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重走Java长征路-Java是什么

关于本系列文章

我从2016年8月开始在培训班系统学习 Java,至今已经有近2年时间了,但在使用Java编程过程中发现还有很多基础的东西不明白,很多时候要依靠搜索引擎,恍然发现,过去的学习是为了能尽快会用,能够开展工作,因此很多时候只要求能够使用,而没有去思考内在的思想。思来想去,还是古人说得好,“九层之台,起于垒土”,若想在 Java 这条路上走得远、走得稳,还是要花时间来把基础夯实,不让基础不实影响将来的学习发展。因此,我决定重走Java长征路,重头开始,再来学习一次java,从认识 java 开始,一直学到现在用到的技术框架。

Java是什么?

Java简介

Java 是一种 高级面向对象 的程序设计语言。高级是相对于 机器语言、汇编语言来说的,编程过程接近自然语言,通过编译后生成机器能够识别的语言,从而能够在计算机上运行。面向对象(Object Oriented, OO) 是一种编程设计方式,核心是万事万物皆对象,主要特征有封装、继承、多态、抽象、集合等。
Java 语法规则与 C++ 类似,但比 C简洁,而且去除了其中的指针和多重继承概念。
Java 编写的程序既是编译型的,又是解释型的,程序代码经过编译后转换成可被 Java 虚拟机识别的字节码,Java 虚拟机(JVM)将字节码解释成机器码,最后在计算机上运行。编译只需执行一次,但在 java 虚拟机中运行时,要对每条字节码进行解释执行,因此在执行效率来看是不及 C
的。

Java历史

  • 1991年 Java 前身 Oak,James Gosling博士领导的绿色计划(Green Project)开始启动,此计划的目的是开发一种能够在各种消费性电子产品(如机顶盒、冰箱、收音机等)上运行的程序架构。这个计划的产品就是Java语言的前身:Oak(橡树)。

  • 1995年 Java 1.0 ,由Java之父詹姆斯·戈士林博士设计,由Sun公司推出,完成了Java的原始编译器和虚拟机,OAK 重命名为 Java,第一次提出 “一次编译,到处运行” 的概念。

  • 1996年 JDK 1.0 ,java 第一个正式版本的运行环境,代表技术包括:Java虚拟机、Applet、AWT等。

  • 1997年 JDK 1.1,技术代表有:JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI。Java语法也有了一定的发展,如内部类(Inner Class)和反射(Reflection)。

  • 1998 JDK 1.2,Java技术体系拆分为3个方向,分别是面向桌面应用开发的J2SE(Java 2 Platform, Standard Edition)、面向企业级开发的J2EE(Java 2 Platform, Enterprise Edition)和面向手机等移动终端开发的J2ME(Java 2 Platform, Micro Edition),代表性技术非常多,如EJB、Java Plug-in、Java IDL、Swing等,并且这个版本中Java虚拟机第一次内置了JIT(Just In Time)编译器。

  • 1999年 HotSpot虚拟机发布,它成为了JDK 1.3及之后所有版本的Sun JDK的默认虚拟机。

  • 2000年 JDK 1.3,修改了一些类库 api,如数学运算和新的Timer API等。

  • 2002年 JDK 1.4,Java真正走向成熟的一个版本,技术特性:正则表达式、异常链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器等。

  • 2004年 JDK 1.5,语法易用性上做出了非常大的改进,例如,自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环(foreach循环)等,改进了Java的内存模型(Java Memory Model,JMM)、提供了java.util.concurrent并发包等。

  • 2016年 JDK 1.6,提供动态语言支持(通过内置Mozilla Java Rhino引擎实现)、提供编译API和微型HTTP服务器API等。同时,这个版本对Java虚拟机内部做了大量改进,包括锁与同步、垃圾收集、类加载等方面的算法都有相当多的改动。

  • 2009 JDK 1.7,提供新的G1收集器(G1在发布时依然处于Experimental状态,直至2012年4月的Update 4中才正式“转正”)、加强对非Java语言的调用支持(JSR-292,这项特性到目前为止依然没有完全实现定型)、升级类加载架构等。Sun 公司被 Oracle 公司收购,此后由 Oracle 公司维护。

  • 2014年 JDK 8,新特性包括:lambda 表达式、函数式编程、接口可以添加默认实现方法和静态方法、方法引用、引入Optional 避免空指针,引入 Stream api、引入新的日期时间api、JVM使用MetaSpace代替了永久代(PermGen Space)等。

  • 2017年 JDK 9,新特性:接口方法可以使用private来修饰、设置G1 为 JVM 默认垃圾收集器、支持http2.0的API等。

  • 2018年3月 JDK 10,局部变量类型推断,类似JS可以通过var来修饰局部变量,编译之后会推断出值的真实类型,并行Full GC,来优化G1的延迟,允许在不执行全局VM安全点的情况下执行线程回调,可以停止单个线程,而不需要停止所有线程或不停止线程。

