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【第一章】JavaSE简介

JavaSE简介

  • Java的历史
    • 1. Java的诞生:从Green项目到互联网明星
    • 2. 核心武器:JVM与跨平台原理
    • 3. 发展历程:从JDK 1.0到Java 21
    • 4. 生态版图:Java的三驾马车
      • 4.1 Java SE(标准版)
      • 4.2 Java EE / Jakarta EE(企业版)
      • 4.3 Java ME(微型版)
    • 5. 经典框架与工具链
    • 6. Java的挑战与新生
    • 7. 总结:Java的今天与明天
  • Java程序
    • Java的语言特性
    • Java当中的main方法
    • 注释的用法
    • 标识符
    • 关键字

Java的历史

1. Java的诞生:从Green项目到互联网明星

1991年,Sun Microsystems公司成立了一个名为"Green"的秘密项目,由詹姆斯·高斯林(James Gosling)领导。团队最初的目标是为智能家电(如机顶盒、烤箱、电视机等嵌入式设备)开发一种跨平台的编程语言。

高斯林最初基于C++进行改造,但发现C++的复杂性不适合嵌入式场景,于是从零开始设计了一门新语言。最初它被命名为Oak(橡树),因为高斯林办公室窗外有一棵橡树。但后来发现Oak已经被另一家公司注册了商标,于是团队 brainstorm 后改名为Java——灵感来自爪哇岛(Java)的咖啡,这也解释了为什么Java的Logo是一杯冒着热气的咖啡。

1995年,Sun公司在SunWorld大会上正式发布了Java 1.0,并喊出了那句著名的口号:“Write Once, Run Anywhere”(一次编写,到处运行)。恰逢互联网刚刚兴起,Java Applet(小应用程序)可以在浏览器中运行动态内容,瞬间引爆了开发者社区。Java一夜之间成为互联网时代的明星语言。

2. 核心武器:JVM与跨平台原理

Java之所以能实现跨平台,核心在于Java虚拟机(JVM,Java Virtual Machine)。

传统编程语言(如C/C++)的源代码会被直接编译成特定操作系统和CPU架构的机器码,换一个平台就必须重新编译。而Java的编译流程是:

  • 源代码(.java)→ 编译器(javac)→ 字节码(.class)
  • 字节码不针对任何真实CPU,而是面向JVM
  • 在不同平台上安装对应的JVM实现(Windows版、Linux版、macOS版等)
  • JVM将字节码解释或即时编译(JIT)为当前平台的机器码
  • 也就是说,Java程序本身是跨平台的,JVM才是平台相关的。开发者只需生成一份字节码,就能在任何安装了JVM的平台上运行。这一设计理念在当时极具前瞻性,也是Java长盛不衰的基石。

    3. 发展历程:从JDK 1.0到Java 21

    Java自诞生以来经历了多个重要版本,每个版本都带来了里程碑式的特性:

    版本发布时间重要特性
    JDK 1.0 1996年 第一个正式版,包含Applet、AWT等
    JDK 1.2 1998年 引入Swing、Collections框架,更名为Java 2
    JDK 5.0 2004年 泛型、注解、枚举、自动装箱/拆箱、增强for循环
    JDK 8 2014年 Lambda表达式、Stream API、Optional、新的日期时间API
    JDK 11 2018年 LTS版本,模块化系统(Project Jigsaw)成熟
    JDK 17 2021年 LTS版本,密封类、模式匹配预览
    JDK 21 2023年 LTS版本,虚拟线程(Project Loom)、记录模式正式化

    其中JDK 5和JDK 8是Java发展史上最重要的两个转折点。JDK 5让Java语言本身变得更加现代化和类型安全;JDK 8引入的函数式编程风格则彻底改变了Java开发者的编码习惯。

    4. 生态版图:Java的三驾马车

    Java之所以能统治企业级开发二十余年,离不开其庞大的生态体系。Java生态主要由三大领域构成:

    4.1 Java SE(标准版)

    Java SE是核心基础,包含JVM、核心类库(java.lang、java.util、java.io等)、GUI工具包等。所有Java开发者都从Java SE开始学习。

    4.2 Java EE / Jakarta EE(企业版)

    Java EE(Enterprise Edition)提供了面向企业级应用的API和运行时环境,包括Servlet、JSP、EJB、JPA、JMS等。2017年,Oracle将Java EE移交给Eclipse基金会,更名为Jakarta EE。Spring框架(尤其是Spring Boot)的出现,让Java EE开发变得更加轻量和高效。

    4.3 Java ME(微型版)

    Java ME是为嵌入式设备和移动设备设计的精简版,曾在功能机时代(如诺基亚手机游戏)大放异彩。随着智能手机时代的到来,Java ME逐渐被Android(虽然也使用Java语言,但运行在Dalvik/ART虚拟机上)取代。

    5. 经典框架与工具链

    Java的繁荣离不开其强大的框架和工具生态:

