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1、Java概述

小熊同学大约 36 分钟

1.2 本章专题与脉络

第1阶段:Java基本语法-第01章

2. 抽丝剥茧话Java

2.1 当前大学生就业形势

  • 麦可思研究院发布了《2022年中国大学生就业报告》,针对2021届毕业生收入较高的本科专业排行榜:

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  • 麦可思研究院发布过《2021年中国大学生就业报告》,应届本科毕业生就业数量较大的前十位行业类的就业质量:

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  • 报告还对毕业三年后的2017届毕业生所在十大行业进行了统计:

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  • 从国家统计局发布的2021年全国平均工资来看,不管在城镇非私营单位还是私营单位,IT``业均为最高

2.2 IT互联网是否依旧靠谱

过去不能代表未来!互联网是否依旧靠谱?!

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2014 年至 2018 年间,我国网民规模从 6.49 亿增长为 8.29 亿,增幅为 27.5%。同一时间段,全国移动互联网接入的流量却从 20.6EB 增长到了 711.1EB,增幅达 3352%(获取和处理的信息量大幅增加)。

随着 5G 技术进一步拓宽移动互联网的速度和容量,产业互联网将在消费型流量的基础上创造生产型流量,根据报告的预测,至 2024 年,全国移动互联网的接入流量将达到 127663.8EB, 流量规模达到``2018``年的``179.5``倍

当下,5G、物联网、人工智能、产业互联网都是国家政策大方向,需要大量能与机器对话的中高端人才。

2.3 IT行业岗位分析

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软件开发,是进入互联网IT圈最好的选择之一!

  • 起始薪资高

  • 工作环境好

  • 涨薪幅度高

  • 行业更公平

2.4 软件开发之Java开发

移动应用领域(集成Android平台):Java在Android端是主要开发的语言,占有重要的地位。

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企业级应用领域(JavaEE后台):用来开发企业级的应用程序,大型网站如淘宝、京东、12306,以及各大物流、银行、金融、社交、医疗、交通、各种OA系统等都是用JavaEE技术开发的。

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大数据分析、人工智能领域:流行的大数据框架,如Hadoop、Flink都是用Java编写的。Spark使用Scala编写,但可以用Java开发应用。image-20220511091647358

Eversoft公司在提到2022年Java发展趋势时写道:

  • Java ``是用于开发大数据项目的最主流的语言。我们可以轻松地预测它也将在之后继续主导大数据

**游戏领域、桌面应用、嵌入式领域:**很多大型游戏的后台、桌面应用等也是Java开发的。

2.5 到底多少人在用Java

2020年,根据 IDC 的报告“Java Turns 25”显示,超过 900 ``万名开发人员(全球专职开发人员中的 69%)在使用 Java——比其他任何语言都多。该报告指出,大多数企业业务服务都依靠 Java 来实现。

... Java 一直是开发人员中最流行的编程语言,被誉为“宇宙第一语言”。

我想告诉大家:

“市场的需求比较大,市场的供给比较大”

“如果你在Java领域里持续积累5-7年以上,那么你至少会成为这个行业的一个专家!”

2.6 八卦一下程序员

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还可以是:

2.7 Java系列课程体系

见02_学习路线图之《Java中高级程序员全程学习路线图.xmind》

2.8 Java职业晋升路线图

薪资数据统计来源:拉勾网

3. 计算机的硬件与软件

3.1 计算机组成:硬件+软件

3.2 CPU、内存与硬盘

CPU(Central Processing Unit,中央处理器)

  • 人靠大脑思考,电脑靠CPU来运算、控制。

硬盘(Hard Disk Drive)

  • 计算机最主要的存储设备,容量大,断电数据不丢失。

  • 正常分类:机械硬盘(``HDD``)固态硬盘(``SSD``)以及混合硬盘(``SSHD``)

  • 固态硬盘在开机速度和程序加载速度远远高于机械硬盘,缺点就是贵,所有无法完全取代机械硬盘。

内存(Memory)

  • 负责硬盘上的数据与CPU之间数据交换处理

  • 具体的:保存从硬盘读取的数据,提供给CPU使用;保存CPU的一些临时执行结果,以便CPU下次使用或保存到硬盘。

  • 断电后数据丢失。

3.3 输入设备:键盘输入

熟悉指法

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不熟悉键盘的小伙伴,可以“金山打字通”走起了。坚决杜绝二指禅!!

