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外观

概述 ​

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1.1 Java简介 ​

Java是一种广泛使用的计算机编程语言，拥有跨平台、面向对象、泛型编程的特性，广泛应用于企业级Web应用开发和移动应用开发。

任职于Sun微系统的詹姆斯·高斯林等人于1990年代初开发Java语言的雏形，最初被命名为Oak，目标设置在家用电器等小型系统的编程语言，应用在电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通信。由于这些智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun微系统放弃了该项计划。随着1990年代互联网的发展，Sun微系统看见Oak在互联网上应用的前景，于是改造了Oak，于1995年5月以Java的名称正式发布。Java伴随着互联网的迅猛发展而发展，逐渐成为重要的网络编程语言。

Java编程语言的风格十分接近C++语言。继承了C++语言面向对象技术的核心，舍弃了容易引起错误的指针，以引用取代；移除了C++中的运算符重载和多重继承特性，用接口取代；增加垃圾回收器功能。在Java SE 1.5版本中引入了泛型编程、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱特性。Sun微系统对Java语言的解释是：“Java编程语言是个简单、面向对象、分布式、解释性、健壮、安全、与系统无关、可移植、高性能、多线程和动态的语言”。

Java不同于一般的编译语言或解释型语言。它首先将源代码编译成字节码，再依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码，从而具有“一次编写，到处运行”的跨平台特性。在早期JVM中，这在一定程度上降低了Java程序的运行效率。但在J2SE1.4.2发布后，Java的执行速度有了大幅提升。

与传统类型不同，Sun微系统在推出Java时就将其作为开放的技术。全球的Java开发公司被要求所设计的Java软件必须兼容。“Java语言靠群体的力量而非公司的力量”是Sun微系统的口号之一，并获得了广大软件开发商的认同。这与微软公司所倡导的注重精英和封闭式的模式完全不同，此外，微软公司后来推出了与之竞争的.NET平台以及模仿Java的C#语言。后来Sun微系统被甲骨文公司并购，Java也随之成为甲骨文公司的产品。

目前，移动操作系统Android大部分的代码采用Java编程语言编程。

1.2 Java发展史 ​

“Java”是印度尼西亚爪哇岛的英文名，因生产咖啡而闻名，所以，小伙伴也看到了，Java 这个单词经常和一杯冒着热气的咖啡一起出现。

1995 年Sun 公司在 SunWorld 大会上正式发布了 Java 1.0 版本，第一次提出了“Write Once, Run anywhere”的口号。《时代》杂志将 Java 评为 1995 年十大最佳产品之一。

1996 年 1 月 23 日，JDK 1.0 发布，Java 语言有了第一个正式版本的运行环境。JDK 1.0 是一个纯解释执行的 Java 虚拟机，代表技术有：Java 虚拟机、AWT（图形化界面）、Applet。

4 月，十个主要的操作系统和计算机供应商宣称将在产品中嵌入 Java 技术。9 月，已有大约 8.3 万网页应用采用了 Java 来制作。5 月底，第一届 JavaOne 大会在旧金山举行，从此，JavaOne 成为全世界数百万 Java 语言开发者的技术盛会。

1997 年 2 月 19 日，JDK 1.1 发布，代表技术有：JAR 文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI（远程方法调用）。

1998 年 12 月 4 日，JDK 1.2 发布，这是一个里程碑式的版本。Sun 在这个版本中把 Java 拆分为三个方向：面向桌面开发的 J2SE、面向企业开发的 J2EE，面向移动开发的 J2ME。代表技术有：EJB、Swing。

2000 年 5 月 8 日，JDK 1.3 发布，对 Java 2D 做了大幅修改。

2002 年 2 月 13 日，JDK 1.4 发布，这是 Java 真正走向成熟的一个版本，IBM、富士通（二哥曾在这家世界 500 强的日企工作过三年半时间）等著名公司都有参与。代表技术有：正则表达式、NIO。

2004 年 9 月 30 日，JDK 5 发布，注意 Sun 把“1.x”的命名方式抛弃了。JDK 5 在 Java 语法的易用性上做出了非常大的改进，比如说：自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变参数、foreach 循环。

2006 年 12 月 11 日，JDK 6 发布，J2SE 变成了 Java SE 6，J2EE 变成了 Java EE 6，J2ME 变成了 Java ME 6。JDK 6 恐怕是 Java 历史上使用寿命最长的一个版本了。主要的原因有：代码复杂性的增加、世界经济危机、Oracle 对 Sun 的收购。

JDK 6 的最后一个升级补丁为 Java SE 6 Update 211， 于 2018 年 10 月 18 日发布——12 年的跨度啊！

2009 年 2 月 19 日，JDK 7 发布，但功能是阉割的。很多翘首以盼的功能都没有完成，比如说 Lambda 表达式。主要是因为 Sun 公司在商业上陷入了泥沼，已经无力推动 JDK 7 的研发工作。