  • 2018年9月 JDK 11,ZGC,ZGC可以看做是G1之上更细粒度的内存管理策略。由于内存的不断分配回收会产生大量的内存碎片空间,因此需要整理策略防止内存空间碎片化,在整理期间需要将对于内存引用的线程逻辑暂停,这个过程被称为"Stop the world"。只有当整理完成后,线程逻辑才可以继续运行。(并行回收)。Flight Recorder(飞行记录器),基于OS、JVM和JDK的事件产生的数据收集框架。

  • 2019年3月 JDK 12,Shenandoah GC,Switch 表达式表达式,G1收集器的优化。

  • 2019年9月 JDK 13,扩展应用程序类-数据共享、增强ZGC以将未使用的堆内存返回给操作系统、使用易于维护和调试的更简单、更现代的实现替换java.net.Socket和java.net.ServerSocket API使用的底层实现、可在生产环境中使用的 switch表达式,将文本块添加到Java语言。

Java版本

按Java的应用范围可以分为3个版本:

  • Java SE:标准版,主要用于桌面应用程序开发,也是Java的基础,包含了Java语言基础、JDBC(Java数据库链接)操作、I/O(输入输出)、网络通信、多线程等技术。
  • Java EE:企业版,用于开发企业级分布式网络程序,如电子商务和企业资源规划系统,核心是EJB(企业Java组件模型)。
  • Java ME:移动版,主要应用于嵌入式开发,如掌上电脑、手机等移动通信设备,现在大多数手机都支持Java技术。

Java能做什么?

Java是独立于平台的,所以它不仅能用于计算机领域,还能用于便携式计算机、电视、电话、手机和其他电子设备。当今java主要用于以下几个方面:

  • web应用系统开发
  • 分布式系统开发
  • 多媒体系统开发
  • 交互式系统开发
  • 企业级应用开发
  • 电子商务系统
  • 嵌入式系统开发
  • 桌面应用系统开发

Java的特点

  • 跨平台: Java是一种与平台无关的编程语言,因为java程序可以用过java虚拟机将代码解释为机器码,直接在机器上运行。通过不同系统上的Java虚拟机,Java程序可以在Windows系统电脑、mac 苹果计算机、各种未处理器硬件平台、Unix等系统平台上运行,因此Java程序具有良好的可移植性,一次编写,到处运行。
  • 面向对象: 面向对象是Java语言的基础,在Java的世界里“万事万物皆对象”。
  • 安全可靠: Java删除了类似C语言中的指针和内存释放等语法,有效避免了非法操作内存。运行Java程序需要解释器,解释器会对Java字节码进行检查校验。Java有异常处理机制,将检查并消除编译和运行时的错误。
  • 多线程: 多线程机制能够使Java程序同时并行执行多项任务,提供了相应的同步机制来保证不同线程能够正确共享数据。

JDK 与 JRE

  • JDK 全称 Java Development Kit,即 Java 开发工具包,其中包含了 Java 运行环境 (JRE) 以及一些开发使用的编译、调试等工具,如 javac 用于编译 java 源文件,jps 用于查看当前正在运行的 java 程序等,适用于开发者。

  • JRE 全称 Java Runtime Environment,即 Java 运行时环境,提供了 Java 运行时所必须的环境,包括 JVM 虚拟机以及 Java 核心类库,安装后就可以运行 Java 程序了,适用于普通用户。

配置Java环境

windows 系统
Linux 系统
mac 系统

Java 开发工具

IntelliJ IDEA

官网地址:http://www.jetbrains.com/idea/

推荐指数:5星

由 JetBrains 公司提供的,非常好用的开发工具,功能完善,插件众多,界面美观,受众多java开发人员喜爱,被称为业内最好用的java集成开发工具。其中 Ultimate 版需要注册,适合web和企业开发者,Community 版是开源的,免费使用的,适合jvm 和 Android 开发者。

Eclipse

官网地址:http://www.eclipse.org/

推荐指数:4星半

老牌IDE,开源,插件多,功能齐全,java开发工具第二大阵营。

MyEclipse

收费

官网地址:https://www.genuitec.com/products/myeclipse/

中文官网:http://www.myeclipsecn.com/

推荐指数:4星

对Eclipse进行优化,增加了很多实用的功能,使用方便,但是需要购买。

NetBeans

官网地址:https://netbeans.org/

推荐指数:3星

JBuilder

官网地址: http://edn.embarcadero.com/jbuilder

推荐指数:2星

JCreator

官网地址:http://www.jcreator.com/

推荐指数:2星

文本编辑器

理论上来说,只要是能编辑文本的工具都可以写java代码,像Windows中的文本编辑器、notepad++、sublime等等,但这种只适合在学习时写一些小的代码片段,不适合开发项目。(大神请忽略,大神基本上也不会看到这里的,哈哈)