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4. 软件相关介绍

4.1 什么是软件

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

Pascal之父Nicklaus Wirth: “Programs = Data Structures + Algorithms”

系统软件:

应用软件:

4.2 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),需要在控制台输入特定的指令,让计算机完成一些操作。需要记忆一些指令,较为麻烦。

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4.3 常用的DOS命令

DOS(Disk Operating System,磁盘操作系统)是Microsoft公司在Windows之前推出的一个操作系统,是单用户、单任务(即只能执行一个任务)的操作系统。现在被Windows系统取代。

对于Java初学者,学习一些DOS命令,会非常有帮助。

进入DOS操作窗口:

按下Windows+R键盘,打开运行窗口,输入cmd回车,进入到DOS的操作窗口。

  • image-20220520100110104

常用指令:

操作``1``:进入和回退

操作说明
盘符名称:盘符切换。E:回车,表示切换到E盘。
dir列出当前目录下的文件以及文件夹
cd 目录进入指定单级目录。
cd 目录1\目录2\..进入指定多级目录。cd atguigu\JavaSE
cd ..回退到上一级目录。
cd \ 或 cd /回退到盘符目录。

操作``2``:增、删

操作说明
md 文件目录名创建指定的文件目录。
rd 文件目录名删除指定的文件目录(如文件目录内有数据,删除失败)

操作``3``:其它

操作说明
cls清屏。
exit退出命令提示符窗口。
← →移动光标
↑ ↓调阅历史操作命令
Delete和Backspace删除字符

5. 计算机编程语言

5.1 计算机语言是什么

**语言:**是人与人之间用于沟通的一种方式。例如:中国人与中国人用普通话沟通。而中国人要和英国人交流,可以使用英语或普通话。

**计算机编程语言:**就是人与计算机交流的方式。人们可以使用编程语言对计算机下达命令,让计算机完成人们需要的功能。

计算机语言有很多种。如:C 、C++、Java、Go、JavaScript、Python,Scala等。

体会:语言 = 语法 + 逻辑

5.2 计算机语言简史

第一代:机器语言(相当于人类的石器时代)

  • 1946年2月14日,世界上第一台计算机ENAC诞生,使用的是最原始的穿孔卡片。这种卡片上使用的是用二进制代码表示的语言,与人类语言差别极大,这种语言就称为机器语言。比如一段典型的机器码:

 

1.	0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16
    2.	0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1
    3.	0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16
  • 这种语言本质上是计算机能识别的唯一语言,人类很难理解。可以大胆想象"此时的程序员``99.9%``都是异类!"

第二代:汇编语言(相当于人类的青铜&铁器时代)

使用英文缩写的助记符来表示基本的操作,这些助记符构成了汇编语言的基础。比如:LOADMOVE等,使人更容易使用。因此,汇编语言也称为符号语言

  • 优点:能编写高效率的程序

  • 缺点:汇编语言是面向机器的,不同计算机机型特点不同,因此会有不同的汇编语言,彼此之间不能通用。程序不易移植,较难调试。

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比起机器语言,汇编大大进步了,是机器语言向更高级的语言进化的桥梁。目前仍然应用于工业电子编程领域、软件的加密解密、计算机病毒分析等。

第三代:高级语言(相当于人类的信息时代)

高级语言发展于20世纪50年代中叶到70年代,是一种接近于人们使用习惯的程序设计语言。它允许程序员使用接近日常英语的指令来编写程序,程序中的符号和算式也与日常用的数学式子差不多,接近于自然语言和数学语言,容易为人们掌握。比如:

高级语言独立于机器,有一定的通用性;计算机不能直接识别和执行用高级语言编写的程序,需要使用编译器或者解释器,转换为机器语言才能被识别和执行。

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此外,高级语言按照程序设计方法的不同,又分为:面向过程的语言面向对象的语言

  1. C、Pascal、Fortran面向过程的语言

  2. C++面向过程/面向对象

  3. Java跨平台的纯面向对象的语言

  4. C#、Python、JavaScript、Scala…

目前以及可预见的将来,计算机语言仍然处于“第三代高级语言”阶段。但是不管是什么语言,最后都要向机器语言靠近,因为CPU只认识0和1。

5.3 计算机语言排行榜

TIOBE (https://www.tiobe.com/tiobe-index/)是一个流行编程语言排行,每月更新。排名权重基于世界范围内open in new window 工程师数量,Google、Bing、Yahoo! 、Wikipedia、Amazon、Youtube和百度这些主流的搜索引擎,也将作为排名权重的参考指标。

计算机语言走势

5.4 编程语言,该学哪个?

