Java基础--java入门

顾槿琛

已于 2024-12-09 13:27:12 修改

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分类专栏： Java基础文章标签： java 开发语言

于 2024-11-13 13:56:47 首次发布

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1.java常见版本

Java SE：Standard Edition
Java EE：Enterprise Edition
Java ME：Micro Edition

Java SE（Standard Edition）

Java SE，即Java平台标准版，是Java技术的核心平台。它提供了Java编程语言、Java虚拟机（JVM）以及Java核心类库和API，主要用于开发和部署桌面应用程序、服务器应用程序、命令行工具和嵌入式系统。Java SE的显著特点包括跨平台性、面向对象编程、丰富的核心类库、安全性以及图形用户界面（GUI）支持等。此外，Java SE还支持并发编程和网络编程，为开发者提供了全面的功能支持。

Java EE（Enterprise Edition）

Java EE，即Java平台企业版，主要用于开发和部署企业级应用程序。它包含了一系列核心技术，如JDBC、JNDI、EJB、RMI、Servlet、JSP等，以及一系列规范和框架，如JPA、Servlet规范、Spring等。Java EE提供了一个开放的、标准的组件体系结构，使得开发者可以构建高性能、可扩展、可维护的企业级应用程序。Java EE还支持分布式计算、Web服务、安全技术、DevOps实践以及微服务架构等，为企业级应用开发提供了全面的解决方案。

Java ME（Micro Edition）

Java ME，即Java平台微型版，是一种针对资源有限的嵌入式设备开发的Java平台。它提供了一个轻量级的运行环境，适用于移动手机、智能卡、个人数字助理（PDA）等设备。Java ME提供了一组API，使开发者能够轻松地开发适用于移动设备的应用程序。它的架构包括了配置、配置文件和可选的包，以满足不同类型设备的需求。相比于Java SE和Java EE，Java ME更加轻量级，可以运行在资源有限的设备上。

2.JDK、JRE和JVM

JDK、JRE和JVM是Java平台的核心组件，它们在Java应用程序的开发和运行过程中发挥着不同的作用。以下是关于这三者的详细介绍：

JDK（Java Development Kit）

JDK是Java开发工具包，是Sun Microsystems（现为Oracle公司的一部分）针对Java开发人员提供的产品。它是Java编程环境的核心，为开发人员提供了一个完整的开发平台。JDK包含了编写、编译、调试和运行Java程序所需的所有工具和库，具体包括：

javac：Java编译器，用于将Java源代码编译成Java字节码。
jar：打包工具，用于将相关的类文件打包成一个文件。
javadoc：文档生成器，用于从源码注释中提取文档。
其他工具：如jconsole、java、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）、native2ascii、Java调试器（jdb）等。

此外，JDK还包括完整的JRE（Java Runtime Environment，即Java运行环境）以及给开发员使用的补充库，如国际化的库、IDL库。JDK还提供了丰富的示例程序和源代码，用于演示如何使用Java API。JDK的主要特点包括跨平台性、面向对象、丰富的API以及安全性。

JRE（Java Runtime Environment）

JRE是Java运行时环境，为Java程序的运行提供了必要的环境。它包含了Java虚拟机（JVM）、核心类库和支持文件等组件。JRE的主要作用是为Java程序提供一个跨平台的运行环境，使得Java程序可以在不同的操作系统上运行而无需重新编译。JRE的组件包括：

JVM：Java虚拟机，是JRE的核心组件。它负责执行Java字节码，将字节码解释成具体平台上的机器指令执行。
核心类库：包含了各种常用的功能和API，如网络通信、文件操作、数据库连接等。开发人员可以使用这些类库来构建各种应用程序。
支持文件：如配置文件、安全策略文件等，用于配置JRE的运行环境。

JRE的跨平台性、安全性以及自动内存管理等特点，使得Java程序能够在不同的操作系统上稳定运行。

JVM（Java Virtual Machine）

JVM是Java虚拟机，是Java技术的核心组件之一。它负责运行Java程序，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现。JVM的主要作用是将Java程序编译后的字节码（Bytecode）解释成具体平台上的机器指令执行，从而实现Java程序的跨平台运行。JVM的组成部分包括：

