基础入门_Java语言概述

藤椒鱼不爱编程
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Java 的历史、特点

Java的历史

Java的诞生和发展核心节点如下：
  1. 起源（20世纪90年代初）

Java 最初由 Sun Microsystems（升阳公司）的詹姆斯・高斯林（James Gosling）团队研发，初衷是为了解决嵌入式系统（如智能家电）的编程问题。早期名为 “Oak”（橡树），因语言名称已被注册，后改名为 “Java”（灵感来自印度尼西亚的爪哇岛咖啡）。

  1. 首次发布（1995）

1995 年，Sun 正式发布 Java 1.0 版本。此时正值互联网兴起，Java 的 “跨平台” 特性完美契合了网页端动态内容的需求（如早期的 Applet 技术），迅速获得关注。

  1. 技术迭代与普及
  • 2004 年，Java 5.0 发布，引入泛型、注解、枚举等重要特性，大幅提升开发效率。
  • 2009 年，Sun 被 Oracle（甲骨文）收购，Java 进入 Oracle 时代。
  • 近年来，Java 保持快速更新（如 Java 8 引入 Lambda 表达式，Java 11 成为长期支持版本），持续适应现代开发需求

Java的特点

  1. 跨平台性（Write Once, Run Anywhere）

Java 程序通过编译器编译为字节码（.class 文件），而非直接生成机器码。字节码需在 Java 虚拟机（JVM）上运行，而 JVM 可在不同操作系统（Windows、Linux、macOS 等）上安装，因此同一字节码可在多平台执行，解决了传统语言的平台依赖问题。

  1. 面向对象（Object-Oriented）

Java 完全支持面向对象编程的三大特性：封装（将数据和方法封装为类）、继承（子类复用父类代码）、多态（同一方法在不同对象上有不同实现）。这种设计使代码更模块化、可维护性更强。

  1. 安全性与可靠性
  • 字节码验证机制：JVM 会检查字节码的合法性，防止恶意代码执行。
  • 自动内存管理（垃圾回收）：开发者无需手动释放内存，JVM 会自动回收不再使用的对象，减少内存泄漏风险。
  • 异常处理机制：强制使用 try-catch 等结构处理错误，避免程序崩溃。
  1. 多线程支持

Java 内置多线程库（如 Thread 类、Runnable 接口），允许程序同时执行多个任务，适合开发高并发应用（如服务器、游戏等）。

  1. 丰富的类库与生态

Java 标准库（JDK）提供了大量现成类（如集合框架、IO 操作、网络编程等），无需重复开发。此外，第三方库（如 Spring、Hibernate、Apache 工具包）和框架生态成熟，覆盖企业级开发、移动开发（Android）、大数据（Hadoop）等多个领域。

  1. 简单性与易学性

Java 语法借鉴 C/C++，但移除了指针、多重继承等复杂特性，降低了学习门槛。同时，严格的语法规范（如强制类型声明）使代码更易读。

JDK、JRE、JVM 的关系与作用

三者的关系

包含关系：JDK包含JRE包含JVM

简单说开发Java程序需要JDK，运行Java程序至少需要JRE（包含JVM）。

画板

各自的作用

  1. JVM（Java Virtual Machine，Java 虚拟机）
  • 核心作用：是执行Java字节码的虚拟计算机。

Java 源代码编译后生成字节码（.class 文件），JVM 负责将字节码翻译成具体操作系统的机器码并执行，这是 Java 实现 “跨平台” 的核心（不同系统安装对应 JVM 即可运行同一字节码）。

  • 特点：JVM 本身依赖操作系统，不同系统需安装对应的 JVM 版本（如 Windows x64、Linux ARM 等），但字节码无需修改。
  1. JRE（Java Runtime Environment，Java 运行时环境）
  • 核心作用：提供 Java 程序运行所需的最小环境。
  • 组成：
    • JVM（虚拟机，执行字节码）
    • 核心类库（如 java.lang、java.util 等，提供基础功能）
    • 其他支持文件（如配置文件、资源文件等）
    • 适用场景：如果仅需运行已编译的 Java 程序（如 .class 或 .jar 文件），安装 JRE 即可。
  1. JDK（Java Development Kit，Java 开发工具包）
  • 核心作用：提供 Java 程序开发所需的工具和环境。
  • 组成：
    • JRE（包含 JVM 和类库，确保开发出的程序可运行）
    • 开发工具（如编译器 javac、调试器 jdb、文档工具 javadoc、打包工具 jar 等）
    • 额外的开发类库（如 tools.jar，支持开发工具的运行）
  • 适用场景：开发 Java 程序必须安装 JDK，因为需要用其提供的编译器（javac）将源代码（.java）编译为字节码（.class）

第一个 Java 程序（Hello World）的编写、编译与运行

  1. 步骤1：编写Java源代码.java文件。
public class HelloWorld {
    // 程序入口点（主方法）
    public static void main(String[] args) {
        // 输出"Hello, World!"到控制台
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}
  1. 步骤2：编译Java程序。

通过javac命令把.java文件编译为.class文件。

  1. 步骤3：运行Java程序

通过java命令运行java程序。

java HelloWorld

注释（单行、多行、文档注释）

Java 中的注释用于解释代码含义，不影响程序运行，主要分为三种类型：单行注释、多行注释和文档注释。合理使用注释可以提高代码的可读性和可维护性。

单行注释（Single-line Comment）

  • 语法：以//开头，注释从//到本行末尾的内容。
  • 用途：解释单行代码的简短说明。
  • 示例：
public class CommentExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 这是一个单行注释，用于说明下面的代码功能
        System.out.println("Hello, Comments!"); // 打印输出语句
    }
}

多行注释（Multi-line Comment）

  • 语法：以 /* 开头，以 */ 结尾，可注释多行内容（包括单行）。
  • 用途：解释一段代码的逻辑或功能，适合较长的说明。
  • 注意：多行注释不能嵌套（即/*内部不能再包含 /*）。
  • 示例：
public class CommentExample {
    /*
     * 这是一个多行注释
     * 用于说明主方法的作用：
     * 作为程序入口，执行打印操作
     */
    public static void main(String[] args) {
        /* 打印欢迎信息 */
        System.out.println("Hello, Comments!");
    }
}

文档注释（Documentation Comment）

  • 语法：以 /** 开头，以 */ 结尾，主要用于注释类、方法、变量等，可通过 JDK 的 javadoc 工具生成 API 文档（HTML 格式）。
  • 用途：生成规范化的文档，方便其他开发者了解代码的功能、参数、返回值等。
  • 支持标签：可使用 @param、@return、@author、@version等标签增强文档信息。
  • 示例：
/**
 * 这是一个演示注释用法的类
 * @author 开发者名称
 * @version 1.0
 */
public class CommentExample {
    /**
     * 程序的主入口方法
     * @param args 命令行参数（未使用）
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Comments!");
    }
    
    /**
     * 计算两个整数的和
     * @param a 第一个整数
     * @param b 第二个整数
     * @return 两个整数的和
     */
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}
  • 生成文档：在命令行中执行以下命令，可将文档注释生成 HTML 文档

<font style="color:rgb(28, 31, 35);">javadoc CommentExample.java</font>

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