语言简介

历史

Java 语言是由 Sun Microsystems 公司（现已被 Oracle 收购）开发的一种面向对象的编程语言。

1991年，Sun公司的詹姆斯·高斯林（James Gosling）领导的团队开始开发一种名为"Oak"的编程语言，最初是为了开发消费电子产品。由于商标问题，1995年正式发布时改名为"Java"。

Java的发展历程：

1995年 - Java 1.0 发布，提出"一次编写，到处运行"的理念
1997年 - Java 1.1 发布，引入内部类、JavaBeans等特性
1998年 - Java 1.2 发布，引入集合框架，分为J2SE、J2EE、J2ME三个版本
2000年 - Java 1.3 发布，改进性能和稳定性
2002年 - Java 1.4 发布，引入断言、正则表达式、NIO等
2004年 - Java 5.0 发布，引入泛型、枚举、注解、自动装箱等重要特性
2006年 - Java 6 发布，性能优化和API增强
2011年 - Java 7 发布，引入try-with-resources、钻石操作符等
2014年 - Java 8 发布，引入Lambda表达式、Stream API等函数式编程特性
2017年 - Java 9 发布，引入模块系统
2018年 - Java 10 发布，引入局部变量类型推断
2018年 - Java 11 发布（LTS长期支持版本）
2021年 - Java 17 发布（LTS长期支持版本）
2023年 - Java 21 发布（LTS长期支持版本）

Java 语言的特点

Java 语言之所以能够成为世界上最流行的编程语言之一，主要得益于以下特点：

（1）面向对象

Java 是一种纯面向对象的编程语言，支持封装、继承、多态等面向对象的核心特性。在Java中，除了基本数据类型外，一切都是对象。

（2）平台无关性

Java 程序编译后生成字节码（bytecode），运行在Java虚拟机（JVM）上。只要安装了JVM，Java程序就可以在任何操作系统上运行，真正实现了"一次编写，到处运行"（Write Once, Run Anywhere）。

（3）安全性

Java 提供了多层次的安全机制： - 字节码验证器确保代码的安全性 - 安全管理器控制程序的访问权限 - 自动内存管理避免了指针操作的安全隐患

（4）健壮性

Java 具有强类型检查机制，在编译时和运行时都会进行严格的类型检查。同时，Java的异常处理机制和自动垃圾回收机制大大提高了程序的健壮性。

（5）多线程支持

Java 内置了多线程支持，提供了Thread类和Runnable接口，以及synchronized关键字等同步机制，使得开发并发程序变得相对简单。

（6）高性能

虽然Java是解释执行的，但JVM采用了即时编译（JIT）技术，将热点代码编译成本地机器码，大大提高了执行效率。

（7）分布式

Java 提供了丰富的网络编程API，支持TCP/IP协议，可以轻松开发分布式应用程序。

（8）动态性

Java 支持动态加载类，可以在运行时加载、链接和使用类，这为开发灵活的应用程序提供了基础。

Java 平台架构

Java 平台主要由以下几个部分组成：

Java 虚拟机（JVM）

JVM 是Java程序的运行环境，负责执行Java字节码。不同的操作系统有不同的JVM实现，但都遵循相同的JVM规范。

Java 运行时环境（JRE）

JRE 包含了运行Java程序所需的JVM和核心类库，是Java程序的运行环境。

Java 开发工具包（JDK）

JDK 包含了JRE以及开发Java程序所需的工具，如编译器（javac）、调试器（jdb）等。

graph TB
    A[JDK - Java开发工具包] --> B[JRE - Java运行时环境]
    A --> C[开发工具]
    B --> D[JVM - Java虚拟机]
    B --> E[核心类库]
    C --> F[javac - 编译器]
    C --> G[java - 解释器]
    C --> H[javadoc - 文档生成器]
    C --> I[jar - 打包工具]

Java 的应用领域

Java 语言应用广泛，主要包括以下领域：

（1）企业级应用开发

Java EE（现在称为Jakarta EE）提供了完整的企业级应用开发框架，广泛用于大型企业系统开发。

（2）Web 开发

Spring、Spring Boot、Struts等框架使Java成为Web开发的主流选择之一。

（3）Android 应用开发

Android 系统的应用程序主要使用Java语言开发（现在也支持Kotlin）。

（4）大数据处理

Hadoop、Spark、Kafka等大数据处理框架都是用Java开发的。

（5）科学计算

Java 在科学计算领域也有广泛应用，如生物信息学、金融建模等。

（6）桌面应用开发

虽然不如Web应用流行，但Java仍然可以用于开发跨平台的桌面应用程序。

Java 版本选择

目前Java有多个版本在使用，主要包括：

LTS（长期支持）版本

Java 8 - 仍然广泛使用，但已经比较老旧
Java 11 - 目前企业级应用的主流选择
Java 17 - 新项目的推荐选择
Java 21 - 最新的LTS版本

版本选择建议

新项目：推荐使用Java 17或Java 21
企业项目：Java 11是稳妥的选择
学习目的：建议使用Java 17或更新版本

Hello World 示例

让我们从一个简单的"Hello World"程序开始Java之旅：

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

这个程序的组成部分：

类声明：public class HelloWorld 声明了一个名为HelloWorld的公共类
主方法：public static void main(String[] args) 是程序的入口点
输出语句：System.out.println() 用于输出文本到控制台

编译和运行

将代码保存为 HelloWorld.java 文件
使用 javac HelloWorld.java 编译程序
使用 java HelloWorld 运行程序

# 编译
javac HelloWorld.java

# 运行
java HelloWorld

输出结果：

1	`Hello, World!`

Java 开发环境

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必需工具

JDK - Java开发工具包
文本编辑器或IDE - 用于编写代码

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如果暂时不想安装本地环境，可以使用在线IDE： - Replit - CodePen - OnlineGDB

Java是一门功能强大、应用广泛的编程语言。掌握Java不仅能让你开发各种类型的应用程序，还能为学习其他编程语言打下坚实的基础。让我们开始这段精彩的Java学习之旅吧！