1、历史背景
20 世纪 90 年代初，James Gosling（SUN 公司，已被 Oracle 收购）开发。
一门面向对象的编程语言。
- 最初命名 Oak（橡树），目标是针对小型家电设备的嵌入式应用，结果市场没啥反响。
- 互联网的崛起让 Oak 焕发生机，SUN 公司改造 Oak 并于 1995 年以 Java 名称正式发布（原因是 Oak 已经被人注册）。
- 随着互联网的高速发展，Java 渐成为最重要的网络编程语言。
2、特点
2.1、语言
2.1.1、特点
编译型 & 解释型
- 编译型语言：如 C、C++。
- 代码直接编译成机器码执行。
- 不同平台（X86、ARM 等）CPU 指令集不同，因此需要为每种平台编译对应的机器码。
- 解释型语言：如 Python、Ruby。
- 由解释器直接加载源码并运行。
- 运行效率太低。
Java：一门面向对象的编程语言，介于编译型语言和解释型语言之间。
- 将代码编译成字节码，类似于抽象的CPU指令。
- 只需要针对不同平台编写 JVM（虚拟机），JVM 负责加载字节码并执行，实现“一次编写，到处运行”的效果。
- Java 具有跨平台性，JVM 与平台相关。为保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码，SUN公司制定了一系列 JVM 规范。
- 从实践的角度看，JVM的兼容性做得非常好，低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。
2.1.2、对比
- 静态语言：运行时结构不可变，如 Java、C、C++。
- 动态语言：运行时可以改变结构，如 Object-C、C#、JS、PHP、Python。
JS
| JS | Java | |
|---|---|---|
| 含义 | 基于对象的脚本语言，提供了丰富的内部对象 | 面向对象，需要涉及对象 |
| 执行 | 浏览器解释执行 | 先编译为字节码，通过解释器或编译器转为机器码 |
| 变量类型 | 弱类型，无需声明，解释器在运行时检查数据类型 | 强类型，需实现声明变量类型 |
| 动态联编，对象引用在运行时检查 | 静态联编，对象引用在编译时进行 |
C
| C | Java | |
|---|---|---|
| 面向 | 面向过程 （C++、C# 支持面向对象） |
面向对象 |
| 执行 | （编译式语言） 编译、链接后生成机器码 |
（解释性语言） 编译成字节码文件，由解释器解释执行，热点代码由 JIT 编译成机器码 |
| 跨平台 | ❌ | ✔ |
| 指针、运算符重载 | ✔ | ❌ |
| 多重继承 | ✔ | ❌，只支持多重实现 |
| 内存管理 | 可直接操作内存，需要对内存进行显式管理 | 无法直接操作内存，GC 机制自动内存管理 |
| 数据类型所占字节数 | 在不同平台不固定 | 固定 |
Python
| Python | Java | |
|---|---|---|
| 效率 | 方便调用 C 语言函数 或 C++ 库 | 虚拟机比 Python 强大 |
| 偏向 | 数据分析 | 商业开发 |
| 语言 | 弱类型（动态） | 强类型（静态） |
| 执行 | 直接运行 | 先编译为字节码，通过解释器或编译器转为机器码 |
| 变量 | 不需要声明 | 需要声明 |
2.2、版本
2.2.1、不同版本
- Java EE（Enterprise）：SE 的基础上添加 API 和库，方便开发 web 应用、数据库、消息服务等。
- Java SE（Standard）：包含标准的 JVM 和标准库。
- Java ME（Micro）：针对嵌入式设备的微版本。
- SE 的标准库无法在 ME 上使用，JVM 也是“瘦身版”。
- 没有真正流行，不建议学习。
2.2.2、版本号
发布时间线
1995 发布 1.0，目前最新版本 19。
| 时间 | 版本 |
|---|---|
| 1995 | 1.0 |
| 1998 | 1.2 |
| 2000 | 1.3 |
| 2002 | 1.4 |
| 2004 | 1.5 / 5.0 |
| 2005 | 1.6 / 6.0 |
| 2011 | 1.7 / 7.0 |
| 2014 | 1.8 / 8.0 |
| 2017/9 | 1.9 / 9.0 |
| 2018/3 | 10 |
| 2018/9 | 11 |
| 2019/3 | 12 |
| 2019/9 | 13 |
| 2020/3 | 14 |
| 2020/9 | 15 |
| 2021/3 | 16 |
