java

Java 是一门高级的面向对象的程序设计语言。使用 Java 语言编写的程序是跨平台的,从计算机到智能手机,到处都运行着 Java 开发的程序和游戏。Java 程序可以在任何计算机、操作系统以及支持 Java 的硬件设备上运行。

Java 是 1995 年由 Sun 公司推出的一门极富创造力的面向对象的程序设计语言,它是由有"Java 之父"之称的 Sun 研究院院士詹姆斯·戈士林博士亲手设计而成的,正是他完成了 Java 技术的原始编译器和虚拟机。Java 最初的名字是 0AK,在 1995 年被重命名为 Java,并正式发布。

Java 是一种通过解释方式来执行的语言,其语法规则和 C++类似。同时,Java 也是一种跨平台的程序设计语言,用 Java 语言编写的程序,可以运行在任何平台和设备上,如跨越 IBM 个人电脑、MAC 苹果计算机、各种微处理器硬件平台,以及 Windows、UNIX、OS/2、Mac OS 等系统平台,真正实现"一次编写,到处运行"。Java 非常适于企业网络和 lnternet 环境,并且已成为 Internet 中最具有影响力、最受欢迎的编程语言之一。

与目前常用的 C++相比,Java 语言简洁得多,而且提高了可靠性,除去了最大的程序错误根源,此外它还有较高的安全性,可以说,它是有史以来最为卓越的编程语言。

Java 语言编写的程序既是编译型的,又是解释型的。程序代码经过编译之后转换为一种称为 Java 字节码的中间语言,Java 虚拟机(JVM)将对字节码进行解释和运行。编译只进行一次,而解释在每次运行程序时都会进行。编译后的字节码采用一种针对 JVM 优化过的机器码形式保存,虚拟机将字节码解释为机器码,然后在计算机上运行。Java 语言程序代码的编译和运行过程如图 1.1 所示。

Java 的版本

JavaSE 全称 JavaPlatformStandardEdition,是 Java 的标准版,主要用于桌面应用程序开发,它包含了 Java 语言基础、JDBC(Java 数据库连接)、I/O(输入/输出)、TCP/IP 网络、多线程等核心技术。

Java EE 全称 JavaPlatformEnterpriseEdition,是 Java 的企业版,主要用于开发服务器应用程序,如网站、服务器接口等,其核心为 EJB(企业 Java 组件)。Java EE 版本兼容 Java SE 版本。以 Java SE 为例,各版本的特点如下:

JDK 1.0 ~ JDK 1.4 已不能满足开发需求而被广大开发者放弃。

JDK 1.5 添加了自动装箱、自动拆箱、枚举、不定长参数、泛型等功能。

JDK 1.6 在 JDK 1.5 基础上添加了许多新的类,但核心语法没有发生变化。

JDK 7 也可称为 JDK 1.7,该版本 switch 语句可用字符串参数,简化了泛型语法,添加了 try 语句自动关闭流资源等功能。

JDK 8 添加了 lambda 表达式、JavaFX 技术、流式处理和 JS 脚本引擎等功能。

JDK 9 在 JDK 8 基础上添加了许多新的类,优化了线程并发处理和垃圾回收处理的代码,并开启了模块化 JaVaAPI 的先河。不过 JDK 9 刚推出半年就立刻被 JDK 10 替代。

JDK 10 添加了 var 关键字用于声明局部变量,同时进一步优化了 JDK 9 的代码,并删除了冗余的过时代码。

JDK 11 优化了垃圾处理的机制,将以前版本标记弃用的内容彻底删除(如删除了 NashornJavaScript 弓|擎;删除 JavaFX,JavaFX 将成为一个独立的框架),对一些语法问题进行了优化。JDK 11 是一个长期更新版本,建议使用此版本。

JDK 12 添加了 switch 表达式。

JDK 13 添加了可以保存长文本的文本块语法。

JDK 14 添加了"recordclass"记录类语法,可以快速创建 JavaBean;instanceof 关键字添加了自动显示转换的语法;优化了空指针异常的日志内容,可以精确地看到哪个对象是 null。

JDK 15 提供了隐藏类,可以将 lambda 表达式等特殊语法中出现的隐藏数据封装成类。

说明:

在 JDK 7 升级到 JDK 8 的过程中,Oracle 公司放弃了原本的"1.X"版本号名称,直接使用版本号的最后第二位数字,所以很多资料中仍会记载"JDK 1.7"而不是"JDK 7",其实这两个名称是同一个版本的不同叫法。即使是 JDK 8 版本,使用"java-version"命令查询出的结果仍然是"1.8.XX"。这个版本名称不统一的问题直到 JDK 9 才得以解决,JDK9 彻底删除了"1.X"前缀。

