一、Java简介

Java是SUN(Stanford University Network，斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门面向对象编程语言。不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论。

1.Java技术体系平台

• Java SE(Java Standard Edition)标准版
  支持面向桌面级应用（如Windows下的应用程序）的Java平台，提供了完整的Java核 心API，此版本以前称为J2SE。
• Java EE(Java Enterprise Edition)企业版
  是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案。该技术体系中包含的技术如:Servlet 、Jsp等，主要针对于Web应用程序开发。版本以前称为J2EE
• Java ME(Java Micro Edition)小型版。
  支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA）上的平台，对Java API有所精简，并加入了针对移动终端的支持，此版本以前称为J2ME。
• Java Card
  支持一些Java小程序（Applets）运行在小内存设备（如智能卡）上的平台。

2.Java在各领域的应用

• 企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电信、交通、电子商务等。
• Android平台应用：Android应用程序使用Java语言编写。Android开发水平的高低很大程度上取决于Java语言核心能力是否扎实。
• 大数据平台开发：各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态圈来讲，还有各种中间件如flume，kafka，sqoop等等 ，这些框架以及工具大多数是用Java编写而成，但提供诸如Java，scala，Python，R等各种语言API供编程。
• 移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。

3.Java语言主要特性及特点

一、 特性

1. 简单性：Java语言是易学的，Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。
2. 面向对象：Java语言是强制面向对象的，Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，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）。
3. 分布性：Java语言是分布式的，Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口（java net），它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。Java的RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。
4. 稳健性：Java语言是健壮的，Java的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是Java的明智选择。
5. 安全性：Java语言是安全的，Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。如：安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查。
6. Java语言是体系结构中立的：Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行，可谓一次编译多次运行。
7. 编译和解释性：Java语言是解释型的，如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统的解释器中运行。
8. 高性能：Java是性能略高的，与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的性能还是相对较优的。
9. 多线程性：Java语言是原生支持多线程的，在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。

二、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），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制。
• 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。“Write once , Run Anywhere”。
    

  • 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工作机制及运行过程

一、工作原理
当编辑并运行一个Java程序时，需要同时涉及到这四种方面。使用文字编辑软件（例如记事本、写字板、UltraEdit等）或集成开发环境（Eclipse、MyEclipse等）在Java源文件中定义不同的类 ，通过调用类（这些类实现了Java API）中的方法来访问资源系统，把源文件编译生成一种二进制中间码，存储在class文件中，然后再通过运行与操作系统平台环境相对应的Java虚拟机来运行class文件，执行编译产生的字节码，调用class文件中实现的方法来满足程序的Java API调用。

1. Java编程语言
2. Java类文件格式
3. Java虚拟机
4. Java应用程序接口

二、核心机制
Java虚拟机 (Java Virtal Machine)

• 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。
• 对于不同的平台，有不同的虚拟机。
• 只有某平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行。
• 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”。

垃圾收集机制 (Garbage Collection)

• 不再使用的内存空间应回收—— 垃圾回收。
  1. 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存。
  2. Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
• 垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

二、Java开发体验

1.JDK、JRE、JVM关系

• 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。其中的开发工具：编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等。
• 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。
• JVM(Java Virtual Machine Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。

2.Java环境搭建

• JDK下载地址：www.oracle.com

[root@node2 opt]# tar -zxvf jdk-8u291-linux-x64.tar.gz 
[root@node2 opt]# ll
总用量 141540
drwxr-xr-x 8 10143 10143       273 4月   8 2021 jdk1.8.0_291
-rw-r--r-- 1 root  root  144935989 1月  10 14:39 jdk-8u291-linux-x64.tar.gz
[root@node2 ~]# cat <<END >> /etc/profile
> export JAVA_HOME=/opt/jdk1.8.0_291
> export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
> export JAVA_HOME PATH
> END
[root@node2 ~]# source /etc/profile
[root@node2 ~]# java -version
java version "1.8.0_291"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_291-b10)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.291-b10, mixed mode)

3.Java体验 HelloCSDN

[root@node2 ~]# mkdir test
[root@node2 test]# vim HelloCSDN.java
public class HelloCSDN{ 
public static void main(String[] args){ 
System.out.println("    Hello\nWelcome to CSDN");
}
}
/**
1)定义公共的类HelloCSDN Java源文件中可以声明多个class，但是只能由一个class声明为public，且public的class的类名必须与源文件名相同。
2)程序入口是main()方法，格式固定 args=arguments:参数 可以变的地方
3)println先输出数据然后换行
\n输出语句并且换行
print输出但不换行
System.out.println();仅用来换行使用
*/
[root@node2 test]# javac HelloCSDN.java //编译后会产生一个或者多个字节码文件，字节码文件名与Java源文件中的类名相同
[root@node2 test]# java HelloCSDN //运行
    Hello
Welcome to CSDN

4.Java注释(Comment)

• 单行注释
  // 注释文字：不会被JVN虚拟机所解释执行。
• 多行注释
  /* 多行注释：多行注释里面不允许有多行注释嵌套。*/
• 文档注释(Java特有)
  /**
  @author 指定java程序的作者
  @version 指定源文件的版本
  */
  注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形
  式体现的该程序的说明文档。相当于API文档。

操作方式 javadoc -d HCSDNdoc -author -version HelloCSDN.java

5.API文档

魔幻手机

• API （Application Programming Interface,应用程序编程接口）是 Java 提供的基本编程接口。
• Java语言提供了大量的基础类，因此 Oracle 也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。