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网传的编程语言鄙视链:

C语言:万物之源

  • 诞生于1972``年,由AT&T公司旗下贝尔实验室创建完成,用于构建Unix操作系统。

  • 偏向计算机底层操作(操作系统、网络、硬件驱动等)。

  • 优势:几乎所有现代编程语言都脱胎于C

  • 劣势:相当陡的学习曲线;不支持面向对象编程

C++语言:难学的语言

  • 诞生于1983年,作为C语言的增强方案、升级版本。C++是C语言的超集,C语言的大部分知识也适用于C++。

  • 用途:windows 或 MacOS UI、office全家桶、主流的浏览器、Oracle、MySQL、著名的游戏引擎(如星际争霸、魔兽世界)等

  • 优势:很多公司都用 C++ 开发核心架构,如 Google、腾讯、百度、阿里云等;面向对象性

  • 劣势:体系极为庞大,这是世界目前来说最复杂也是最难的编程语言。

  • C#语言:背靠大树的语言

  • 诞生于2000``年,一款强大而灵活的编程语言。靠着微软这棵大树,是多年来windows平台的一门主流编程语言。

  • 用途:windows桌面应用开发、Windows Azure、游戏开发

PHP语言:最好的语言?

  • 诞生于1994年,一款服务器端脚本语言。最初表示个人主页(Personal Home Page)

  • PHP语法和C类似,有很多的模板和框架,简单易懂,也许你可以在短短几天做出web app。它主要用于web端,快速建站网络开发

  • 劣势:学习门槛太低;其代码运行速度低于大部分编程语言党争对手

Python:易学的语言

  • 诞生于1991年,一种面向对象的语言,虽然运行效率不高,但是开发效率非常高

  • Python被称为胶水语言,哪里都可以用。

JavaScript语言:前端为王

  • 诞生于1995年,网景公司开发完成。

  • JavaScript是JavaScript 是目前所有主流浏览器上唯一支持的脚本语言。在前端开发中,占有不可替代的地位。

Java语言:需求旺盛

  • 创建于1995年,Java是一种面向对象、基于类的编程语言。

  • Java可能是目前运用最广的项目语言。代码稳定性超过 C 和 C++,生产力远超 C 和 C++。有 JVM 在,可以轻松地跨平台。

  • 具有强大的开源开发工具,大量的开源共享库。

  • Java拥有世界上数量最多的程序员,最不缺人。

Go语言:夹缝中生存

  • Go 语言现在很受关注,它是取代 C 和 C++ 的另一门有潜力的语言。

    • C 语言太原始了,C++ 太复杂了,Java 太高级了,所以 Go 语言就在这个夹缝中出现了。
  • Go语言已成为云计算领域事实上的标准语言,尤其是在 Docker/Kubernetes 等项目中。

  • Go 语言语法特别简单,你有了 C 和 C++ 的基础,学习 Go 的学习成本基本为零。

  • Go社区从Java社区移植了各种优秀的框架或库。

总结:

  • 程序设计语言有很多种,每种语言都是为了实现某个特定的目的而发明的。

  • 没有“最好”的语言,只有在特定场景下相对来说,最适合的语言而已。

  • 如果你掌握了一种编程语言,也会更容易上手其它的编程语言。关键是学习如何使用程序设计方法来解决问题。这也是本套课程的主旨。

  • Talk is cheap,Show me the code。

6. Java语言概述

6.1 Java概述

  • 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),内嵌在HTML代码中。

  • 伴随着互联网的迅猛发展,以及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。

6.2 Java语言简史

起步阶段:

1991年,Sun公司的工程师小组想要设计一种语言,应用在电视机电话闹钟烤面包机等家用电器的控制和通信。由于这些设备的处理能力内存都很有限,并且不同的厂商会选择不同的中央处理器(CPU),因此这种语言的关键是代码短小紧凑与平台无关(即不能与任何特定的体系结构捆绑在一起)。

Gosling团队率先创造了这个语言,并命名为“Oak"(起名的原因是因为他非常喜欢自己办公室外的橡树)。后因智能化家电的市场需求没有预期的高,Sun公司放弃了该项计划。

随着20世纪90年代互联网的发展,Sun公司发现该语言在互联网上应用的前景,于是改造了Oak,于1995年5月以Java的名称正式发布。(Java是印度尼西亚爪哇岛的英文名称,因盛产咖啡而闻名。)

发展阶段:

发行版本发行时间备注
Java 1.01996.01.23Sun公司发布了Java的第一个开发工具包
Java 1.11997.02.19JavaOne会议召开,创当时全球同类会议规模之最。
Java 1.21998.12.08Java拆分成:J2SE(标准版)、J2EE(企业版)、J2ME(小型版)
Java 1.32000.05.08
Java1.42004.02.06
Java 5.02004.09.30①版本号从1.4直接更新至5.0;②平台更名为JavaSE、JavaEE、JavaME
Java 6.02006.12.112009.04.20 Oracle宣布收购SUN公司
2009.04.20Oracle公司收购SUN,交易价格74``亿美元。
Java 7.02011.07.02
Java 8.02014.03.18此版本是继Java 5.0以来变化最大的版本。是长期支持版本(LTS)
Java 9.02017.09.22①此版本开始,每半年更新一次;②Java 9.0开始不再支持windows 32位系统
Java 10.02018.03.21
Java 11.02018.09.25JDK安装包取消独立JRE安装包,是长期支持版本(LTS)
Java 12.02019.03.19
......
Java17.02021.09发布Java 17.0,版本号也称为21.9,是长期支持版本。
......
Java19.02022.09发布Java19.0,版本号也称为22.9。