类装载器（Class Loader）：负责将Java类加载到JVM中。类装载器有多个级别，主要负责加载Java核心类库和用户自定义类。
运行时数据区：包括方法区、堆、Java栈、程序计数器以及本地方法栈。其中，方法区用于存储类的结构信息、常量、静态变量等数据；堆是JVM中最大的一块内存区域，用于存储对象实例；Java栈是线程私有的，用于存储方法的局部变量表等信息；程序计数器用于存储每个线程下一步将要执行的JVM指令；本地方法栈为JVM使用到的Native方法服务。
执行引擎：负责执行JVM中的字节码指令，包括解释执行和即时编译（JIT）两种方式。解释执行是将字节码逐条翻译成机器码执行，而即时编译则是将一部分字节码编译成机器码后再执行，以提高执行效率。
垃圾回收器（Garbage Collector）：负责自动管理堆内存中的对象，包括对象的分配、使用和回收。垃圾回收器会定期扫描堆内存，回收不再使用的对象占用的内存空间。

JVM的广泛应用场景包括企业级应用、移动应用、云计算、大数据处理等领域。它提供了稳定、高效、安全的Java程序运行环境，为开发人员提供了丰富的API和工具。

三者关系

JDK包含JRE：JDK是完整的Java软件开发工具包，它包含了JRE以及用于开发的工具，如编译器、调试器等。
JRE包含JVM：JRE是Java程序的运行环境，它包含了JVM以及Java程序运行所需的核心类库和支持文件。

3.java的优点和缺点

Java作为一种广泛应用的编程语言，具有其独特的优点和缺点。以下是对Java优缺点的详细分析：

优点：

跨平台性：
Java语言最大的特点之一是其跨平台性，即“一次编写，到处运行”。Java程序可以在任何安装了Java虚拟机（JVM）的平台上运行，无需针对特定平台进行编译。
面向对象：
Java是一种纯面向对象的编程语言，支持类、继承、多态等面向对象特性，有助于开发可重用、可扩展和可维护的代码。
安全性：
Java提供了丰富的安全特性，如类加载器、字节码验证、安全管理器等，确保Java程序在运行时不会执行恶意代码。
自动内存管理：
Java采用垃圾回收机制，自动管理内存分配和释放，减轻了开发人员的负担，降低了内存泄漏的风险。
丰富的API：
Java提供了大量的标准库和第三方库，涵盖了网络通信、文件操作、数据库连接、图形用户界面（GUI）等各个方面，方便开发人员快速构建功能丰富的应用程序。
强大的社区支持：
Java拥有庞大的开发者社区和丰富的资源，包括教程、文档、开源项目等，有助于开发人员解决问题和提高技能。

缺点：

性能问题：
虽然Java的跨平台性和安全性带来了很多好处，但也牺牲了一定的性能。Java程序在运行时需要JVM进行字节码解释和执行，这可能导致性能下降。然而，随着JVM的不断优化和即时编译（JIT）技术的发展，Java程序的性能已经得到了显著提升。
内存占用较大：
Java程序在运行时需要占用较多的内存资源，这可能会成为在一些资源受限环境下运行Java程序的障碍。然而，随着计算机硬件的不断发展和JVM的优化，这个问题已经得到了缓解。
学习曲线较陡：
Java语言本身相对复杂，包含了较多的概念和语法规则。对于初学者来说，可能需要花费更多的时间和精力来掌握Java编程技能。然而，一旦掌握了Java的基础知识，开发人员就可以利用Java的强大功能来构建复杂的应用程序。
更新速度较慢：
Java语言的更新速度相对较慢，这可能导致一些新的编程技术和特性无法及时在Java中得到支持。然而，这也确保了Java的稳定性和可靠性，使得Java成为许多企业级应用的首选编程语言。