第一节：java语言概述

一、java简介[了解]

1.java概述

1.1java是什么?

学习之前需要了解,java是什么。java是sun公司推出的面向对象程序设计语言，特别适用于Interent应用程序开发,它的最大特点就是“一次编译，到处运行”,并且能够在各种操作系统上运行,例如:windows,linux等。

1.2java名称的由来

Java是印度尼西亚爪哇岛的英文名称，因盛产咖啡而闻名。Java语言中的许多库类名称，多与咖啡有关，如JavaBeans(咖啡豆)、NetBeans(网络豆)以及ObjectBeans (对象豆)等等。SUN和JAVA的标识也正是一杯正冒着热气的咖啡。Java自1995诞生，至今已经20多年的历史。

1.3为什么学习java?

java可以说是无处不在，其市场占有率也在不断攀升。他已经吸收了全球最大的开发者队伍---500W+开发者这是全球最大最具活力的开发团队。

目前采用java的设备已经超过45亿，其中报告8亿台个人计算机、15亿部移动电话及其其他手持设备、22亿智能卡，以及机顶盒、打印机、网络照相机、游戏、汽车导航系统、**终端、医疗设备、收费站等。

以下是最新的编程语言排行榜：
2019年03月编程语言排行榜TOP 10 榜单
https://hellogithub.com/report/tiobe/?url=/

排名	编程语言	流行度	对比上月	年度明星语言
1	Java	14.880%	0.996%	2015, 2005
2	C	13.305%	0.881%	2017, 2008
3	Python	8.262%	0.688%	2010, 2007, 2018
4	C++	8.126%	0.682%	2003
5	Visual Basic .NET	6.429%	0.666%
6	C#	3.267%	0.421%
7	JavaScript	2.426%	0.422%	2014
8	PHP	2.420%	0.149%	2004
9	SQL	1.926%	0.026%
10	Objective-C	1.681%	0.234%	2012, 2011

2.java发展史

java.png

1995年5月23日，Java语言诞生
1996年1月，第一个JDK-JDK1.0诞生
1996年4月，10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入JAVA技术
1996年9月，约8.3万个网页应用了JAVA技术来制作
1997年2月18日，JDK1.1发布
1997年4月2日，JavaOne会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议规模之纪录
1997年9月，JavaDeveloperConnection社区成员超过十万
1998年2月，JDK1.1被下载超过2,000,000次
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）
2000年5月8日，JDK1.3发布
2000年5月29日，JDK1.4发布
2001年6月5日，NOKIA宣布，到2003年将出售1亿部支持Java的手机
2001年9月24日，J2EE1.3发布
2002年2月26日，J2SE1.4发布，自此Java的计算能力有了大幅提升
2004年9月30日18:00PM，J2SE1.5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，J2SE1.5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的各种版本已经更名，以取消其中的数字“2”：J2EE更名为Java EE，J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME
2006年12月，SUN公司发布JRE6.0
2009年4月20日，Oracle以74亿美元收购Sun公司，取得了java的版权。
2009年12月，SUN公司发布Java EE 6
2010年11月，由于Oracle公司对于Java社群的不友善，因此Apache扬言将退出JCP
java之父James Gosling 加盟google
2011年7月28日，Oracle公司发布Java SE 7
2014年3月18日，Oracle公司发表Java SE 8
2017年9月21日，Oracle公司发表Java SE 9
2018年3月21日，Oracle公司发表Java SE 10
2018年9月25日，Java SE 11发布

3.Java语言特点

Sun公司在1995年推出java时，发布了一个java白皮书，并这样定义java语言：java是一种简单的（Simple）、面向对象（Object-Oriented）、分布式的（Distributed）、解释的（Interpreted）、健壮的（Robust）、安全的（Secure）、结构中立的（Architecture-neutral）、可移植的（Portable）、高性能的（High-Performance）、多线程的（Multi-Threaded）、动态的（Dynamic）的语言。