2009 年 4 月 20 日，Oracle 以 74 亿美元的价格收购了市值曾超过 2000 亿美元的 Sun 公司——太阳终究还是落山了。对于 Java 语言这个孩子来说，可以说是好事，也可以说是坏事。好事是 Oracle 有钱，能够注入资金推动 Java 的发展；坏处就是 Oracle 是后爸，对 Java 肯定没有 Sun 那么亲，走的是极具商业化的道路。

2014 年 3 月 18 日，JDK 8 终于来了，步伐是那么蹒跚，但终究还是来了。带着最强有力的武器——Lambda 表达式而来。虽然 JDK 19 马上就发布了，但“新版任你发，我用 Java 8”的梗至今还流传着。

2017 年 9 月 21 日，JDK 9 发布。从此以后，JDK 更新版本的速度令开发者应接不暇，半年一个版本，虽然 Oracle 的目的是好的，为了避免因功能增加而引发的跳票风险，但不得不承认，版本更新的节奏实在是有点过于频繁。

这就导致一个问题，好不容易更新一个版本，用了六个月后，Oracle 不维护了。针对这个问题，Oracle 给出的解决方案挺奇葩的，每六个 JDK 大版本才会被长期支持（Long Term Support，LTS）。

JDK 8 是 LTS 版，2018 年 9 月 25 日发布的 JDK 11 是 LTS 版， 2018 年 3 月 20 日发布的 JDK 10 就可以一笔带过了。

2021 年发布的 JDK 17 是目前最新的 LTS 版本。

JDK 12、JDK 13、JDK 14、JDK 15、JDK 16、JDK 18、JDK 19 都是过渡产品，就好像是试验品一样，不太受开发者待见。

Java 发展到今天已经 20 多年了，作为一个编程语言确实不简单，Java 代表的面向对象思想确实给工程领域带来了革命性的变化，关键是 Java 一直在拥抱变化。

大数据方面，有 Apache Kafka、Apache Samza、Apache Storm、Apache Spark、Apache Flink，除了 Spark 是基于 JVM 的函数语言 Scala 编写的，其余都是 Java 编写的。

Java 在云时代面临着以 Go 语言为主的容器（Docker 等技术）生态圈的挑战，但是，Java 的大型分布式系统越来越多，Java 在云计算与分布式系统中还是扮演着主要角色，并且形成了一个大型的生态圈。

1.3 Java特征 ​

Java 是目前主流的编程语言之一，经过多年的发展，已经形成了成熟且庞大的生态体系，广泛应用于企业级 Web、分布式系统、大数据等领域。 Java 能够长期保持较高的使用率，与其自身的语言设计和生态体系密切相关，主要具有以下特点：

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1)简单性 ​

Java 为开发者提供了简单易用的用户体验，与其他面向对象编程语言相比，Java 的设计和生态库具有巨大的优势。Java 剔除了 C++ 中很少使用、难以理解、易混淆的特别，比如说指针运算、操作符重载，内存管理等。

Java 可以做到堆栈分配、垃圾回收和自动内存管理，在一定程度上为开发者减轻了入门的难度。

2)可移植性 ​

如果 Java 直接编译成操作系统能识的二进制码，可能一个标识在 Windows 操作系统下是1100，而 Linux 下是 1001，这样的话，在 Windows 操作系统下可以运行的程序到了 Linux 环境下就无法运行。

为了解决这个问题，Java 先编译生成字节码，再由 JVM（Java 虚拟机）来解释执行，目的就是将统一的字节码转成操作系统可以识别的二进制码，然后执行。而针对不同的操作系统，都有相应版本的 JVM，所以 Java 就实现了可移植性。

3)安全性 ​

Java 适用于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全方面投入了巨大的精力。使用 Java 可以构建防病毒、防篡改的程序。

从一开始，Java 就设计了很多可以防范攻击的机制，比如说：

  • 运行时堆栈溢出，这是蠕虫病毒常用的攻击手段。

  • 字节码验证，可以确保代码符合 JVM 规范并防止恶意代码破坏运行时环境。

  • 安全的类加载，可以防止不受信任的代码干扰 Java 程序的运行。

  • 全面的 API 支持广泛的加密服务，包括数字签名、消息摘要、（对称、非对称）密码、密钥生成器。

  • 安全通信，支持 HTTPS、SSL，保护传输的数据完整性和隐私性。

4)并发性 ​

Java 在多线程方面做得非常突出，只要操作系统支持，Java 中的线程就可以利用多个处理器，带来了更好的交互响应和实时行为。

1.4 Java应用领域 ​

大数据领域 ​

与 Python 一样，Java 在大数据领域占据着主导地位，很多用于处理大规模数据的框架都是基于 Java 开发的。

  • Apache Hadoop，用于在分布式环境中处理大规模数据集。Hadoop 采用了主副架构模式，其中主节点负责控制整个分布式计算栈。Hadoop 在需要处理和分析大规模数据的公司当中很流行。