以上介绍的是 Oracle 公司推出的 JDK,除此之外还有一个 Open JDK。Open JDK 最早由 SUN 公司推出,它是一个完全开源且商业免费的 Java 平台,被广泛应用到 Linux 系统上。因为 Oracle JDK 的源码有知识产权问题,所以 Open JDK 的源码和 Oracle JDK 并不是完全一样的,但运行效果是相同的。

Open JDK 有以下几个特点:

  • 所有代码都是开源代码。在 Oracle JDK 中但凡有产权的代码都被替换掉了,不存在知识产权纠纷,所以完全免费,任何人都可以随意下载。
  • 虽然是代码开源的,但功能不完整,只包含了 JDK 中最精简的功能。
  • 不包含 Oracle JDK 的 Deployment(部署)功能。
  • 不能使用 Java 的"咖啡杯"商标。
  • 性能不如 Oracle JDK 高。

不同版本的 JDK 之间可能存在不兼容问题。当技术人员开发服务器应用程序时,需要提前知道服务器的 JDK 版本,要按照各版本的要求编写 Java 代码。

Java API 文档

JDK 11 的 APl 文档:https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/index.html

从 JDK 1.7 开始,官方就不再发布中文版的 API 文档。如果读者感觉阅读英文吃力,可以选择查看基于 JDK 1.6 的中文版 API 文档。

国内的"开源中国"网站提供了一个可以在线查找的中文版 JDK 1.6 API 文档,

地址为 httpS://tool.oschina.net/apidocs/apidoc?api=jdk-zh

Java 语言的特性

Java 语言的语法简单明了,容易掌握,而且是纯面向对象的语言。Java 语言的简单性主要体现在以下几个方面:

语法规则和 C++ 类似。从某种意义上讲,Java 语言是由 C 和 C++ 语言转变而来的,所以 C 程序设计人员可以很容易地掌握 Java 语言的语法。

Java 语言对 C++ 进行了简化和提高。例如,Java 使用接口取代了多重继承,并取消了指针,因为指针和多重继承通常使程序变得复杂。Java 语言还通过垃圾自动收集,大大简化了程序设计人员的资源释放管理工作。

Java 提供了丰富的类库、API 文档以及第三方开发包,另外还有大量基于 Java 的开源项目。JDK(Java 开发者工具箱)已经开放源代码,读者可以通过分析项目的源代码,提高自己的编程水平。

2、面向对象

面向对象是 Java 语言的基础,也是 Java 语言的重要特性,它本身就是一种纯面向对象的程序设计语言。Java 提倡万物皆对象,语法中不能在类外面定义单独的数据和函数,也就是说,Java 语言最外部的数据类型是对象,所有的元素都要通过类和对象来访问。

3、分布性

Java 的分布性包括操作分布和数据分布,其中操作分布是指在多个不同的主机上布置相关操作,而数据分布是将数据分别存放在多个不同的主机上,这些主机是网络中的不同成员。Java 可以凭借 URL(统一资源定位符)对象访问网络对象,访问方式与访问本地系统相同。

4、可移植性

Java 程序具有与体系结构无关的特性,可以非常方便地移植到网络上的不同计算机中。同时,Java 的类库也实现了针对不同平台的接口,使得这些类库也可以被移植。

5、解释型

运行 Java 程序需要解释器。任何移植了 Java 解释器的计算机或其他设备都可以用 Java 字节码进行解释执行。字节码独立于平台,它本身携带了许多编译时的信息,使得连接过程更加简单,开发过程更加迅速,更具探索性。

6、安全性

Java 语言取消了类 C 语言中的指针和内存释放等语法,有效地避免了用户对内存的非法操作。Java 程序代码要经过代码校验、指针校验等很多测试步骤才能够运行,所以未经允许的 Java 程序不可能运行,也不可能出现损害系统平台的行为,而且使用 Java 可以编写出防病毒和防修改的系统。

7、健壮性

Java 语言的设计目标之一,是能编写出多方面、可靠的应用程序。因此,Java 会检查程序在编译和运行时的错误,并消除错误。类型检查能帮助用户检查出许多在开发早期出现的错误,集成开发工具(如 Eclipse、NetBeans)的出现也使得编译和运行 Java 程序更加容易。

8、多线程

Java 语言支持多线程机制,能够使应用程序在同一时间并行执行多项任务,而且相应的同步机制可以保证不同线程能够正确地共享数据。使用多线程,可以带来更好的交互能力和实时行为。

9、高性能

Java 编译后的字节码是在解释器中运行的,所以它的速度较多数交互式应用程序提高了很多。另外,字节码可以在程序运行时被翻译成特定平台的机器指令,从而进一步提高运行速度。

10、动态

Java 在很多方面比 C 和 C++ 更能够适应发展的环境,可以动态调整库中方法和增加变量,而客户端却不需要任何更改。在 Java 中进行动态调整是非常简单和直接的。