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1、,第1章 Java语言概述,内容摘要,在经历了以大型机为代表的集中计算模式和以PC机为代表的分散计算模式之后，互联网的出现使得计算模式进入了网络计算机时代（异构时代）。网络计算模式的一个特点是计算机是异构的，即计算机的类型和操作系统是不一样的。网络计算模式的另一个特点是代码可以通过网络在各种计算机上进行迁移，这就迫切需要一种跨平台的编程语言，使得用编写的程序能够在网络中的各种计算机上能够正常运行，Java就是在这种需求下应运而生的。正是因为Java语言符合了互联网时代的发展要求，才使它获得了巨大的成功。 可以这样说，Java是一种天生的网络语言，Java是一种既面向对象又可跨平台的语言，具有简
2、单，解释型，动态，多线程，安全等特点。 本章首先介绍Java的产生和发展，然后介绍Java语言概念、特点、工作原理和API，接下来介绍Java的运行环境，即JDK的安装和配置，并以实例的方式介绍使用记事本开发Java程序。最后介绍Java程序两种常用的开发工具，Eclipse和NetBeans。,学习目标,理解Java产生的必然性 掌握Java概念 了解Java EE特点 熟练掌握Java EE工作原理 掌握使用Java API 掌握JDK的安装和配置 熟练掌握开发Java应用程序和小应用程序 熟练使用Eclipse和NetBeans开发Java程序,1.1 Java历史,从JDK诞生到现在已
3、经有13年了，到目前为止JDK已经发布6个版本。在这13年里诞生了无数和Java相关的技术和标准。现在让我们从1995年开始，回顾一下Java的发展轨迹和历史变迁。 Java产生背景 1991年4月，Sun公司的James Gosling领导的绿色计划(Green Project)开始着力发展一种分布式系统结构，使其能够在各种消费性电子产品上运行。而Green项目组的成员一开始使用C+语言来完成这个项目，由于Green项目组的成员都具有C+背景，所以他们首先把目光锁定了C+编译器，Gosling首先改写了C+编译器，但很快他就感到C+的很多不足，需要研发一种新的语言来替代它。 这种语言最初被命
4、名为Oak，目标设定在家用电器等小型系统的编程语言，来解决诸如电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通讯问题。在17个月后，整个系统完成了，这个系统是更注重机顶盒式的操作系统，不过在当时市场不成熟的情况下，他们的项目没有获得成功，但Oak语言却得到了Sun公司总裁的赏识。,1.1 Java历史,Java产生 Java在1995年的3月23日诞生，Java的诞生标志着互联网时代的开始 Sun继Green项目后又经过了几年的研究，终于在1995年5月23日在SunWorld95上正式发布Java和HotJava浏览器。 Sun在1995年发布第一个Java版本后，于1996年1月宣布成立新
5、的业务部门JavaSoft部，这个部分主要负责开发、销售并支持基于Java技术的产品。 Sun在1996年1月23日发布了JDK1.0。这个版本包括了两部分：运行环境（即JRE）和开发环境(即JDK)。,1.1 Java历史,Sun在推出JDK1.0后，紧跟着，Sun在1997年2月18日发布了JDK1.1。JDK1.1相对于JDK1.0最大的改进就是为JVM增加了JIT(即时编译)编译器。 Sun在推出JDK1.1后，接着又推出了数个JDK1.x版本。自从Sun推出Java后，JDK的下载量不断彪升，在1997年，JDK的下载量突破了220,000，而在1998年，JDK的下载量已经超过了2
6、,000,000。,1.1 Java历史,Java高速发展 虽然在1998年之前，Java被众多的软件企业所采用，但由于当时硬件环境和JVM的技术原因，它的应用却很有限。当时Java主要只使用在前端的Applet以及一些移动设备中。然而这并不等于Java的应用只限于这些领域。在1998年是Java开始迅猛发展的一年，在1998年12月4日，Sun发布了Java的历史上最重要的一个JDK版本：JDK1.2。这个版本标志着Java已经进入Java2时代，这个时期也是Java飞速发展的时期。在这一年中Sun发布了JSP/Servlet、EJB规范以及将Java分成了J2EE、J2SE和J2ME。标志
7、着Java已经吹响了向企业、桌面和移动3个领域进军的号角。,1.1 Java历史,Java的今天 目前，全球Java开发人员已经超过450万，而与之相对应的是Java社区充满活力和创新精神，这正是Java下一个10年更加繁荣的保障。为了保持Java的增长和推进Java社区的参与，Sun在Java One开发者大会上宣布开放Java核心源代码，以鼓励更多的人参与到社团活动中来，这是Sun为推进社团发展和维护Java技术兼容性而迈出的重要一步。随着Java的开源，Java的未来似乎变得更加明朗。在未来，Java的应用范围有可能变得更广。,1.2 Java概述,Java是一种既面向对象又可跨平台的语
8、言。Java语言产生于C语言之后，是完全的面向对象的编程语言，充分吸取C语言的优点，采用程序员所熟悉的C和C语言的许多语法，同时又去掉了C语言中指针、内存申请和释放等影响程序健壮性的部分，可以说Java语言是站在C语言这个“巨人的肩膀上”前进的。,1.2.1 Java介绍,Java是一个广泛使用的网络编程语言，它是一种新的计算概念。 Java是一种面向对象程序设计语言。 Java不同于一般的编译执行计算机语言和解释执行计算机语言。 Java语言的前身Oak在C+的基础上开发，而C+在C的基础上开发。 Java语言可以编写两种程序，一种是应用程序（Application），一种是小应用程序（Ap