通过这11个词语来概括java语言的特性，下面来看下每个词语所代表的含义。
1.简单的（Simple）
风格和C++很像，基本语法和C很像，但是摒弃了C++容易引发错误的地方，如指针、内存管理、头文件等。提供了丰富的类库。
2.面向对象（Object-Oriented）
简单的来说，面向对象设计就是一种程序设计技术。它将重点放在了数据（也就是对象）和对象的接口上。
3.分布式的（Distributed）
Java是针对Internet的分布式环境而设计的，所以它包含了一个支持HTTP和FTP等基于TCP/IP协议的子库，它能处理TCP/IP协议。Java应用程序可以凭借URL打开并访问网络上的对象。实际上使用URL访问资源与访问文件没有什么太大的区别。
4.解释的（Interpreted）
Java解释器可以在任何移植了解释器的机器上Java字节码。现在使用即时编译器将字节码翻译成机器码。
5.健壮的（Robust）
Java是强制类型的语言，它不仅在运行时检查代码，还在编译时就检查代码，消除有出错倾向的状态。Java自己操纵内存，减少了内存出错的可能性。（垃圾回收功能）实现了真数组，避免了覆盖数据的可能。
6.安全性（Secure）
指针和释放内存等C++功能被删除，避免了非法内存操作。当Java用来创建浏览器时，语言功能和一些浏览器本身提供的功能结合起来，使它更安全。
7.结构中立的（Architecture-neutral）
编译器生成一个体系结构中立的高层次的与机器无关的byte-code格式语言，被设计在Java虚拟机上运行。这是一种编译过的代码，只要有Java运行时系统，就可以在许多处理机上运行。解释字节码会比全速运行机器指令慢很多，但是虚拟机有一个选项，可以将使用最频繁的字节码序列翻译成机器码，这一过程被称为及时翻译。
8.可移植的（Portable）
Java定义了独立于平台的基本数据类型及其运算，消除了代码移植时让人头痛的主要问题。二进制数据以固定的格式进行存储和传输，消除了字节顺序的困扰。
9.高性能的（High-Performance）
Java通过使用及时编译器，可以很容易的将字节码转换为运行这个应用程序的特定CPU的机器码。
10.多线程的（Multi-Threaded）
多线程可以提供更好的交互性能和实时控制性能。Java的设计目标之一是满足对创建交互式、网络化程序的现实需求。只需要考虑程序的特定行为，而不需要考虑多任务子系统。
11.动态的（Dynamic）
Java的动态性是其面向对象设计方法的拓展，它允许程序动态地装入运行过程中所需要的类。

其中可以简单的概括为以下三个重要的特点:

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
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。
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。

4.java语言的构成

所谓java的构成，就是值java运行环境的组成，从核心到外围包括 JIT、JVM、JRE、JDK，四种区别如下：

JDK:是Java Develop ToolKit的缩写，它里面有很多java所编写的开发工具(如:javac.exe、jar.exe),还包括了一个jre的调试环境。
JRE:是Java Runtime Environment的缩写，是java运行的基础，
它提供了java运行的API,Java程序必须有JRE才能正常运行。
JVM:是Java Vitual Machine的缩写，它是java运行的虚拟机环境.
JIT:是Java In Time的缩写，即java即时编译器，是JVM的一部分，属于内核部分。

其中的JVM是java运行的虚拟机环境，它是Java运行环境的重要一环

jvm.png

二、java快速入门[重点]

2.1.基础常识

人机交互方式：

图形化界面(GraphicalUser 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。

常用的DOS命令:

常用的DOS命令

dir（directory） :    列出当前目录下的文件以及文件夹
md（make directory） :   创建目录
rd（remove  directory） :     删除目录
cd（change directory）:    进入指定目录
cd.. :  退回到上一级目录
cd \:    退回到根目录
exit :   退出 dos 命令行

2.2什么是计算机语言

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（编程语言）：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等。

步骤(记事本):
1.安装java运行环境(JDK)
2.编写源代码
3.编译源代码 javac
4.运行编译后的class文件 java

2.3编写第一个 Java应用程序

实现步骤：

1.什么是JDK, JRE
2.下载及安装 JDK
3.编写第一个 Java 应用程序
      a.显示已知文件类型的扩展名
      b.配置环境变量 path
      c.main 方法和输出语句
      d.注释
      e.其它细节

2.3.1 什么是JDK, JRE

简单而言，使用 JDK 的提供的开发工具完成 java 程序的开发，使用 JRE 运行开发好的 Java 应用程序。
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
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。
JDK包含了JRE,JRE包含了JVM.