  • Apache Spark，大型的 ETL（数据仓库技术）、预测分析和报表程序经常使用到 Spark。

  • Apache Mahout，用于机器学习，比如分类、聚类和推荐。

  • JFreechart，用于可视化数据，可以用它制作各种图表，比如饼图、柱状图、线图、散点图、盒状图、直方图等等。

  • Deeplearning4j，用于构建各种类型的神经网络，可以与 Spark 集成，运行在 GPU（图形处理器）上。

  • Apache Storm，用于处理实时数据流，一个 Storm 节点可以在秒级处理数百万个作业。

物联网-iot-领域 ​

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Oracle 表示，灵活性和流行度是 IoT 程序员选择 Java 的主要原因。Java 提供了大量的 API 库，可以很容易应用到嵌入式应用程序中。相比其他编程语言，比如 C 语言，Java 在切换平台时更加顺畅，不容易出错。

比如 Samsung 的 SmartThings 平台就使用了 Java 来开发其智能家居解决方案的一部分。

金融服务领域 ​

  • 聊天机器人，由于可移植性、可维护性、可视化等诸多方面的因素，Java 成了开发聊天机器人最好的工具。

  • 欺诈检测和管理，银行和金融公司使用 AI（人工智能）工具来进行金融欺诈和信用卡欺诈检测，而 Java 常用来开发这些 AI 工具。

  • 交易系统，Java 虚拟机提供的动态运行时编译优化在很多情况下比编译型语言（如 C++）具有更好的性能，让交易系统运行得更顺畅。

  • 移动钱包，基于 AI 和 Java 算法开发的移动钱包，可以帮助用户在花钱时做出更智能的决策。

web-领域 ​

Java 技术对 Web 领域的发展注入了强大的动力，主流的 Java Web 开发框架有很多：

  • Spring 框架，一个轻量级的控制反转（IoC）和面向切面（AOP）的容器框架，渗透了 Java EE 技术的方方面面，绝大部分 Java 应用都可以从 Spring 框架中受益。

  • Spring MVC 框架，是一种基于 Java 实现的 MVC（Model-View-Controller）设计模式的请求驱动类型的轻量级 Web 框架。

  • MyBatis 框架，一个优秀的数据持久层框架，可在实体类和 SQL 语句之间建立映射关系，是一种半自动化的 ORM（Object Relational Mapping，对象关系映射）实现。

  • JavaServer Faces 框架，由 Oracle 开发，能够将表示层与应用程序代码轻松连接，它提供了一个 API 集，用于表示和管理 UI 组件。

  • Spring Boot 框架，是 Spring 框架的扩展，可以轻松创建独立的、基于生产的 Spring 应用程序。

  • Spring Cloud 框架，是 Spring Boot 的扩展，用于构建分布式系统的工具集。

总之，Oracle 宣称，Java 正运行在 97% 的企业计算机上——有点厉害的样子。

1.5 JVM、JRE、JDK什么关系 ​

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JDK（Java Development Kit）是用于开发 Java 应用程序的软件环境。里面包含运行时环境（JRE）和其他 Java 开发所需的工具，比如说解释器（java）、编译器（javac）、文档生成器（javadoc）等等。

JRE（Java Runtime Environment）是用于运行 Java 应用程序的软件环境。也就是说，如果只想运行 Java 程序而不需要开发 Java 程序的话，只需要安装 JRE 就可以了。

JVM (Java Virtual Machine) ，也就是 Java 虚拟机，由一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域等组成，屏蔽了不同操作系统（macOS、Windows、Linux）的差异性，使得 Java 能够“一次编译，到处运行”。

比如说我用 macOS 生成了一个 jar 包（里面是打包好的字节码——可以在 Java 虚拟机上运行的目标代码），可以丢给 Windows 用户直接运行，也可以直接上传到 Linux 服务器运行。

这是 Oracle 官方给出的 JDK、JRE、JVM 关系图。

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那针对不同的操作系统，官方也提供了不同的 JDK 安装包。

如果你用百度谷歌去搜“JDK”关键字，能搜到官方的下载链接。

https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/ 这是 oracle 官网

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最新版是 JDK 18（短期版本），上一个长期支持版本是 JDK 17，推荐安装 JDK 8，或者 17

根据你的操作系统下载对应的安装包，分 Windows（exe 后缀）和 macOS（dmg 后缀）。

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1.6 Jdk安装 ​

傻瓜式安装，下一步即可。默认的安装路径是在C:\Program Files下(Mac同理),我在学校用win,现在已经用Mac了,其实下载idea就会自带JDK,但是版本不同,目前企业用的最多的还是8, 笔记讲的大多数是17。

建议：

  • 安装路径不要有中文，不要有空格等一些特殊的符号。

  • 以后跟开发相关的所有软件建议都安装在同一个文件夹中，方便管理。

JDK 安装目录介绍

目录名称说明
bin该路径下存放了JDK的各种工具命令。javac和java就放在这个目录。
conf该路径下存放了JDK的相关配置文件。
include该路径下存放了一些平台特定的头文件。
jmods该路径下存放了JDK的各种模块。
legal该路径下存放了JDK各模块的授权文档。
lib该路径下存放了JDK工具的一些补充JAR包。

接下来的安装请看博客

https://blog.csdn.net/weixin_61536532/article/details/128319947

1.7 第一个 Java 程序 ​

世界上所有的语言第一个程序默认都是输出一行"Hello World"

java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello,world!");
    }
}

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