6.3 Java之父

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  • 詹姆斯``·``高斯林``(James Gosling)先生以“Java 技术之父”而闻名于世。他是Java 技术的创始人,他亲手设计了Java语言,并开发了Java编译器和Java虚拟机,使Java成为了世界上最流行的开发语言。

  • James Gosling于1984 年加入Sun公司,并一直服务于Sun公司,直至2010年前后,Sun被Oracle并购而加入Oracle,担任客户端软件集团的首席技术官; 2010年4月从Oracle离职。

6.4 公司八卦

SUN 与 Oracle

SUN是一家极具创新能力的公司,2001年 “9.11”以前,SUN公司市值超过``1000``亿美元。 但是没能利用Java构建一个强有力、可变现的生态系统,没打好Java这张牌。此后,互联网泡沫破裂,硬件需求大幅减少,它的市值在一个月之内跌幅超过90%。SUN公司的成长用了20年,而衰落只用了1年!

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Oracle 与 Google

Google和Oracle的侵权事件:

2010 年 8 月,Oracle 起诉 Google 的 Android 系统侵权,要求赔偿 26 亿美元。

  • Oracle认为Google的代码中使用了Java的37``个``API,并且认为Google是故意为之,因为这样做的好处是可以让更多的Java程序员更容易接受Android的代码。

  • Oracle认为Android 中有9``行代码直接抄袭了Java的实现。这9行牛气哄哄的代码都出自一人之手,他就是Java 大牛------Joshua Bloch

2018 年 3 月,美国联邦巡回上诉法院裁决,谷歌侵犯了甲骨文的版权,支付高达88``亿美元的赔偿金。

2021 年 4 月,美国最高法院给出了最终裁决:谷歌胜诉,其代码属于“合理使用”的范畴。为期十多年的软件行业“第一版权案”落幕。

//Code In OpenJDK / Android :
1. private static void rangeCheck(int arrayLen, int fromIndex, int toIndex) {
2.    if (fromIndex > toIndex)
3.        throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +
4.                   ") > toIndex(" + toIndex+")");
5.    if (fromIndex < 0)
6.        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(fromIndex);
7.    if (toIndex > arrayLen)
8.        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(toIndex);
9. }

6.5 Java技术体系平台

Java SE(Java Standard Edition)标准版

  • 支持面向桌面级应用(如Windows下的应用程序)的Java平台,即定位个人计算机的应用开发。

  • 包括用户界面接口AWT及Swing,网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。

  • 此版本以前称为J2SE

Java EE(Java Enterprise Edition)企业版

  • 为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案,即定位在服务器端的``Web``应用开发

  • JavaEE是JavaSE的扩展,增加了用于服务器开发的类库。如:Servlet能够延伸服务器的功能,通过请求-响应的模式来处理客户端的请求;JSP是一种可以将Java程序代码内嵌在网页内的技术。

  • 版本以前称为J2EE

Java ME(Java Micro Edition)小型版

  • 支持Java程序运行在移动终端(手机、机顶盒)上的平台,即定位在消费性电子产品的应用开发

  • JavaME是JavaSE的内伸,精简了JavaSE 的核心类库,同时也提供自己的扩展类。增加了适合微小装置的类库:javax.microedition.ioopen in new window.*等。

  • 此版本以前称为J2ME

注意:Android开发不等同于Java ME的开发

7. Java开发环境搭建(掌握)

7.1 什么是JDK、JRE

JDK (Java Development Kit):是Java程序开发工具包,包含JRE 和开发人员使用的工具。

JRE (Java Runtime Environment) :是Java程序的运行时环境,包含JVM 和运行时所需要的核心类库

如下是Java 8.0 Platform:

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小结:

JDK = JRE + 开发工具集(例如Javac编译工具等)

JRE = JVM + Java SE标准类库

7.2 JDK版本选择

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  • 自Java 8版本发布以来,其后的每次更新,都会有小伙伴高呼:Java8 YYDS!

  • 论坛的声音:“你发任你发,我用Java 8`!”

