第一章Java開發(fā)入門Java語言的特點Java開發(fā)環(huán)境的搭建環(huán)境變量的配置Java的運行機(jī)制1.1Java概述1.2JDK的使用1.3第一個Java程序1.4系統(tǒng)環(huán)境變量1.5Java的運行機(jī)制1.1Java概述1.1.1什么是Java計算機(jī)語言（ComputerLanguage）是人與計算機(jī)之間通訊的語言，分成機(jī)器語言、匯編語言、高級語言三大類。Java是一種高級計算機(jī)語言，它是由Sun公司（已被Oracle公司收購）于1995年5月推出的一種可以編寫跨平臺應(yīng)用軟件、完全面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言。機(jī)器語言（machinelanguage）是一種指令集的體系。這種指令集，稱機(jī)器碼（machinecode），是電腦的CPU可直接解讀的數(shù)據(jù)。返回第一代語言：機(jī)器語言第二代語言：匯編語言匯編語言(assemblylanguage)是一種用于電子計算機(jī)、微處理器、微控制器或其他可編程器件的低級語言，亦稱為符號語言。在匯編語言中，用助記符(Mnemonics)代替機(jī)器指令的操作碼，用地址符號(Symbol)或標(biāo)號(Label)代替指令或操作數(shù)的地址。在不同的設(shè)備中，匯編語言對應(yīng)著不同的機(jī)器語言指令集，通過匯編過程轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令。普遍地說，特定的匯編語言和特定的機(jī)器語言指令集是一一對應(yīng)的不同平臺之間不可直接移植。優(yōu)點：1.面向機(jī)器的低級語言，通常是為特定的計算機(jī)或系列計算機(jī)專門設(shè)計的。2.保持了機(jī)器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點。3.可有效地訪問、控制計算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如磁盤、存儲器、CPU、I/O端口等。4.目標(biāo)代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計語言。5.經(jīng)常與高級語言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。缺點：1.編寫的代碼非常難懂，不好維護(hù)；2.很容易產(chǎn)生bug，難于調(diào)試；3.只能針對特定的體系結(jié)構(gòu)和處理器進(jìn)行優(yōu)化；4.開發(fā)效率很低，時間長且單調(diào)。返回

高級語言與匯編語言相比，它不但將許多相關(guān)的機(jī)器指令合成為單條指令，并且去掉了與具體操作有關(guān)但與完成工作無關(guān)的細(xì)節(jié)，例如使用堆棧、寄存器等，這樣就大大簡化了程序中的指令。同時，由于省略了很多細(xì)節(jié)，編程者也就不需要有太多的專業(yè)知識。高級語言所編制的程序不能直接被計算機(jī)識別，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能被執(zhí)行，按轉(zhuǎn)換方式可將它們分為兩類：解釋類和編譯類語言。一些高級語言有：返回

