2. 编程语言-JAVA-JDK

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#java #开发语言 #jdk #javaee #java-ee

于 2025-07-25 14:29:04 首次发布

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前言
一、JDK
- 1. 简介
- 2. 版本
二、组成
三、分类
四、环境配置
- 1.Windows环境
五、JDK主流LTS版本比较

前言

‌JDK‌

Java Development Kit 是 Java 语言的软件开发工具包。

一、JDK

1. 简介

JDK(Java Development Kit) 是 Java 语言的软件开发工具包。主要用于应用程序、移动设备、嵌入式设备上的java应用程序。JDK是整个java开发的核心，它包含了JAVA的运行环境（JVM+Java系统类库）和JAVA工具。

SE(JavaSE)，standard edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从JDK 5.0开始，改名为Java SE。
EE(JavaEE)，enterprise edition，企业版，使用这种JDK开发J2EE应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java EE。从2018年2月26日开始，J2EE改名为Jakarta EE。
ME(J2ME)，micro edition，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java ME。

没有JDK的话，无法编译Java程序（指java源码.java文件），如果想只运行Java程序（指class或jar或其它归档文件），要确保已安装相应的JRE。

2. 版本

以下是各版本的名称及发布日期：

版本	名称	发行日期
JDK 1.1.4	Sparkler（宝石）	1997-09-12
JDK 1.1.5	Pumpkin（南瓜）	1997-12-13
JDK 1.1.6	Abigail（阿比盖尔–女子名）	1998-04-24
JDK 1.1.7	Brutus（布鲁图–古罗马政治家和将军）	1998-09-28
JDK 1.1.8	Chelsea（切尔西–城市名）	1999-04-08
J2SE 1.2	Playground（运动场）	1998-12-04
J2SE 1.2.1	none（无）	1999-03-30
J2SE 1.2.2	Cricket（蟋蟀）	1999-07-08
J2SE 1.3	Kestrel（美洲红隼）	2000-05-08
J2SE 1.3.1	Ladybird（瓢虫）	2001-05-17
J2SE 1.4.0	Merlin（灰背隼）	2002-02-13
J2SE 1.4.1	grasshopper（蚱蜢）	2002-09-16
J2SE 1.4.2	Mantis（螳螂）	2003-06-26
J2SE 5.0	-	2004-09
Java SE 5.0 (1.5.0)	Tiger（老虎）	2004-09-30
Java SE 6.0 (1.6.0)	Mustang（野马）	2006-04
Java SE 7.0 (1.7.0)	Dolphin（海豚）	2011-07-28
Java SE 8.0 (1.8.0)	Spider（蜘蛛）	2014-03-18（LTS）
Java SE 9	-	2017-09-21
Java SE 10	-	2018-03-14
Java SE 11	-	2018-09-26（LTS）
Java SE 12	-	2019-03-20
Java SE 13	-	2019-09-17
Java SE 14	-	2020-03-17
Java SE 15	-	2020-09
Java SE 16	-	2021-03
Java SE 17	-	2021-09（LTS）
Java SE 18	-	2022-03-22
Java SE 19	-	2022-09-20
Java SE 20	-	2023-03-21
Java SE 21	-	2023-09-19（LTS）
Java SE 22	-	2024-03-19
Java SE 23	-	2024-09-17
Java SE 24	-	2025-03-18
Java SE 25	-	预计2025-09（LTS）

二、组成

JDK包含的基本组件包括：

javac：源程序编译器，将Java源代码转换成字节码。
java： Java解释器，直接从字节码文件，又称为类文件。执行Java应用程序的字节代码，即，运行编译后的java程序（.class后缀的）
jar：java应用程序打包工具，可将多个类文件打包成单个JAR归档文件。
javadoc：Java API文档生成器，从Java源程序代码注释中提取文档，生成API文档HTML页。
jdb：Java Debugger，Java官方提供的命令行调试工具，它允许开发者通过命令行界面与Java程序进行交互，进行断点设置、单步执行、变量查看等调试操作。
applet viewer：Java applet(小程序)浏览器，一种执行HTML文件上的Java小程序的Java浏览器。applet viewer命令可在脱离万维网浏览器环境的情况下运applet。
jps：查看Java虚拟机进程列表。
Javah：产生可以调用Java过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。
Javap：Java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。
Jconsole：Java进行系统调试和监控的工具。
jdk结构图