数据说话1:

JRebel 于2022年4月前后发布了《2022 年Java生态系统状况报告》,报告中提到使用Java11 的占比最多,Java 8 紧随其后,如下图。而此前2020年的报告显示,Java8占比达到了84.48%

我的分析:

G1是最受欢迎的GC算法。Java 11及更高版本的G1收集器是默认的GC,而Java 8中并不是。出于对G1的喜爱,很多开发者才会选择抛弃Java 8。

数据说话2:

此外,某美国软件开发商在对近千名专业的Java开发者调研后,发布的《2022年Java开发者生产力报告》称:八年前发布的Java 8依然是Java中应用最广泛的版本,占比 37%,其次是 Java 11,占比29%

高斯林说话:

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Spring框架说话:

在Java 17正式发布之前,Java开发框架Spring率先在官博宣布,Spring Framework 6和Spring Boot 3计划在2022年第四季度实现总体可用性的高端基线:

  • Java 17+(来自 Spring Framework 5.3.x 线中的 Java 8-17)

  • Jakarta EE 9+(来自Spring框架5.3.x 线中的 Java EE 7-8)

Spring 官方说明:https://spring.io/blog/2022/01/20/spring-boot-3-0-0-m1-is-now-available

意味着:springboot3.0 是需要用java17和spring6.0为基础建设。如果从企业选型最新springboot3.0作为架构来说,它搭配jdk17肯定是标配了。

7.3 JDK的下载

(1)在Developers页面中间的技术分类部分,选择Java,单击进入,如图所示:

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(2)这里展示的是最新Java版本,例如Java17。单击Download Java,然后选择具体的版本下载。

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(3)选择Download Java按钮后

(4)如果想安装Java8 可以选择如下位置:

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(5)选择Accept License Agreement,

image-20211019111252989

(6)注册或登录后下载:

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(7)如果需要安装其它版本,可以选择Java archive:

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接着进行选择下载即可:

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7.4 JDK的安装

安装说明:

傻瓜式安装,下一步即可。

建议:安装路径不要有中文或者空格等特殊符号。

本套课程会同时安装JDK8 和 JDK17,并以JDK17为默认版本进行讲解。

安装步骤:

(1)双击jdk-17_windows-x64_bin.exe文件,并单击下一步,如图所示:

(2)修改安装路径,单击更改,如图所示:

(3)将安装路径修改为D:\develop_tools\jdk\jdk-17.0.2\,并单击下一步,如图所示:

(4)稍后几秒,安装完成,如图所示:

7.5 配置path环境变量

7.5.1 理解path环境变量

什么是path环境变量?

答:window操作系统执行命令时,所要搜寻的路径。

为什么配置path?

答:希望在命令行使用javac.exe等工具时,任意目录下都可以找到这个工具所在的目录。

以JDK为例演示

我们在C:\Users\songhk目录下使用javac命令,结果如下:

我们在JDK的安装目录的bin目录下使用javac命令,结果如下:

image-20220607113708022

我们不可能每次使用java.exe,javac.exe等工具的时候都进入到JDK的安装目录下,太麻烦了。这时就需要配置path环境变量。

7.5.2 JDK8配置方案1:只配置path

步骤:

(1)打开桌面上的计算机,进入后在左侧找到此电脑,单击鼠标右键,选择属性,如图所示:

(2)选择高级系统设置,如图所示:

(3)在高级选项卡,单击环境变量,如图所示:

(4)在系统变量中,选中Path 环境变量,双击或者点击编辑 ,如图所示:

(5)点击新建,填入D:\develop_tools\jdk\jdk1.8.0_271\bin ,并将此值上移到变量列表的首位。如图所示:

  • 编辑模式1:

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  • 编辑模式2:(注意,结尾需要有英文模式下的;)

(6)环境变量配置完成,重新开启DOS命令行,在任意目录下输入javacjava命令或java -version,运行成功。

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7.5.3 JDK8配置方案2:配置JAVA_HOME+path(推荐)

  • 步骤:

(1)打开桌面上的计算机,进入后在左侧找到计算机,单击鼠标右键,选择属性,如图所示:

(2)选择高级系统设置,如图所示:

(3)在高级选项卡,单击环境变量,如图所示:

(4)在系统变量中,单击新建 ,创建新的环境变量,如图所示:

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(5)变量名输入JAVA_HOME,变量值输入 D:\develop_tools\jdk\jdk1.8.0_271 ,单击确定,如图所示:

image-20220607114800372

(6)选中Path 环境变量,双击或者点击编辑 ,如图所示:

(7)在变量值的最前面,键入%JAVA_HOME%\bin。如图所示:

image-20220607114953758

注意:强烈建议将%JAVA_HOME%\bin声明在path环境变量中所有变量的最前面!