第三代語言：高級語言C、Pascal、Fortran面向過程的語言C++面向過程/面向?qū)ο驤ava跨平臺的純面向?qū)ο蟮恼Z言.NET跨語言的平臺1990年，SUN公司預(yù)料嵌入式系統(tǒng)將在未來家用電器領(lǐng)域大顯身手。于是SUN公司成立了一個由JamesGosling、BillJoy等人領(lǐng)導(dǎo)的“Green計劃”，準(zhǔn)備為下一代智能家電（如電視機(jī)，微波爐，電話）編寫一個通用控制系統(tǒng)。他們首先注意到這個產(chǎn)品必須具有平臺獨立性，改軟件在任何CPU上都能運行?！癎reen計劃”最初考慮使用C++語言，但是發(fā)現(xiàn)C++和可用的API在某些方面存在很大問題。而且項目組使用的是嵌入式平臺，可用的系統(tǒng)資源極其有限。于是Gosling決定從修改和擴(kuò)展C++編譯器入手，但他們很快意識到該產(chǎn)品還必須具有高度的簡潔性和安全性，而C++無法勝任。最終決定使用一種全新的語言：Oak。1.1.1什么是JavaJava的發(fā)展史1.1Java概述Oak是Green項目小組開發(fā)的一個名為“*7”（StartSeven）,StartSeven是一個集成了Oak,GreenOS(一種操作系統(tǒng)),用戶接口模塊和硬件模塊四個部分的類似于PDA設(shè)備，1992年，整個StartSeven原型完成，而且非常成功，但是在激烈的商業(yè)競爭中敗給了競爭對手，可憐的Green項目幾近夭折。1993年7月，伊利斯諾大學(xué)推出了一個在Internet上廣為流行的www瀏覽器Mosaic1.0，然而這時的頁面雖然內(nèi)容豐富?？梢詫崿F(xiàn)聲、圖、文并茂，但它卻是靜態(tài)的。Gosling立即意識到這是一個機(jī)會，從1994年起對Oak進(jìn)行了小規(guī)模的改造，小組中的另外兩位成員完成了第一個Java語言的網(wǎng)頁瀏覽器：Webrunner。該成果得到Sun公司總裁的高度評價。由于當(dāng)時Oak這個商標(biāo)已經(jīng)被別人注冊，于是只得將Oak更名為Java。Sun于1995年初發(fā)布了Java語言，并引起業(yè)界的轟動1.1.1什么是JavaJava的發(fā)展史1.1Java概述JamesGosling從Oak到Java1.1.1什么是JavaJava的發(fā)展史1.1Java概述1995年5月23日，JAVA語言誕生1996年，1997分別推出JDK1.0，JDK1.1版1999年，JAVA被分成J2SE,J2EE,J2ME2000年，JDK1.4發(fā)布2004年9月30日18:00PM，J2SE1.5發(fā)布，成為Java語言發(fā)展史上的又一里程碑。為了表示該版本的重要性，J2SE1.5更名為JavaSE5.02005年，JAVA版本正式更名為JAVAEE,JAVASE,JAVAME2006年12月，SUN公司發(fā)布JRE6.0

2009年04月20日，Oracle以74億美元收購Sun。取得java的版權(quán)。

2010年9月，JDK7.0已經(jīng)發(fā)布，增加了簡單閉包功能。2011年7月，甲骨文公司發(fā)布java7的正式版。目前最新為JDK81.1.1什么是JavaJava的發(fā)展史1.1Java概述1.1Java概述1.1.1什么是JavaJava的版本為了使軟件開發(fā)人員、服務(wù)提供商和設(shè)備生產(chǎn)商可以針對特定的市場進(jìn)行開發(fā)，SUN公司將Java劃分為三個技術(shù)平臺，它們分別是JavaSE、JavaEE和JavaME。JavaSE（JavaPlatformStandardEdition）標(biāo)準(zhǔn)版，是為開發(fā)普通桌面和商務(wù)應(yīng)用程序提供的解決方案。JavaSE是三個平臺中最核心的部分，包括了Java最核心的類庫。JavaEE(JavaPlatformEnterpriseEdition)企業(yè)版，是為開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用程序提供的解決方案。JavaEE可以被看作一個技術(shù)平臺，該平臺用于開發(fā)、裝配以及部署企業(yè)級應(yīng)用程序。JavaME(JavaPlatformMicroEdition)小型版，是為開發(fā)電子消費產(chǎn)品和嵌入式設(shè)備提供的解決方案。JavaME主要用于小型數(shù)字電子設(shè)備上軟件程序的開發(fā)。此外，JavaME提供了HTTP等高級Internet協(xié)議。1.1Java概述1.1.2Java語言特點簡單性面向?qū)ο笮园踩钥缙脚_性支持多線程1.1Java概述1.2.3Java程序運行機(jī)制1.1Java概述Java虛擬機(jī)可以理解成一個以字節(jié)碼為機(jī)器指令的CPU。對于不同的運行平臺，有不同的虛擬機(jī)，實現(xiàn)了“一”次編

