[Java入門筆記] Java語言簡介

前言

學習Java有一段時間了，可是一直缺乏一個系統的思想，如今從新經過書籍中、網上的文章，視頻等資料，整理與回顧Java的知識點。

言歸正傳，讓咱們先從瞭解Java語言開始。

Java語言的由來

Java是由Sun Microsystems公司推出的Java面向對象程序設計語言（如下簡稱Java語言）和Java平臺的總稱。由James Gosling和同事們共同研發，並在1995年正式推出。Java最初被稱爲Oak，是1991年爲消費類電子產品的嵌入式芯片而設計的。1995年改名爲Java，並從新設計用於開發Internet應用程序。用Java實現的HotJava瀏覽器（支持Java applet）顯示了Java的魅力：跨平臺、動態Web、Internet計算。今後，Java被普遍接受並推進了Web的迅速發展，經常使用的瀏覽器均支持Javaapplet。另外一方面，Java技術也不斷更新。Java自面世後就很是流行，發展迅速，對C++語言造成有力衝擊。在全球雲計算和移動互聯網的產業環境下，Java更具有了顯著優點和廣闊前景。[引用自百度百科]

Java語言的特色

優勢

一、簡單。

Java語言的語法與C語言和C++語言很接近，使得大多數程序員很容易學習和使用Java。另外一方面，Java丟棄了C++中不多使用的、很難理解的、使人迷惑的那些特性。去掉了C和C++中許多複雜功能，如指針、操做符重載、多繼承、自動的強制類型轉換，沒有goto語句，沒有struct和union等。特別地，Java語言不使用指針，並提供了自動的廢料收集，使得程序員沒必要爲內存管理而擔心。

 

二、面向對象。

面向對象能夠說是Java最基本的特性。Java語言的設計徹底是面向對象的，它不支持相似C語言那樣的面向過程的程序設計技術。全部的Java程序和applet均是對象，Java支持靜態和動態風格的代碼繼承及重用。它比C++更完全，純度更高。Java語言提供類、接口和繼承等原語，爲了簡單起見，只支持類之間的單繼承，但支持接口之間的多繼承，並支持類與接口之間的實現機制（關鍵字爲implements）。

 

三、跨平臺性。

與平臺無關是 Java 語言最大的優點。其它語言編寫的程序面臨的一個主要問題是 操做系統的變化，處理器升級以及核心系統資源的變化，均可能致使程序出現錯誤或沒法運行。Java的虛擬機成功地解決了這個問題，Java編寫的程序能夠在任何安裝了 Java虛擬機 JVM 的計算機上正確的運行，Sun公司實現了本身的目標 「一次寫成，到處運行」

具體表現爲：

• 結構中立：Java程序（後綴爲java的文件）在Java平臺上被編譯爲體系結構中立的字節碼格式（後綴爲class的文件）,而後能夠在實現這個Java平臺的任何系統中運行。這種途徑適合於異構的網絡環境和軟件的分發。
• 可移植：這種可移植性來源於體系結構中立性，另外，Java還嚴格規定了各個基本數據類型的長度。Java系統自己也具備很強的可移植性，Java編譯器是用Java實現的，Java的運行環境是用ANSI C實現的。
• 解釋型：Java程序在Java平臺上被編譯爲字節碼格式，而後能夠在實現這個Java平臺的任何系統中運行。在運行時，Java平臺中的Java解釋器對這些字節碼進行解釋執行，執行過程當中須要的類在聯接階段被載入到運行環境中。

 

四、健壯的。

Java的強類型機制、異常處理、廢料的自動收集等是Java程序健壯性的重要保證。對指針的丟棄是Java的明智選擇。Java的安全檢查機制使得Java更具健壯性。

 

五、安全性。

做爲網絡語言，安全是很是重要的。Java的安全性可從兩個方面獲得保證。一方面，在Java語言裏，像指針和釋放內存等C++功能被刪除，避免了非法內存操做。另外一方面，當Java用來建立瀏覽器時，語言功能和一類瀏覽器自己提供的功能結合起來，使它更安全。Java語言在你的機器上執行前，要通過不少次的測試。它通過代碼校驗，檢查代碼段的格式，檢測指針操做，對象操做是否過度以及試圖改變一個對象的類型。另外，Java擁有多個層次的互鎖保護措施，能有效地防止病毒的入侵和破壞行爲的發生。

 