(8)环境变量配置完成,重启DOS命令行,在任意目录下输入javacjava命令或java -version,运行成功。

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我想说:

有的书籍、论坛、视频上还提到配置classpath,用于指名class文件识别的路径。其实是没必要的,反而建议大家如果配置了classpath环境变量,要删除。对于初学者,反而不友好。

小结如下:

7.5.4 JDK17配置方案:自动配置

不管大家有没有提前安装JDK8或其它版本JDK,在我们安装完JDK17之后,理应按JDK8的方式配置path环境变量。但是,我们发现在安装完JDK17以后,配置环境变量之前,执行CMD指令:

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竟然成功了!而且是17.0.2版本。因为JDK17在安装之后,自动进行了环境变量的配置。如下:

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这里建议,将JDK17安装的路径,设置为JAVAHOME,并将`%JAVAHOME%\bin`上移到首位。image-20221110142710972

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思考:如果你仍然希望在JDK8下开发Java程序?如何做呢?

8. 开发体验:HelloWorld(掌握)

JDK安装完毕,我们就可以开发第一个Java程序了,习惯性的称为:HelloWorld。

8.1 开发步骤

Java程序开发三步骤:编写编译运行

  • 将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的源文件中

  • 通过 javac.exe 命令对该 java 文件进行编译,生成一个或多个字节码文件

  • 通过 java.exe 命令对生成的 class 文件进行运行

8.2 编写

(1)在D:\JavaSE\chapter01 目录下新建文本文件,完整的文件名修改为HelloWorld.java,其中文件名为HelloWorld,后缀名必须为.java

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(2)用记事本或editplus等文本编辑器打开(虽然记事本也可以,但是没有关键字颜色标识,不利于初学者学习)

(3)在文件中输入如下代码,并且保存:

class HelloChina {
  	public static void main(String[] args) {
    	System.out.println("HelloWorld!!");
  	}
}
  • 友情提示1:每个字母和符号必须与示例代码一模一样,包括大小写在内。

  • 友情提示2:

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第一个HelloWord 源程序就编写完成了,但是这个文件是程序员编写的,JVM是看不懂的,也就不能运行,因此我们必须将编写好的Java``源文件 编译成JVM可以看懂的字节码文件 ,也就是.class文件。

8.3 编译

在DOS命令行中,进入D:\JavaSE\chapter01目录,使用javac 命令进行编译。

使用文件资源管理器打开D:\JavaSE\chapter01目录,然后在地址栏输入cmd。

image-20220801010435144

命令:

javac Java源文件名.后缀名java

举例:

javac HelloWorld.java

image-20220801010840640

编译成功后,命令行没有任何提示。打开D:\JavaSE\chapter01目录,发现产生

了一个新的文件 HelloChina.class,该文件就是编译后的文件,是Java的可运

行文件,称为字节码文件,有了字节码文件,就可以运行程序了。

8.4 运行

在DOS命令行中,在字节码文件目录下,使用java 命令进行运行。

命令:

java 主类名字

主类是指包含main方法的类,main方法是Java程序的入口:

public static void main(String[] args){
    
}

举例:

java HelloChina

错误演示:

java HelloChina.class

image-20220801011104381

9. Java开发工具

9.1 都有哪些开发Java的工具

级别一:文本开发工具

image-20220513185907022

级别二:集成开发环境(Integrated Development Environment,IDE)

把代码编写,编译,执行,调试等多种功能综合到一起的开发工具。

image-20220513190655773

9.2 如何选择

前期我们先使用文本开发工具,培养代码感,利于公司笔、面试。

后期我们使用IDE,提供更强大的功能支持

10. HelloWorld案例常见错误

10.1 拼写问题

  • 单词拼写问题

    • 正确:class 错误:Class

    • 正确:String 错误:string

    • 正确:System 错误:system

    • 正确:main 错误:mian

  • Java语言是一门严格区分大小写的语言

  • 标点符号使用问题

    • 不能用中文符号,英文半角的标点符号(正确)

    • 括号问题,成对出现

10.2 编译、运行路径问题

举例1:

image-20220310231657692

  • 源文件名不存在或者写错

  • 当前路径错误

  • 后缀名隐藏问题

举例2:

image-20220310231717893

  • 类文件名写错,尤其文件名与类名不一致时,要小心

  • 类文件不在当前路径下,或者不在classpath指定路径下

10.3 语法问题

举例1:

image-20220310231746581

声明为public的类应与文件名一致,否知编译失败。

举例2:

image-20220310231815405

编译失败,注意错误出现的行数,再到源代码中指定位置改错

10.4 字符编码问题

当cmd命令行窗口的字符编码与.java源文件的字符编码不一致,如何解决?