譯，隨處運行”。Java虛擬機(jī)機(jī)制屏蔽了底層運行平臺的差別。1.2.3Java程序運行機(jī)制--Java虛擬機(jī)1.1Java概述1.2.3Java程序運行機(jī)制----垃圾回收機(jī)制不再使用的內(nèi)存空間應(yīng)回收一垃圾收集。在c/c++等語言中，由程序員負(fù)責(zé)回收無用內(nèi)存。Java語言消除了程序員回收無用內(nèi)存空間的責(zé)任；JRE負(fù)

責(zé)回收那些不再使用的內(nèi)存，通常JRE會提供一種系統(tǒng)

級線程跟蹤存儲空間的分配情況。并在JVM的空閑時，

檢查并釋放那些可被釋放的存儲器空間。垃圾收集在Java程序運行過程中自動進(jìn)行，程序員無法

精確控制和干預(yù)。1.2JDK的使用1.2.1什么是JDKSUN公司提供了一套Java開發(fā)環(huán)境，簡稱JDK(JavaDevelopmentKit)，它是整個Java的核心，Java的開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境。其中包括常用的Java類庫、Java編譯器、調(diào)試器、Java運行工具、Java文檔生成工具、Java打包工具等。本教材是針對JDK7.0版本進(jìn)行講解。JRE是JavaRuntimeEnvironment的縮寫，它是Java運行環(huán)境，包含核心類庫、Java虛擬機(jī)和支持文件。注意：為了方便使用，SUN公司在其JDK工具中自帶了一個JRE工具，也就是說開發(fā)環(huán)境中包含運行環(huán)境。1.2JDK的使用下載JDK1.2JDK的使用下載JDK1.2JDK的使用下載JDK1.2JDK的使用1.2.2安裝JDKOracle公司提供了多種操作系統(tǒng)的JDK，每種操作系統(tǒng)的JDK在使用上基本類似，初學(xué)者可以根據(jù)自己使用的操作系統(tǒng)，從Oracle官方網(wǎng)站下載相應(yīng)的JDK安裝文件。接下來以Windows10系統(tǒng)為例來演示JDK8.0的安裝過程，具體步驟如下：安裝JDK8.0開始安裝JDK安裝JDK7.0自定義安裝功能和路徑開發(fā)工具：是JDK中的核心功能模塊，其中包含一系列可執(zhí)行程序，如javac.exe、java.exe等，還包含了一個專用的JRE環(huán)境。源代碼：是Java提供公共API類的源代碼。公共JRE：是Java程序的運行環(huán)境。由于開發(fā)工具中已經(jīng)包含了一個JRE，因此沒有必要再安裝公共的JRE環(huán)境，此項可以不作選擇。安裝JDK7.0自定義安裝功能和路徑安裝JDK7.0完成JDK安裝安裝JDK7.0自定義安裝功能和路徑1.2JDK的使用1.2.3JDK目錄介紹bin目錄：該目錄用于存放一些可執(zhí)行程序，如javac.exe（Java編譯器）、java.exe（Java運行工具）、jar.exe（打包工具）和javadoc.exe（文檔生成工具）等。db目錄：是一個純Java實現(xiàn)、開源的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。這個數(shù)據(jù)庫不僅很輕便，而且支持JDBC4.0所有的規(guī)范，在學(xué)習(xí)JDBC時，不再需要額外地安裝一個數(shù)據(jù)庫軟件，可以選擇直接使用JavaDB即可。jre目錄：此目錄是Java運行時環(huán)境JRE的根目錄，包含Java虛擬機(jī)，運行時的類包、Java應(yīng)用啟動器以及一個bin目錄，但不包含開發(fā)環(huán)境中的開發(fā)工具。include目錄：由于JDK是通過C和C++實現(xiàn)的，因此在啟動時需要引入一些C語言的頭文件，該目錄就是用于存放這些頭文件的。lib目錄：lib是library的縮寫，意為Java類庫或庫文件，是開發(fā)工具使用的歸檔包文件。src.zip文件：src.zip為src文件夾的壓縮文件，src中放置的是JDK核心類的源代碼，通過該文件可以查看Java基礎(chǔ)類的源代碼。在JDK的bin目錄下放著很多可執(zhí)行程序，其中最重要的就是javac.exe和java.exe。