    • Spring全家桶:Spring Framework、Spring Boot、Spring Cloud、Spring Security,几乎成为Java企业开发的标配
    • ORM框架:Hibernate、MyBatis,简化数据库操作
    • 构建工具:Maven、Gradle,管理依赖和构建流程
    • 应用服务器:Tomcat、Jetty、WildFly
    • 微服务与云原生:Spring Cloud、Quarkus、Micronaut,适应云原生时代
    • 大数据生态:Hadoop、Spark、Flink、Kafka,核心组件大多用Java/Scala编写

    6. Java的挑战与新生

    近年来,Java也面临着来自多方面的挑战:

    • 性能与启动速度:传统Java应用启动慢、内存占用高。GraalVM原生镜像技术正在解决这一问题,让Java也能胜任Serverless和容器化场景。
    • 语言竞争:Kotlin(JVM语言)在Android开发中取代了Java的地位;Go和Rust在云原生和系统编程领域崛起。
    • 语法臃肿:相比Python、JavaScript等动态语言,Java的样板代码较多。不过从JDK 8开始,Java一直在加速演进——记录类(Record)、密封类(Sealed Class)、模式匹配、虚拟线程等新特性让Java变得越来越简洁和强大。

    7. 总结:Java的今天与明天

    从1995年诞生至今,Java已经走过了近30年的历程。它见证了互联网的兴起、移动互联网的爆发、云计算和大数据时代的到来。尽管面临诸多挑战,Java依然是:

    • TIOBE指数长期稳居前三的编程语言
    • 全球企业级应用的首选语言
    • 大数据和中间件领域的核心语言
    • 拥有最庞大的开发者社区和第三方库生态

    随着JDK 21引入虚拟线程(Project Loom)、JDK后续版本持续优化值类型(Project Valhalla)和结构化并发,Java正在焕发新的活力。对于初学者来说,Java依然是入门后端开发、理解面向对象思想的最佳选择之一。

    Java不会消亡,它只是在不断进化。

    Java程序

    那么介绍完Java的语言历史以后,接下来介绍Java程序。

    Java的语言特性

    Java中,Java有以下几种语言特性:简单性,面向对象,可移植性等的语言特性。

    • 简单性 :Java语法可以看作是对于我们前面所述的C语言等的一个简化版本。因为在Java里面并不涉及到指针的运算,结构体,联合体,就是简简单单的对象。那么,这就要引出下面的特性:面向对象。
    • 面向对象 :在Java语言的世界里,我们可以把一些事物抽象成类,而后可以创建实例化的对象。也就是说“一切皆对象”。
    • 可移植性 :在詹姆斯.高斯林创建Java语言的时候,就有这“一次编译,到处运行”的特性。所以说Java语言在JVM虚拟机当中运行,详细可以见上面“2. 核心武器:JVM与跨平台原理”。

    Java当中的main方法

    同样的,我们先展示一段Java代码

    public class testDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello World!");
    }
    }

    这就是一段带有主方法的函数调用的程序,那么我们可以把这个拆分为两部分来看: 1.类:一个或多个方法,方法必须在类的内部声明 2.方法:就是C语言当中所讲的函数,不知道的可以去本人C语言章节的“【第六章】函数及函数递归”来查阅。

    注意⚠️:在一个源文件中只能有一个public修饰的类,而且.java源文件的名字必须与public修饰的类名相同。

    那么在运行的时候,我们就会进行以下几步: 编译—生成.class的字节码文件—运行。

    在运行Java语言之前,我们必须先安装好JDK(Java Development Kit),这是Java语言的开发工具包,在它的里面包含了JRE(Java Runtime Environment),在JRE里面还包含了JVM,这就是我们所说的Java虚拟机,Java SE的程序都在JVM上运行。

    注释的用法

    注释有以下几种: 1.单行注释://注释内容 2.多行注释:/注释内容 / 3.文档注释:/ 文档注释*/ 它可以被Javadoc工具解析,生成一套以网页文件形式体现的说明文档。

    注意: 1.多行注释不能嵌套使用 2.注释在编译阶段自动被编译器舍去,不参与编译。

    标识符

    标识符是用户在程序中给类名,方法,变量所取的名字,往往有以下几个特点:

    • 可以包含数字,字母,下划线和$
    • 标识符不能以数字开头,而且标识符也不能创建为关键字

    关键字

    Java关键字是语言中预定义的保留字,具有特定含义和功能,不能用作标识符(如变量名、类名等)。这些关键字通常用于定义程序结构、数据类型、流程控制等。Java的关键字可以在Orcale官网查到,也可以在API帮助文档中查询,这里不在啰嗦。


    好的,那么到此本章就基本结束了,本章我们从Java语言入手,介绍了Java的历史,Java程序的特点以及编写程序的注意事项。下一章,我会为大家介绍Java中的数据类型,运算符和程序的基本逻辑。那我们下一章不见不散,喜欢的朋友记得给个三连呦~

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