Java基础学习（一）：Java 语言概述

一、软件开发介绍

软件开发：

软件就是可以帮助人做事的工具（自我理解）。

软件，即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。有系统软件和应用软件之分。

人机交互方式

图形化界面（Graphical User Interface GUI）这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。
命令行方式（Command Line Interface CLI）需要有一个控制台，输入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记住命令。
- 常用的 DOS 命令
  - dir：列出当前目录下的文件以及文件夹
  - md：创建目录
  - rd：删除目录
  - cd：进入指定目录
  - cd..：退回上一级目录
  - cd\：退回到根目录
  - del：删除文件
  - exit：退出 dos 命令行
    - 补充：echo javase>1.doc
- 常用的快捷键
  - 左右方向键：移动光标
  - 上下方向键：调阅历史操作命令
  - Delete 和 Backspace ：删除字符

Pascal 之父 Nicklaus Wirth：" Algorithms + Data Structures = Programs ".

二、计算机编程语言介绍（尤指 Java）

计算机语言：就是人与计算机进行沟通的工具（方式）。

计算机语言的种类：C，C++，Java，PHP，Kotlin，Python，Scala等。

2.1 计算机语言的发展

第一代语言
- 机器语言：指令以二进制代码形式存在。
第二代语言
- 汇编语言：使用助记符表示一条机器指令。
第三代语言：高级语言
- C、Pascal、Fortran 面向过程的语言
- C++ 面向过程/面向对象
- Java 跨平台的纯面向对象的语言
- .NET 跨语言的平台
- Python、Scala......

2.2 Java 语言概述

是 SUN ( Stanford University Network , 斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门高级编程语言。
是一种面向 Internet 的编程语言。Java 一开始富有吸引力是因为 Java 程序可以在 Web 浏览器中运行。这些 Java 程序被称为 Java 小程序（applet）。applet 使用现代的图形用户界面与 Web 用户进行交互。applet 内嵌在 HTML 代码中。
随着 Java 技术在 Web 方面的不断成熟，已经成为 Web 应用程序的首选开发语言。
- 后台开发：Java、PHP、Python、Go、Node.js

2.3 Java 语言简史

2.4 Java 技术体系平台

2.5 Java 在各领域的应用

从Java的应用领域来分，Java语言的应用方向主要表现在以下几个方面：

企业级应用：主要指复杂的大企业软件系统、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。

2.6 Java 语言的主要特性

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、字节码代码检查。
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。
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。
Java 是性能略高的。与那些解释型的高级脚本语言相比，Java 的性能环视较优的
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。

2.7 Java 语言的特点

面向对象
1. 两个基本概念：类、对象
2. 三大特性：封装、继承、多态
健壮性
1. 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。
跨平台性
1. 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”
2. 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。

2.8 Java 语言运行机制及运行过程

Java 两种核心机制
- Java 虚拟机（Java Virtal Machine）
- 垃圾收集机制（Garbage Collection）

核心机制 —— Java 虚拟机
- JVM 是一个虚拟的计算机，具体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”
核心机制 —— 垃圾回收
- 不再使用的内存空间应回收 —— 垃圾回收
  - 在C/C++ 等语言中，由程序员负责回收无用内存
  - 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。
- 但Java 程序还会出现内存泄漏和内存溢出的问题。

三、Java 语言的环境搭建

JDK，JRE

JDK、JRE、JVM 的关系

运行Java 程序

四、注释（comment）

目的：为了解释说明代码

Java 中的注释类型

单行注释 //
多行注释 /* */
文档注释（Java 特有） /** */

注释的作用

提高了代码的阅读性，调试程序的重要方法
注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯
将自己的思想通过注释先整理出来，再用代码去体现

五、Java API 的文档

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。
下载 API
- 地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

六、对第一个 Java 程序的总结

java 程序编写 -> 编译 -> 运行的过程
1. 编写：我们将编写的 java 代码保存在以“ .java ” 结尾的源文件名 .java
2. 编译：使用 javac.exe 命令编译我们的 java 源文件。格式：javac 源文件名.java
3. 运行：使用 java.exe 命令解释运行我们的字节码文件。格式：java 类名
在一个 java 源文件中可以声明多个 class。但是，只能最多有一个类声明为 public 的。而且要求声明为 public 的类名的类名必须与源文件的文件名相同。
程序的入口是 main() 方法，格式是固定的
输出语句
- System.out,println(); // 先输出数据，然后换行
- System.out.print(); // 只输出数据
每一行的执行语句都以“ ; (英文状态下的分号)”结束。
编译的过程：编译以后，会生成一个或多个字节码文件。字节码文件的文件名与 java 源文件中的类名相同。

七、其他

良好的编程风格

常用的 Java 开发工具（Integrated Development Environment）

文本编辑工具：
- 记事本
- UltraEdit
- EditPlus
- TextPad
- NotePad
Java 集成开发环境（IDE）
- JBuilder
- NetBeans
- Eclipse
- MyEclipse
- IntelliJ IDEA