三、分类

java.lang：这个是系统的基础类，比如String等都是这里面的，这个包是一个可以不用引入(import)就可以使用的包。
java.io：这里面是所有输入输出有关的类，比如文件操作等。
java.nio：为了完善io包中的功能，提高io包中性能而写的一个新包，例如NIO非堵塞应用
java.net：这里面是与网络有关的类，比如URL，URLConnection等。
java.util：这个是系统辅助类，特别是集合类Collection，List，Map等。
java.sql：这个是数据库操作的类，Connection， Statement，ResultSet等。
javax.servlet：这个是JSP，Servlet等使用到的类。

四、环境配置

1.Windows环境

‌java运行环境安装与测试及HelloWorld的实现。‌

下载j2sdk 1.6.0_21或更高版本 (http://java.sun .com，建议同时下载其Java Documentation，这是Java帮助文档)。
运行刚刚下载的安装程序进行正式安装（以下假设安装于c:\jdk1.6.0_21\，建议安装路径不要有空格，不宜安装在\Program Files目录下)。
设置运行环境参数：
系统变量->新建->变量名：JAVA_HOME 变量值：JDK安装目录
系统变量->新建->变量名：CLASSPATH 变量值：.;%JAVA_HOME%\lib
系统变量->编辑->变量名：Path 在变量值的最前面加上：%JAVA_HOME%\bin;
（CLASSPATH中有一英文句号“.”后跟一个分号，表示当前路径的意思）
（使用命令行的方法设置环境变量，只会对当前窗口生效）
（改Path变量时，不是删除原有的值而是添加新的路径）
使用文本编辑器（比如:edit .com/记事本/UltraEdit/EditPlus）编写如下代码，并保存为文件：HelloWorld.java（必须大小写正确！假设为c:\test\HelloWorld.java）

/* HelloWorld.java */
public class HelloWorld
{
	public static void main(String[] argv)
	{
		System.out.println("Hello,World!");
	}
}

开启一个命令提示符窗口，跳转到HelloWorld.java所在的目录中

c:\>cd \test

编译HelloWorld.java为HelloWorld.class

c:\test>javac HelloWorld.java

运行HelloWorld.class

c:\test>java HelloWorld
Hello,World!

其中，步骤5~7可以简化成批处理，这样可以不用切换路径，方法如下：
在java源文件所在文件夹建立一个记事本文档，输入以下3行代码

javac HelloWorld.java
java HelloWorld
@pause

将其保存为"Java运行批处理.bat"
然后双击这个批处理文件，将出现cmd窗口下的编译运行结果，结果如下：

C:\test>javac HelloWorld.java
C:\test>java HelloWorld
Hello,World!
请按任意键继续. . .

五、JDK主流LTS版本比较

1.概述

JDK 是 Java 开发的核心，每个版本的更新都带来了新的特性和优化，下面总结 JDK 8、17 与 21 的关键特性与区别。通过深入了解 JDK 版本演进，为实际开发提供指导！

从 JDK 8 的函数式编程到 JDK 17 的长期支持（LTS），再到 JDK 21 的最新性能优化，选择适合的 JDK 版本是开发者必须掌握的技能。

每个版本的主要特性与亮点 🚀
它们的核心区别与技术优化方向
不同应用场景下的版本选择建议

2. JDK 版本特性解析

2.1 JDK 8：开启函数式编程新时代

发布日期：2014 年 3 月
使用比例：约30-35%（存量最大，但持续下降）
特点：
- 最后支持Applet和Java Web Start的版本
- 默认GC为Parallel/CMS，性能稳定但延迟较高
- 缺乏现代语法特性（如Lambda、Stream API需额外适配）
特性举例：
- Lambda 表达式：支持函数式编程，简化代码。