解决方案一:

  • 在Notepad++等编辑器中,修改源文件的字符编码:

1557881271819

  • 在EditPlus中可以将Java源文件另存为ANSI编码方式(中文操作系统下即为GBK字符集)

1658810752424

解决方案二:

在使用javac命令式,可以指定源文件的字符编码
javac -encoding utf-8 Review01.java

10.5 建议

  • 注意缩进!

    • 一定要有缩进。缩进就像人得体的衣着一样!

    • 只要遇到{}就缩进,缩进的快捷键tab键。

  • 必要的空格

    • 变量类型、变量、赋值符号、变量值之间填充相应空格,更美观。比如: int num = 10;

11. HelloWorld小结

11.1 Java程序的结构与格式

结构:

类{
    方法{
        语句;
    }
}

格式:

(1)每一级缩进一个Tab键

(2){}的左半部分在行尾,右半部分单独一行,与和它成对的"{"的行首对齐

11.2 Java程序的入口

Java程序的入口是main方法

public static void main(String[] args){
    
}

11.3 两种常见的输出语句

  • 换行输出语句:输出内容,完毕后进行换行,格式如下:

 

  • System.out.println(输出内容);

 

  • 直接输出语句:输出内容,完毕后不做任何处理,格式如下

 

  • System.out.print(输出内容);

注意事项:

换行输出语句,括号内可以什么都不写,只做换行处理

直接输出语句,括号内什么都不写的话,编译报错

11.4 源文件名与类名

(1)源文件名是否必须与类名一致?public呢?

如果这个类不是public,那么源文件名可以和类名不一致。但是不便于代码维护。

如果这个类是public,那么要求源文件名必须与类名一致。否则编译报错。

我们建议大家,不管是否是public,都与源文件名保持一致,而且一个源文件尽量只写一个类,目的是为了好维护。

(2)一个源文件中是否可以有多个类?public呢?

一个源文件中可以有多个类,编译后会生成多个.class字节码文件。

但是一个源文件只能有一个public的类。

12. 注释(comment)

image-20220610113151774

什么是注释?

  • 源文件中用于解释、说明程序的文字就是注释。

注释是一个程序员必须要具有的良好编程习惯。实际开发中,程序员可以先将自己的思想通过注释整理出来,再用代码去体现。

  • 程序员最讨厌两件事:

    一件是自己写代码被要求加注释

    另一件是接手别人代码,发现没有注释

 

  • 不加注释的危害

 

 

  • Java中的注释类型:

    • 单行注释

     

    • //注释文字

     

    • 多行注释

     

    • /*
      注释文字1
      注释文字2
      注释文字3
      */

     

    • 文档注释 (Java特有)

     

    • /**
      @author 指定java程序的作者
      @version 指定源文件的版本
      */
  • 注释的作用

    • 它提升了程序的可阅读性。(不加注释的危害性,见图。)

    • 调试程序的重要方法。

具体使用1:单行注释、多行注释

  • 对于单行和多行注释,被注释的文字,不会不会出现在字节码文件中,进而不会被JVM(java虚拟机)解释执行。

  • 多行注释里面不允许有多行注释嵌套。

  • 一个段子

 

  • A:嘿 //是什么意思啊?
    B:嘿.
    A:呃 我问你//是什么意思?
    B:问吧.
    A:我刚才不是问了么?
    B:啊?
    A:你再看看记录...
    B:看完了.
    A:......所以//是啥?
    B:所以什么?
    A:你存心耍我呢吧?
    B:没有啊 你想问什么?
    ……
    不断循环之后,A一气之下和B绝交,自己苦学程序。
    N年之后,A终于修成正果,回想起B,又把聊天记录翻出来看,这时,他突然发现B没有耍他……
    而他自己也不知道当年他问B的究竟是什么问题……

具体使用2:文档注释(Java特有)

  • 文档注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析,生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。

  • 操作方式。比如:

 

  • javadoc -d mydoc -author -version HelloWorld.java

image-20220310232527578

案例:

//单行注释
/*
多行注释
*/
/**
文档注释演示。这是我的第一个Java程序!^_^
@author songhk
@version 1.0
*/
public class HelloWorld{
    
	/**
	Java程序的入口
	@param args main方法的命令参数
	*/
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("hello");
    }
}

13. Java API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说明文档,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。大多数Java书籍中的类的介绍都要参照它来完成,它是编程者经常查阅的资料。

  • Java API文档,即为JDK使用说明书、帮助文档。类似于:

新华字典

新华字典

14. Java核心机制:JVM

14.1 Java语言的优缺点

Java确实是从C语言和C++语言继承了许多成份,甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。“青出于蓝,而胜于蓝”。

14.1.1 优点

**跨平台性:**这是Java的核心优势。Java在最初设计时就很注重移植和跨平台性。比如:Java的int永远都是32位。不像C++可能是16,32,可能是根据编译器厂商规定的变化。

  • 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”。

  • 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。

JVM的跨平台性

JVM的跨平台性

面向对象性:

  • 面向对象是一种程序设计技术,非常适合大型软件的设计和开发。面向对象编程支持封装、继承、多态等特性,让程序更好达到高内聚低耦合的标准。

**健壮性:**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。

安全性高:

  • Java适合于网络/分布式环境,需要提供一个安全机制以防恶意代码的攻击。如:安全防范机制(ClassLoader类加载器),可以分配不同的命名空间以防替代本地的同名类、字节代码检查。

简单性:

  • Java就是C++语法的简化版,我们也可以将Java称之为“C++--”。比如:头文件,指针运算,结构,联合,操作符重载,虚基类等。

高性能:

  • Java最初发展阶段,总是被人诟病“性能低”;客观上,高级语言运行效率总是低于低级语言的,这个无法避免。Java语言本身发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如,通过JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。

  • Java``低性能的短腿,已经被完全解决了。业界发展上,我们也看到很多C++应用转到Java开发,很多C++程序员转型为Java程序员。

14.1.2 缺点

  • 语法过于复杂、严谨,对程序员的约束比较多,与python、php等相比入门较难。但是一旦学会了,就业岗位需求量大,而且薪资待遇节节攀升

  • 一般适用于大型网站开发,整个架构会比较重,对于初创公司开发和维护人员的成本比较高(即薪资高),选择用Java语言开发网站或应用系统的需要一定的经济实力。

  • 并非适用于所有领域。比如,Objective C、Swift在iOS设备上就有着无可取代的地位。浏览器中的处理几乎完全由JavaScript掌控。Windows程序通常都用C++或C#编写。Java在服务器端编程和跨平台客户端应用领域则很有优势。

14.2 JVM功能说明

JVMJava Virtual Machine ,Java虚拟机):是一个虚拟的计算机,是Java程序的运行环境。JVM具有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。

image-20220310165805739

14.2.1 功能1:实现Java程序的跨平台性

我们编写的Java代码,都运行在JVM 之上。正是因为有了JVM,才使得Java程序具备了跨平台性。

image-20220513191856727

使用JVM前后对比:

14.2.2 功能2:自动内存管理(内存分配、内存回收)

  • Java程序在运行过程中,涉及到运算的数据的分配存储等都由JVM来完成

  • Java消除了程序员回收无用内存空间的职责。提供了一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况,在内存空间达到相应阈值时,检查并释放可被释放的存储器空间。

  • GC的自动回收,提高了内存空间的利用效率,也提高了编程人员的效率,很大程度上减少了因为没有释放空间而导致的内存泄漏

面试题:

Java程序还会出现内存溢出和内存泄漏问题吗? Yes!

15. 章节案例

案例1:个人信息输出

class Exercise1{
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("姓名:康师傅");
		System.out.println();//换行操作
		System.out.println("性别:男");
		System.out.println("家庭住址:北京程序员聚集地:回龙观");
	}
}

案例2:输出:心形

结合\n(换行),\t(制表符),空格等在控制台打印出如下图所示的效果。

方式一:

//方式一:
class Exercise2{
	public static void main(String[] args){
		System.out.print("\t");
		System.out.print("*");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		System.out.print("\t");
		
		System.out.println("*");


​ System.out.print("");
​ System.out.print("\t");
//System.out.printopen in new window("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("I love java");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.println("
");


​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");

​ System.out.println("
");


​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");

​ System.out.println("
");


​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");

​ System.out.println("
");


​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("");
​ System.out.print("\t");

​ System.out.println("
");


​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print("\t");
​ System.out.print(" ");
​ System.out.print("*");

​ }

​ }

方式二:

class Exercise3{

	public static void main(String[] args){                                                                                                   
		System.out.print("\t"+"*"+"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\t"+"\n");
		System.out.print("*"+"\t\t"+"*"+"\t\t\t\t"+"I love Java"+"\t\t\t\t"+"*"+"\t\t\t"+"*"+"\n");
		System.out.print("\t"+"*"+"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\t"+"\n");

		System.out.print("\t\t"+"*"+"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\t\t"+"\n");

		System.out.print("\t\t\t"+"*"+"\t\t\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\t"+"\n");
		System.out.print("\t\t\t\t"+"*"+"\t\t\t\t\t\t"+"*"+""+"\t"+"\n");
		System.out.print("\t\t\t\t\t"+"*"+"\t\t\t\t"+"*"+""+"\t\t"+"\n");
		System.out.print("\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\t\t"+"*"+""+"\t\t"+"\n");
		System.out.print("\t\t\t\t\t\t\t"+"*"+"\n");


	}

}