javac.exe是Java編譯器工具，它可以將編寫好的Java文件編譯成Java字節(jié)碼文件（可執(zhí)行的Java程序）。java.exe是Java運行工具，它會啟動一個Java虛擬機(jī)（JVM）進(jìn)程，Java虛擬機(jī)相當(dāng)于一個虛擬的操作系統(tǒng)，它專門負(fù)責(zé)運行由Java編譯器生成的字節(jié)碼文件（.class文件）。1.3 第一個Java程序1.3.1編寫Java源文件class是一個關(guān)鍵字，它用于定義一個類。在Java中，類就相當(dāng)于一個程序，所有的代碼都需要在類中書寫。HelloWorld是類的名稱，簡稱類名。class關(guān)鍵字與類名之間需要用空格、制表符、換行符等任意的空白字符進(jìn)行分隔。類名之后要寫一對大括號，它定義了當(dāng)前這個類的管轄范圍，所有的代碼都需要寫在這個大括號中?！皃ublicstaticvoidmain(String[]args){}”定義了一個main()方法，該方法是Java程序的執(zhí)行入口在main()方法中編寫了一條執(zhí)行語句“System.out.println("這是第一個Java程序！");”，它的作用是打印一段文本信息，執(zhí)行完這條語句會在命令行窗口中打印“這是第一個Java程序！”。常用命令dos命令行，課程中常見的命令。dir：列出當(dāng)前目錄的文件和文件夾cd：進(jìn)入指定目錄cd..：返回到上一級目錄cd\：返回到根目錄md：創(chuàng)建目錄rd：刪除目錄del：刪除文件cls：清除屏幕exit：退出命令行窗口1.3.2打開命令行窗口對于不同版本的Windows操作系統(tǒng)，啟動命令行窗口的方式也不盡相同，這里以WindowsXP操作系統(tǒng)為例進(jìn)行講解。1.3 第一個Java程序1.3.4編譯Java源文件在命令行窗口中輸入“javacHelloWorld.java”命令，對源文件進(jìn)行編譯。上面的javac命令執(zhí)行完畢后，會在bin目錄下生成一個字節(jié)碼文件“HelloWorld.class”。1.3 第一個Java程序1.3.5運行Java程序在命令行窗口中輸入“javaHelloWorld”命令，運行編譯好的字節(jié)碼文件。1.3 第一個Java程序有兩點需要注意:第一，在使用javac命令進(jìn)行編譯時，需要輸入完整的文件名。第二，在使用java命令運行程序時，需要的是類名，而非完整的文件名。腳下留心在使用javac命令編譯例程1-1中的程序時，有可能會出現(xiàn)“找不到文件”的錯誤可能原因：文件的擴(kuò)展名被隱藏了，使文本文件在重命名為“HelloWorld.java”時，實際上該文件的真實文件名為“HelloWorld.java.txt”，文件類型并沒有得到修改。腳下留心打開Windows的【文件夾選項】，在高級設(shè)置一欄中將“隱藏已知文件類型的擴(kuò)展名”選項前面的勾“√”取消，點擊【確定】按鈕。文件顯示出擴(kuò)展名.txt后，將其重命名為HelloWorld.java即可。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.1path環(huán)境變量path環(huán)境變量是系統(tǒng)環(huán)境變量中的一種，它用于保存一系列的路徑，每個路徑之間以分號分隔。在命令行窗口運行一個可執(zhí)行文件時，操作系統(tǒng)首先會在當(dāng)前目錄下查找該文件，如果不存在會繼續(xù)在path環(huán)境變量中定義的路徑下去尋找這個文件，如果仍未找到，系統(tǒng)會報錯。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.2系統(tǒng)環(huán)境變量查看Windows系統(tǒng)屬性中的環(huán)境變量。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.2系統(tǒng)環(huán)境變量設(shè)置path系統(tǒng)環(huán)境變量。