Runnable r = () -> System.out.println("Hello Lambda!");
r.run();

适用场景：需要简化代码逻辑、提高开发效率的场景。

Stream API：引入流式处理数据的强大工具。

List<String> items = Arrays.asList("a", "b", "c");
items.stream().filter(s -> s.equals("b")).forEach(System.out::println);

适用场景：数据处理和集合操作。

默认方法（Default Methods）：接口中可定义默认实现。
新日期和时间 API：解决传统日期类的痛点。

LocalDate date = LocalDate.now();
System.out.println(date);

2.2 JDK11：长期支持版本的过渡

发布日期：2018 年 9 月
使用比例：约45-50%（企业升级首选过渡版本）
关键改进：
- 模块化系统（JPMS）、内置HTTP Client API
- ZGC（实验性低延迟GC）、TLS 1.3支持
- 移除Java EE和CORBA模块

2.3 JDK 17：长期支持版本的强大升级

发布日期：2021 年 9 月
使用比例：快速增长中（约15-20%）
核心特性：
- 密封类（Sealed Classes）、文本块（Text Blocks）
- 增强模式匹配（instanceof优化）
- ZGC正式生产可用，容器支持优化
生态兼容：Spring Boot 3.x最低要求版本
特性举例：
- Sealed Classes：限制继承的类，增强安全性。

public sealed class Shape permits Circle, Rectangle {}
public final class Circle extends Shape {}
public final class Rectangle extends Shape {}

Pattern Matching for Switch：简化多分支逻辑。

switch (obj) {
    case Integer i -> System.out.println("Integer: " + i);
    case String s -> System.out.println("String: " + s);
}

Text Blocks：支持多行文本，提升代码可读性。

String json = """
{
    "name": "cat",
    "type": "feline"
}
""";

增强的 Garbage Collection（GC）：默认使用 G1 GC 提升性能。

2.4 JDK 21：性能与并发的全面优化

发布日期：2023 年 9 月
定位：最新LTS版本（2023年发布）
革命性特性：
- 虚拟线程（Virtual Threads）：轻量级并发模型，提升高并发吞吐量
- 分代ZGC：进一步降低GC停顿时间
- Record模式匹配、序列化集合优化
特性细节：
- 虚拟线程（Virtual Threads）：提升高并发性能。

ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
executor.submit(() -> System.out.println("Hello Virtual Thread"));
executor.shutdown();

Structured Concurrency：简化并发任务的管理。
String Templates (Preview)：动态字符串生成。

String name = "猫头虎";
String message = STR."Hello, \{name}!";

GC 性能进一步优化：ZGC 和 G1 GC 的性能显著提升。

3. 版本对比表

各版本特性对比

特性	JDK 8	JDK 17	JDK 21
函数式编程支持	✅	✅	✅
并发性能	一般	提升	极大优化
新语法特性	基本支持	增强	全面优化
适用场景	基础开发	企业级应用	高性能高并发场景

特性	JDK8	JDK11	JDK17	JDK21
LTS支持截止	2030	2026	2029	2031
虚拟线程	❌	❌	❌	✅正式
ZGC低延迟GC	❌	⚠️实验性	✅生产可用	✅分代优化
HTTP	Client	第三方库	✅内置	✅增强
容器支持	基础	改进	优化	✅最佳实践
模式匹配	❌	❌	✅instanceof	✅switch

