
    public static void main(String[] args) {
        //单行注释：如下的语句表示输出到控制台
        System.out.println("Hello Word !");
    }
}

（2）单行注释和多行注释的作用：
① 对所写的程序进行解释说明，增强可读性。方便自己，方便别人
② 调试所写的代码

（3）文档注释的使用：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。

javadoc -encoding UTF-8 -d mydoc -version -author  _2注释.java

C:\Users\Administrator\Desktop>javadoc -encoding UTF-8 -d mydoc -version -author  _2注释.java
正在加载源文件_2注释.java...
正在构造 Javadoc 信息...
标准 Doclet 版本 1.8.0_291
正在构建所有程序包和类的树...
正在生成mydoc\com\notes\_1基础语法\_2注释.html...
正在生成mydoc\com\notes\_1基础语法\package-frame.html...
正在生成mydoc\com\notes\_1基础语法\package-summary.html...
正在生成mydoc\com\notes\_1基础语法\package-tree.html...
正在生成mydoc\constant-values.html...
正在构建所有程序包和类的索引...
正在生成mydoc\overview-tree.html...
正在生成mydoc\index-all.html...
正在生成mydoc\deprecated-list.html...
正在构建所有类的索引...
正在生成mydoc\allclasses-frame.html...
正在生成mydoc\allclasses-noframe.html...
正在生成mydoc\index.html...
正在生成mydoc\help-doc.html...

（4）特点：单行注释和多行注释，注释了的内容不参与编译，不会被JVM（java虚拟机）解释执行。

​ 换句话说，编译以后生成的.class结尾的字节码文件中不包含注释掉的信息

（5）多行注释不可以嵌套使用

（6）注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。

（7）将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现

9、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。

10、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.html Additional Resources-Java SE 8 Documentation下载。
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11、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

行尾风格

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

次行风格

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

12、常用的Java开发工具

文本编辑工具：

  • 记事本

    • UltraEdit

    • EditPlus

    • TextPad

    • NotePad

  • Java集成开发环境（IDE)：

    • JBuilder

    • NetBeans

    • Eclipse

    • MyEclipse

    • IntelliJ IDEA

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

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https://netbeans.org/features/index.html

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https://eclipse.org/

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http://www.myeclipsecn.com/

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

13、知识回顾

● JDK,JRE,JVM的关系。

● 环境变量path配置及其作用。

● Java程序的编写、编译、运行步骤：

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● Java程序编写的规则。

● 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。

posted @ 2022-11-10 21:04  huxingxin  阅读(123)  评论(0)  编辑  收藏  举报