在【變量值】文本區(qū)域開始處添加“javac”命令所在的目錄“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.7.0_10\bin”，末尾用英文半角分號(;)結(jié)束，與后面的路徑隔開。然后依次點擊打開窗口的【確定】按鈕，完成設(shè)置。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.1path環(huán)境變量設(shè)置完path環(huán)境變量后，再次運行“javac”命令，會顯示“javac”命令的幫助信息。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.3classpath環(huán)境變量classpath環(huán)境變量也用于保存一系列路徑，它和path環(huán)境變量的查看與配置的方式完全相同。當(dāng)Java虛擬機(jī)需要運行一個類時，會在classpath環(huán)境變量中所定義的路徑下去尋找所需的class文件。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.3classpath環(huán)境變量打開命令提示行窗口，進(jìn)入C盤根目錄下，然后執(zhí)行“javaHelloWorld”命令，運行之前編譯好的Java程序，結(jié)果會報錯。首先來通過“setclasspath”命令查看當(dāng)前classpath環(huán)境變量的值。1.4 系統(tǒng)環(huán)境變量1.4.3classpath環(huán)境變量值得注意的是，在1.3小節(jié)中，我們并沒有對classpath環(huán)境變量進(jìn)行設(shè)置，但在“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.7.0_10\bin”目錄下仍然可以使用“java”命令正常運行程序，而沒有出現(xiàn)無法找到“HelloWorld.class”文件的錯誤。這是因為從JDK5.0開始，如果classpath環(huán)境變量沒有進(jìn)行設(shè)置，Java虛擬機(jī)會自動將其設(shè)置為“.”，也就是當(dāng)前目錄。1.5 Java的運行機(jī)制Java程序運行時，必須經(jīng)過編譯和運行兩個步驟。首先將后綴名為.java的源文件進(jìn)行編譯，最終生成后綴名為.class的字節(jié)碼文件。然后Java虛擬器將字節(jié)碼文件進(jìn)行解釋執(zhí)行，并將結(jié)果顯示出來。1.5 Java的運行機(jī)制以例程1-1為例，具體步驟如下：1、編寫一個HelloWorld.java的文件。2、使用“JavacHelloWorld.java”命令開啟Java編譯器并進(jìn)行編譯。編譯結(jié)束后，會自動生成一個HelloWorld.class的字節(jié)碼文件。3、使用“JavaHelloWorld”命令啟動Java虛擬機(jī)運行程序，Java虛擬機(jī)首先將編譯好的字節(jié)碼文件加載到內(nèi)存，這個過程被稱為類加載，它是由類加載器完成的，然后虛擬機(jī)針對加載到內(nèi)存中的Java類進(jìn)行解釋執(zhí)行，便可看到運行結(jié)果。1.5 Java的運行機(jī)制Java程序是由虛擬機(jī)負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行的，而并非操作系統(tǒng)。這樣做的好處是可以實現(xiàn)跨平臺性，也就是說針對不同的操作系統(tǒng)可以編寫相同的程序，只需安裝不同版本的虛擬機(jī)即可。1.5 Java的運行機(jī)制這種方式使得Java語言“一次編寫，到處運行（writeonce，runanywhere）”，有效地解決了程序設(shè)計語言在不同操作系統(tǒng)編譯時產(chǎn)生不同機(jī)器代碼的問題，大大降低了程序開發(fā)和維護(hù)的成本。需要注意的是，Java程序通過Java虛擬機(jī)可以達(dá)到跨平臺特性，但Java虛擬機(jī)并不是跨平臺的。也就是說，不同操作系統(tǒng)上的Java虛擬機(jī)是不