根据场景选型

场景	推荐版本	核心理由
旧系统升级	JDK11→17	先过渡至JDK11验证兼容性，再升级至JDK17
新企业级项目	JDK17	成熟稳定、广泛框架兼容（Spring6+）、支持至2029年
云原生/高并发应用	JDK21	虚拟线程显著提升并发性能，分代ZGC优化延迟，支持至2031年
短期/实验性项目	最新非LTS	如JDK22，快速尝试新特性（注：非LTS仅支持6个月）

旧系统 → 尽快脱离JDK 8，经JDK 11过渡至JDK 17
保守选型 → JDK 17（平衡稳定与现代化特性）
激进创新 → JDK 21（虚拟线程+分代ZGC重塑性能标杆）
新项目务必选择LTS版本，避免陷入半年一次的非LTS升级陷阱。

4. 适用场景建议

JDK 8 适用场景

适用人群：初学者、维护旧项目的开发者。
使用建议：适合需要兼容性强且稳定的应用场景。

JDK 17 适用场景

适用人群：寻求长期支持和新特性的开发者。
使用建议：适合企业级应用开发，兼顾性能与功能。

JDK 21 适用场景

适用人群：追求高并发和最新技术的开发者。
使用建议：适合性能敏感场景，如微服务和高并发任务处理。

总结

JDK 的迭代速度越来越快，从函数式编程到并发性能优化，每个版本都在推动 Java 技术的前进。开发者需要根据实际项目需求，灵活选择版本，既保证稳定性，又追求最新技术的优势。

未来趋势：

虚拟线程普及：JDK 21的虚拟线程将重塑Java高并发编程范式
- 云原生优化：容器资源感知、轻量化进程持续增强（如Project Leyden）
- 下一代特性：
* Valhalla（值类型）：提升内存效率
* Panama（本地内存API）：优化与非Java代码交互

5. 升级注意事项

兼容性验证：

使用jdeprscan检测废弃API依赖
重点检查第三方库（如Netty、Guava）的版本兼容性

性能监控：

升级后需关注GC日志（如ZGC/Shenandoah行为）和线程池变化

发行版选择：

生产环境推荐OpenJDK发行版（如Eclipse Temurin、Microsoft Build of OpenJDK），避免Oracle JDK商业授权问题

6. GC

对于JDK 8，默认的垃圾收集器（GC）是Parallel GC（也称为Throughput GC），它在大多数情况下表现良好，特别是在需要高吞吐量的应用场景中。Parallel GC使用多个线程来减少垃圾收集时的停顿时间，从而提高应用程序的整体吞吐量。

在JDK 11中，默认的垃圾收集器仍然是Parallel GC，但是JDK 11引入了几个新的垃圾收集器选项，包括：

Garbage-First (G1) GC - 一种低延迟的垃圾收集器，适用于具有大量内存和大容量堆的应用程序。它旨在减少垃圾收集停顿时间，提高应用的响应性和吞吐量。
Z Garbage Collector (ZGC) - 一种可伸缩、低延迟的垃圾收集器，适用于大内存应用。ZGC旨在在几毫秒内完成垃圾收集，并且可以动态调整堆大小。
Shenandoah GC - 另一种低延迟的垃圾收集器，适用于大内存应用。它通过移动对象而不是复制它们来减少停顿时间。

选择合适的GC

选择合适的垃圾收集器取决于应用需求：

吞吐量：如果你的应用需要高吞吐量，Parallel GC是一个不错的选择。
低延迟：对于需要快速响应的应用（如实时系统或Web应用），G1, ZGC, 或 Shenandoah可能是更好的选择。
大内存应用：对于大内存应用，ZGC和Garbage-First GC提供了更好的性能。

通过Java虚拟机（JVM）的启动参数来指定使用特定的垃圾收集器.
例如：

-XX:+UseG1GC  # 使用G1垃圾收集器
-XX:+UseZGC   # 使用ZGC垃圾收集器

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参考知识
JDK 8、17与21特性总结：版本特性、区别与适用场景对比
 JDK主流版本及推荐版本