六、多線程。

在Java語言中，線程是一種特殊的對象，它必須由Thread類或其子（孫）類來建立。一般有兩種方法來建立線程：其一，使用型構爲Thread(Runnable)的構造子將一個實現了Runnable接口的對象包裝成一個線程，其二，從Thread類派生出子類並重寫run方法，使用該子類建立的對象即爲線程。值得注意的是Thread類已經實現了Runnable接口，所以，任何一個線程均有它的run方法，而run方法中包含了線程所要運行的代碼。線程的活動由一組方法來控制。Java語言支持多個線程的同時執行，並提供多線程之間的同步機制（關鍵字爲synchronized）。

 

七、動態的。

Java語言的設計目標之一是適應於動態變化的環境。Java程序須要的類可以動態地被載入到運行環境，也能夠經過網絡來載入所須要的類。這也有利於軟件的升級。另外，Java中的類有一個運行時刻的表示，能進行運行時刻的類型檢查。

 

缺點

固然，全部的事情都不多是完美的，有優勢必然會有缺點。

一、效率：由於要先通過編譯和垃圾回收機制等，因此速度比較慢！不適合大型的程序，網絡遊戲等的編程！

二、複雜性，正由於它的功能強大，所以也增長了其複雜性，像當今流行的框架有不少，什麼struts，spring，jQuery等等，無疑增長了java的複雜性。

 

Java的運行機制

其餘高級語言的運行機制

計算機高級語言按照程序執行方式能夠分爲編譯型和解釋型。

編譯型語言是指在程序執行以前，首先會有一個單獨的編譯過程，針對特定的平臺（操做系統），將高級語言翻譯成機器語言，之後執行這個程序的時候，即可以直接運行，這樣編譯後能夠脫離開發環境獨立運行，效率也能夠高一些。但也有一個缺點，那就是編譯語言被編譯成特定平臺上的機器碼，一般沒法直接轉移到其餘平臺運行，若是有需求，須要從新將源代碼轉移到特定平臺，針對部分平臺進行修改以後，從新編譯。C/C++ 等都是編譯型語言。

解釋型語言是指在運行時纔將程序翻譯成機器語言，跨平臺性較好，但不足之處就是每次執行都須要進行一次編譯。至關於把編譯型語言中的編譯和解釋的過程混合到一塊兒同時完成。Ruby，Python等都是解釋型語言。

Java程序的運行機制

 Java語言比較特殊，Java語言編寫的程序也須要通過編譯步驟，只不過它並非編譯成特定語言的機器碼，而是生產與機器無關的字節碼（*.class文件）。這種字節碼不能直接運行，須要通過Java解釋器（JVM Java虛擬機）來運行。所以，Java語言是先編譯，後解釋，將這兩個步驟分開。

JVM虛擬機

上面介紹到，Java程序將字節碼運行須要JVM虛擬機，下面咱們來認識一下它。

Java虛擬機，即JVM（Java Virtual Machine）。當Java編譯器編譯Java代碼的時候，生成的是面向JVM的字節碼，再由JVM面向各操做系統，所以使用Java語言編寫的程序，其實是運行在JVM之上，而不是運行在操做系統上。

它有一個解釋器組件，能夠實現Java字節碼和計算機操做系統之間的通訊。

 JVM相似於一個抽象的計算機，和實際的計算機同樣，它具備指令集並使用不一樣的存儲區域。複雜執行指令，管理數據、內存和寄存器。

 JAVA開發工具包JDK（Java Development Kit）

JDK是JAVA開發工具包的簡稱，是Sun提供的一套用於開發Java程序的開發包。它提供了編譯，運行Java程序所需的各類工具和資源。包含Java編譯器，Java運行時環境，經常使用Java類庫等。

Java運行時環境Jre（Java Runtime Environment）

Jre是運行Java程序的必備條件，Jre包含JVM，JVM是運行Java程序的核心虛擬機，而運行Java程序不只須要核心虛擬機，還須要類加載器，字節碼校驗器以及大量基礎類庫，而JDK還包含了開發工具，所以若是隻須要運行Java程序，只須要安裝Jre便可。

Sun把Java分爲Java SE、Java EE、Java ME。

• J2SE（Standard Edition）：標準版，適用於普通應用程序的開發；
• J2EE（Enterprise Edition）：企業版，適用於大型企業級應用程序的開發；
• J2ME（Mirco Edition）：微型版，適用於移動設備或嵌入式設備的程序開發。