2.3.2 下载及安装 JDK

下载： 官方网址：
https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html、

jdk下载

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特殊符号如空格等。
- 当提示安装 JRE 时，可以选择不安装。
默认安装路径: C:\Program Files\Java

2.3.3配置环境变量:

第一步:打开-计算机-属性-高级系统设置-环境变量-系统变量
第二步:进行配置（JAVA_HOME,PATH,CLASSPATH）

a.JAVA_HOME:另似给jdk全路径取一个别名。然后使用的时候直接使用别名
b.PATH:通过PATH,在DOS命令行找到对应的命令。java javac
c.CLASSPATH:JDK1.5之后，可以选择性安装，建议安装。最前面一定要配置一个.(点)
参考配置如下:

JAVA_HOME = C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_73
PATH = %JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;
CLASSPATH = .;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;

2.3.4 显示已知文件的扩展名

查看本地地方文件夹

2.3.5编写源代码

1.创建文本文件修改后缀为.java；例如:HelloWrold.java
2.文件名必须和源代码中的class类名保持一致

//HelloWorld由于被public 修饰，所有必须和文件名保持一致
public class HelloWorld{
//程序的入口
 public static void main(String[] args){
 //打印信息到控制台
 System.out.println("hello bj1901.....");
 }
}

3.具体细节如下:

main的方法：
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) {...}
如果没有 main 方法则在运行时会抛出如下异常
java.lang.NoSuchMethodError:main】
想要和JVM来个互动，只要在main方法中加入一句System.out.println(“Hello World”);
一个 Java 源文件中最多只能有一个 public 类。其它类的个数不限，
如果源文件文件包含一个 public 类，它必须是该类名命名。
Java 语言严格区分大小写。
Java方法由一条条语句构成，每个语句以分号结束。

4.java注释

注释：用于解释说明程序的文字、提高了代码的阅读性
Java中的注释类型：
- 单行注释
- 多行注释
- 文档注释（java 特有）
注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现

单行注释
 格式： //注释文字
多行注释
 格式：  /*  注释文字 */
对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM（java虚拟机）解释执行。多行注释里面不允许有多行注释嵌套。

2.3.6 编译

java提供了javac命令用于编译：

编译HelloWorld.java文件，编译成功会生成HelloWorld.class文件
 - javac HelloWorld.java
运行
 - java HelloWorld

4.4案例

测试案例

public class Test01{
 public static void main(String [] args){
 System.out.println("-------------------------");
 //注释：是一个制表符  tab键
 System.out.println("\t欢迎光临家乐福西乡店");
 System.out.println("机:15 \t 人:1082 \t 单:7596");
 System.out.println("\t\t\t\t\tRMB");
 System.out.println("商品号\t110 清风抽取式面纸  \t\t25.30");
 System.out.println("商品号\t111 统一方便面  \t\t12.56");
 System.out.println("-------------------------");
 System.out.println("总价\t\t\t\t\t37.86");
 System.out.println("-------------------------");
 }
}

4.5 练习

开发出如下界面:
练习1:

**********************************
 魔法饰品分发系统
     1.登录系统
     2.退出
**********************************
请选择输入数字:

练习2：

 魔法饰品分发系统
**********************************
 1.账号信息管理
 2.购物结算
 3.装备返点
 4.注销
***********************************
请选择输入数字:

三、java语言的运行机制

1.JVM(java虚拟机)
2.GC(垃圾回收器)

2.1 JVM

概念: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
java是跨平台的语言(windows,linux,mac):
怎么实现跨平台的:因为不同的操作系统（平台）拥有不同的虚拟机。

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，到处运行”。