1.1 Java概述
1.1.1 Java概述
计算机语言(Computer Language)是人与计算机之间通信的语言,它主要由一些指令组成,这些指令包括数字、符号和语法等内容,程序员可以通过这些指令指挥计算机进行工作。计算机语言的种类非常多,总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言三大类。
机器语言都是由二进制的0和1组成的编码,不便于记忆和识别。 汇编语言采用了英文缩写的标识符,容易识别和记忆; 高级语言采用接近于人类的自然语言进行编程,进一步简化了程序编写的过程。 因此,目前编程语言大多是高级语言。
Java是一种高级计算机语言,它是由SUN公司(已被Oracle公司收购)于1995年5月推出的一种可以编写跨平台应用软件、完全面向对象的程序设计语言。Java语言简单易用、安全可靠,自问世以来,与之相关的技术和应用发展得非常快。在计算机、移动电话、家用电器等领域中,Java技术无处不在。
针对不同的开发市场,SUN公司将Java划分为三个技术平台,它们分别是JavaSE、JavaEE和JavaME。
● Java SE(Java Platform Standard Edition)标准版,是为开发普通桌面和商务应用程序提供的解决方案。JavaSE是三个平台中最核心的部分,JavaEE和JavaME都是从JavaSE的基础上发展而来的,JavaSE平台中包括了Java最核心的类库,如集合、IO、数据库连接以及网络编程等。
● Java EE(Java Platform Enterprise Edition) 企业版,是为开发企业级应用程序提供的解决方案。Java EE可以被看作一个技术平台,该平台用于开发、装配以及部署企业级应用程序,主要包括Servlet、JSP、JavaBean、JDBC、EJB、Web Service等技术。
● Java ME(Java Platform Micro Edition) 小型版,是为开发电子消费产品和嵌入式设备提供的解决方案。JavaME主要用于小型数字电子设备上软件程序的开发。例如,为家用电器增加智能化控制和联网功能,为手机增加新的游戏和通讯录管理功能。此外,Java ME还提供了HTTP等高级Internet协议,使移动电话能以Client/Server方式直接访问Internet的全部信息,提供高效率的无线交流。
1.1.2 Java语言的特点
1.简单性 Java语言是一种相对简单的编程语言,它通过提供最基本的方法完成指定的任务。程序设计者只需理解一些基本的概念,就可以用它编写出适用于各种情况的应用程序。Java丢弃了C++中很难理解的运算符重载、多重继承等概念;特别是Java语言使用引用代替指针,并提供了自动的垃圾回收机制,使程序员不必担忧内存管理。
2.面向对象 Java语言提供了类、接口和继承等原语,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语言是一个纯粹的面向对象程序设计语言。
3.安全性 Java安全可靠,例如,Java的存储分配模型可以防御恶意代码攻击。此外,Java没有指针,因此外界不能通过伪造指针指向存储器。更重要的是,Java编译器在编译程序时,不显示存储安排决策,程序员不能通过查看声明猜测出类的实际存储安排。Java程序中的存储是在运行时由Java解释程序决定。
4.跨平台性 Java通过JVM(虚拟机)以及字节码实现跨平台。Java程序由javac编译器编译成为字节码文件(.class)文件, JVM中的Java解释器会将.class文件翻译成所在平台上的机器码文件,执行对应的机器码文件就可以了。Java程序只要“一次编写,就可到处运行”。
5.支持多线程 Java语言支持多线程。所谓多线程可以简单理解为程序中多个任务可以并发执行,多线程可以在很大程度上提高程序的执行效率。 6.分布性 Java是分布式语言,既支持各种层次的网络连接,又可以通过Socket类支持可靠的流(stream)网络连接。用户可以产生分布式的客户机和服务器,在这个过程中,网络变成软件应用的分布式运载工具。
1.1.3 Java语言的发展史
Java语言是詹姆士·高斯林发明的,Java的名字来自于一种咖啡的品种名称,所以Java语言的Logo是一杯热气腾腾的咖啡。詹姆斯·高斯林等人于1990年初开发Java语言的雏形,最初被命名为Oak。随着1990年代互联网的发展,Sun公司看见Oak在互联网上应用的前景,于是改进了Oak,并于1995年5月以Java的名称正式发布。
● 1995年5月23日,Java语言诞生。 ● 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(J2SE)、企业版(J2EE)和微型版(J2ME)。 ● 2001年9月24日,J2EE 1.3发布。 ● 2002年2月26日,J2SE 1.4发布,自此Java的计算能力有了大幅提升。 ● 2004年9月30日,J2SE 1.5的发布成为Java语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性,J2 SE 1.5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的各种版本进行了更名,取消了名称中的数字“2”,J2EE更名为Java EE, ● J2SE更名为Java SE,J2ME更名为Java ME。 ● 2009年12月,SUN公司发布Java EE 6。 ● 2011年7月28日,Oracle公司发布Java SE 7。
● 2014年3月18日,Oracle公司发布Java SE 8(市场主流版本)。 ● 2017年9月21日,Oracle公司发布Java SE 9。 ● 2018年3月,Oracle公司发布Java SE10。 ● 2018年9月,Oracle公司发布Java SE11。 ● 2019年3月,Oracle公司发布Java SE12。
●2019年9月,Oracle公司发布Java SE13。
1.2 JDK的使用
SUN公司提供了一套Java开发环境,简称JDK(Java Development Kit)。JDK包括Java编译器、Java运行工具、Java文档生成工具、Java打包工具等。
1.2.1 安装JDK
1.开始安装JDK 从Oracle官网下载安装文件“jdk-8u201-windows-x64.exe”,双击文件,进入JDK 8安装界面,如右图。
2.自定义安装功能和路径 在步骤1图中,单击【下一步】按钮进入JDK自定义安装界面,如右图。
在本步骤图中,左侧有三个功能模块,每个模板具有特定功能如下: ● 开发工具:开发工具是JDK中的核心功能模块,包含一系列可执行程序,如javac.exe、java.exe等,还包含了一个专用的JRE环境。 ● 源代码:是Java提供公共API类的源代码。 ● 公共JRE:是Java程序的运行环境。由于开发工具中已经包含了一个JRE,因此没有必要再安装公共的JRE环境,此项可以不作选择。
开发人员可以根据自己的需求选择所要安装的模块,本教材选择“开发工具”模块。另外,在图中所示的界面右侧有一个【更改】按钮,单击该按钮进入更改JDK安装目录的界面,如右图。
3.完成JDK安装 在步骤2中选择安装路径之后,单击【下一步】按钮开始安装JDK。安装完毕后会进入安装完成界面,如右图。
1.2.2 JDK目录介绍
JDK安装完毕后,会在磁盘上生成一个目录,该目录被称为JDK安装目录,如下图。
(1)bin目录:该目录用于存放一些可执行程序,如javac.exe(Java编译器)、java.exe(Java运行工具)、jar.exe(打包工具)和javadoc.exe(文档生成工具)等。其中最重要的就是javac.exe和java.exe。
● javac.exe是Java编译器,它可以将编写好的Java文件编译成Java字节码文件(可执行的Java程序)。Java源文件的扩展名为.java,如HelloWorld.java。编译后生成对应的Java字节码文件,字节码文件的扩展名为.class,如HelloWorld.class。