| 2021/9 | 17 |
| 2022/3 | 18 |
| 2022/9 | 19 |
版本新功能
- 5
- 泛型
- 枚举，switch 枚举
- 自动装拆箱
- foreach 循环
- 可变参数
- 静态导入（无需指定类名，直接调用静态结构，前提是导包）
- 内省
- 6：GUI
- 7
- switch-字符串
- 泛型集合：泛型实例化类型自动推断。
- 集合增强：直接用中括号、大括号进行初始化。
- multi-catch：单个 catch 捕获多个异常类型，用
|隔开 - twr：在 try 括号内，指定要使用和自动释放的资源
- 8
- 接口默认方法：使用 default 关键字，实现方法
- lambda 表达式
2.3、名词解释
JRE & JDK
- JRE（Java Runtime Environment）：JVM + Runtime Library
- JDK（Java Development Kit）：JRE + Compiler, debugger, etc
JSR & JCP
- JSR（Java Specification Request）：为保证 Java 语言规范性而提出。在 Java 平台上开发功能之前，需要创建 JSR 以定义接口规范。
- JCP 组织（Java Community Process）：负责审核 JSR 的组织。
RI & TCK
一个 JSR 规范发布时，需要同时发布一个 RI 和 TCK 以供参考。
- RI（Reference Implementation）
- TCK（Technology Compatibility Kit）
示例：有人提议开发某个功能 A，需要贴出能跑的代码（RI）；为了保证不同人所开发的 A 的接口、功能完全相同，需要提供相关的测试套件（TCK）。
通常，RI 只是“能跑”的正确代码，不追求性能。因此，RI 仅作为参考，不会作为最终使用的产品。
3、安装
3.1、安装步骤
以 Windows 为例
-
Oracle 官网：找到需要的版本，下载安装。
-
配置环境变量：
变量 值 备注 JAVA_HOME JDK 安装路径 新增变量，提供给其它程序使用 Path %JAVA_HOME%\bin 新增值，在任意路径都可以运行 Java -
验证：打开命令提示符窗口（CMD），确认输出正确的 Java 版本。
java -version
3.2、目录介绍
3.2.1、目录
- bin 目录：二进制执行文件（
.exe）- javac：Java 编译器。将 Java 源文件（
.java）编译为字节码文件（.class）。 - java：启动 JVM 进程。用于执行字节码文件（
.class）。 - jar：打包工具。将一组字节码文件（
.class）打包成一个.jar文件，便于发布。 - javadoc：文档生成工具。从源码中自动提取注释并生成文档。
- jdb：Java 调试器。用于开发阶段的运行调试。
- ...
- javac：Java 编译器。将 Java 源文件（
- db 目录：小型数据库 JavaDB。
- include 目录：存放开放 JDK 使用的 C 语言的头文件。
- jre 目录：JRE 根目录，包含 bin 目录（含 JVM）、lib 目录（基础类库），但不包含开发工具。
- lib 目录：Java 类库或库文件。
3.2.2、文件
- src.zip：JDK 核心类源码
- javafx-src.zip：JavaFX 源码
4、Java 编程
4.1、Hello World
-
编写代码：新建文本文档 Hello.java，输入以下代码。
public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!"); } } -
编译：进入 Hello.java 所在目录的命令行提示符（CMD），输入以下命令。
# 成功执行后，当前目录会生成 Hello.class javac Hello.java -
运行：输入以下命令，运行 Hello.class 文件。
（Java 11+ 可直接运行单个 Java 文件，即
java Hello.java）# 不需要输入后缀 java Hello
4.2、IDE
集成开发环境（Integrated Development Environment）
好处：将项目开发涉及的操作集成到一个环境中，简化人工操作，提高开发效率。
- 开发：提示和自动补全，快速插入模板代码块。
- 编译运行：支持自动编译和运行。
- 调试：支持断点调试。
- ...
Java 常用 IDE