9、plet）。 Java至今主要发展出3个领域的应用平台：Java 2 Platform，Standard Edition（Java SE）、Java 2 Platform，Enterprise Edition（Java EE）和Java 2 Platform，Micro Edition（Java Me）。,1.2.2 Java语言特点,Sun的“Java白皮书”对Java做了如下定义，“Java:A simple,object-oriented,distributed,interpreted,robust,seure,architecture-neutral,portable,high-per
10、formance,multi-threaded,and dynamic language”。翻译过来的意思是，Java：一种简单的、面向对象的、分布式的、解释执行的、健壮的、安全的、结构中立的、可移植的、高效率的、多线程的和动态的语言）。,1.2.2 Java语言特点,Sun公司对Java的定义充分地展示了Java的如下特点： 简单 面向对象 分布式 高效解释执行 健壮 安全 结构中立 可移植 高效率 多线程 动态,1.2.3 Java工作原理,Java是一种跨平台的语言，同时也是既编译又解释的语言。我们知道，Java可以运行在网络不同的计算机上，但运行的计算机上必须装有相应的Java解释器。
11、而这种解释器我们可以称为JVM。 Java工作流程 Java可以编写各种各样的程序，如单机应用程序，Web程序等。但不管那种Java程序，其运行的流程大致如图1-2所示：,1.2.3 Java工作原理,图1-2 Java程序运行流程,1.2.3 Java工作原理,Java虚拟机 JVM虚拟机在计算机上的位置如图1-3所示： 图1-3 JVM在计算机中的位置,1.2.3 Java工作原理,JVM虚拟机解释执行的过程如图1-4所示： 图1-4 JVM虚拟机运行过程,1.2.3 Java工作原理,Java虚拟机的执行引擎有三种，分别如下： 常用的解释器。 JIT（Just-In-Time），JIT是
12、一个可将Java字节码转换为本地机器码的代码生成器。由JIT调用的Java程序，其运行速度通常要比由解释程序执行字节码时的速度高得多。这种情况，第一次执行的字节码会编译成本地的机器代码，被缓存在系统中，以后可以随时调用。 还有一种自适应的优化器，这种方法里，虚拟机开始时解释字节码，但是会监控运行中程序的活动，并记录下使用最频繁的代码段，虚拟机会把这些活动最频繁的代码段编译成本地代码。,1.2.4 Java API介绍及使用,随着Java应用领域越来越广，Java所涉及的类库也越来越大。一个人的精力有限，在编写程序时，不可能熟悉Java的类库中的所有方法和属性。Java程序员面对的一大问题，就是
13、了解和熟悉Java各方面的类库。通过Sun公司提供的中文Java API，可以非常快速的查找和获取Java类库信息，这对不是精通英语的程序员是一个很好的消息。,1.3 Java运行环境,运行Java程序，只需要下载一个JDK开发工具包就可以，因为JDK开发工具包中包含了Java运行环境（Java Runtime Envirnment），一堆Java工具和Java基础的类库。JDK开发工具包是整个Java的核心，不论Java应用程序，实际上都是需要JDK开发工具包。最主流的JDK是Sun公司发布的JDK，除了Sun之外，还有很多公司和组织都开发了自己的JDK，例如IBM公司开发的JDK，BEA公
14、司的Jrocket，还有GNU组织开发的JDK等等。,1.3.1 JDK安装以及配置,JDK是Sun Microsystems针对Java开发人员提供的软件开发工具包。自从Java推出以来，JDK已经成为使用最广泛的Java SDK（Software development kit）。用户在编写Java程序时，必须用到类库和Java语言规范。JDK中还包括完整的JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境），也被称为private runtime。包括了用于产品环境的各种库类，以及给开发员使用的补充库，如国际化的库、IDL库。JDK中还包括各种例子程序，用以展示J
15、ava API中的各部分。 从初学者角度来看，采用JDK开发Java程序能够很快理解程序中各部分代码之间的关系，有利于理解Java面向对象的设计思想。JDK的另一个显著特点是随着Java（J2EE、J2SE以及J2ME）版本的升级而升级。但它的缺点也非常明显，从事大规模企业级Java应用开发非常困难，不能进行复杂的Java软件开发，也不利于团体协同开发,1.3.1 JDK安装以及配置,ava开发工具包（JDK）是Java程序员最初使用的开发环境。JDK由一个标准类库和一组建立，测试及建立文档的Java实用程序组成。其核心Java API是一些预定义的类库，开发人员需要用这些类来访问Java语言
16、的功能。Java API包括一些重要的语言结构以及基本图形，网络和文件I/O。一般来说，Java API的非I/O部分对于运行Java的所有平台是相同的，而I/O部分则仅在通用Java环境中实现。,1.3.2 Java应用程序开发,我们知道，Java语言可以编写两种类型程序，一种是Java application应用程序，一种是Java applet小应用程序。开发Java程序的开发工具很多，这里采用大家都熟悉的记事本开发。其他的开发工具，将会在1.4节中介绍。本节将会详细介绍使用记事本开发Java应用程序（Application）。 一个Java application由一个或者多个class文件组成。其中有一个class定义了main()方法，该类被称为主类，即该类可以独立运行。可以在任何提供了Java解释器的环境中运行Java application，例如，在Java IDE中，Sun公司的Java运行环境（JRE）也提供了Java解释器，但是并没提供编译
