Java 简介

Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的面向对象程序设计语言和Java平台的总称。由James Gosling和同事们共同研发,并在1995年正式推出。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、泛型编程等特性,广泛应用于企业级应用开发、安卓移动应用开发、大数据处理等领域。

Java分为三个体系:

  • JavaSE(Java Platform Standard Edition) - Java平台标准版,提供了Java语言的核心API和基础功能
  • JavaEE(Java Platform Enterprise Edition) - Java平台企业版,包含Servlet、JSP等技术,用于开发企业级应用
  • JavaME(Java Platform Micro Edition) - Java平台微型版,用于嵌入式系统和移动设备开发

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。

主要特性

Java语言具有多种优秀特性,使其成为最受欢迎的编程语言之一:

  • Java语言是简单的:

    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。另一方面,Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性,如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地,Java语言不使用指针,而是引用。并提供了自动的废料收集,使得程序员不必为内存管理而担忧。

  • Java语言是面向对象的:

    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)。Java语言全面支持动态绑定,而C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之,Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。

  • 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。

  • 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。Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。

  • 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。除了Java语言具有的许多安全特性以外,Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制(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,并提供安全管理机制(类SecurityManager)让Java应用设置安全哨兵。

  • 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。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

  • Java语言是可移植的:

    这种可移植性来源于体系结构中立性,另外,Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java系统本身也具有很强的可移植性,Java编译器是用Java实现的,Java的运行环境是用ANSI C实现的。

  • 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平台的任何系统中运行。在运行时,Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行,执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

  • Java是高性能的:

    与那些解释型的高级脚本语言相比,Java的确是高性能的。事实上,Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time)编译器技术的发展越来越接近于C++。

  • Java语言是多线程的:

    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。通常有两种方法来创建线程:其一,使用型构为Thread(Runnable)的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程,其二,从Thread类派生出子类并重写run方法,使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口,因此,任何一个线程均有它的run方法,而run方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java语言支持多个线程的同时执行,并提供多线程之间的同步机制(关键字为synchronized)。

  • Java语言是动态的:

    Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境,也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外,Java中的类有一个运行时刻的表示,能进行运行时刻的类型检查。

发展历史

Java语言自1995年诞生以来,经历了多次重要更新和发展:

  • 1995年5月23日 - Java语言正式诞生
  • 1996年1月 - 第一个JDK-JDK1.0发布
  • 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(JavaSE)、企业版(JavaEE)和微型版(JavaME)
  • 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 - 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"
  • 2006年12月 - SUN公司发布JRE6.0
  • 2009年04月20日 - 甲骨文74亿美元收购Sun,取得Java的版权
  • 2010年11月 - 由于甲骨文对于Java社区的不友善,Apache扬言将退出JCP
  • 2011年7月28日 - 甲骨文发布Java 7.0的正式版
  • 2014年3月18日 - Oracle发布Java 8.0的正式版,引入了Lambda表达式等重大特性
  • 2017年9月21日 - Java 9.0发布,引入了模块化系统
  • 2018年3月20日 - Java 10发布,开始每半年发布一次新版本
  • 2018年9月25日 - Java 11发布,这是第一个长期支持版本(LTS)

Java开发工具

Java开发需要一些基础的工具和环境配置:

  • 操作系统:Linux系统或者Windows 95/98/2000/XP,WIN 7/8/10/11系统,macOS等
  • Java开发工具包:Java JDK(推荐使用JDK 8或更高版本)
  • 文本编辑器:Notepad、Sublime Text、VS Code等
  • 集成开发环境(IDE):
    • Eclipse - 开源免费的Java IDE,功能强大,插件丰富
    • IntelliJ IDEA - JetBrains公司开发的商业IDE,社区版免费,功能全面
    • NetBeans - Oracle官方支持的Java IDE,完全免费
  • 构建工具:Maven、Gradle等,用于项目管理、依赖管理和构建自动化
  • 版本控制工具:Git、SVN等,用于代码版本管理

第一个Java程序

安装好以上的工具后,我们就可以编写并运行Java的第一个程序"Hello World!":

/**
 * 我的第一个Java程序
 * 这是一个简单的Hello World程序
 */
public class MyFirstJavaProgram {

    /**
     * main方法是Java程序的入口点
     * @param args 命令行参数
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 使用System.out.println方法在控制台输出文本
        System.out.println("Hello World!");
        System.out.println("欢迎学习Java编程!");

        // 可以添加更多代码
        int number = 10;
        System.out.println("数字是: " + number);
    }

    /**
     * 一个简单的方法示例
     * @param name 姓名
     * @return 问候语
     */
    public static String sayHello(String name) {
        return "你好, " + name + "!";
    }
}

程序说明:

  1. public class MyFirstJavaProgram - 定义一个公共类,类名必须与文件名相同
  2. public static void main(String[] args) - Java程序的主方法,是程序的入口点
  3. System.out.println() - 用于在控制台输出文本
  4. Java代码区分大小写,语句以分号结束
  5. 使用//添加单行注释,使用/* */添加多行注释

如何运行Java程序

运行Java程序的基本步骤:

  1. 将代码保存为MyFirstJavaProgram.java文件
  2. 打开命令行工具,切换到文件所在目录
  3. 编译Java源文件:javac MyFirstJavaProgram.java
  4. 运行编译后的类文件:java MyFirstJavaProgram
  5. 查看控制台输出的"Hello World!"信息

在下一章节我们将详细介绍如何配置Java开发环境以及更深入的Java语法知识。