Java简介

本章简述

本章的学习目的主要有四个:

  • 了解Java
  • 安装JDK
  • 书写并运行第一个Java程序——Hello World
  • 安装使用IDE

Java历史

Java最早是由SUN公司(已被Oracle收购)的詹姆斯·高斯林(高司令,人称Java之父)在上个世纪90年代初开发的一种编程语言,最初被命名为Oak,目标是针对小型家电设备的嵌入式应用,结果市场没啥反响。谁料到互联网的崛起,让Oak重新焕发了生机,于是SUN公司改造了Oak,在1995年以Java的名称正式发布,因为Oak已经被人注册了,于是SUN注册了Java这个商标。随着互联网的高速发展,Java逐渐成为最重要的网络编程语言。

Java特性

Java介于编译型语言和解释型语言之间。编译型语言如C、C++,代码是直接编译成机器码执行,但是不同的平台(x86、ARM等)CPU的指令集不同,因此,需要编译出每一种平台的对应机器码。解释型语言如Python、Ruby没有这个问题,可以由解释器直接加载源码然后运行,代价是运行效率太低。而Java是将代码编译成一种“字节码”,它类似于抽象的CPU指令,然后,针对不同平台编写虚拟机,不同平台的虚拟机负责加载字节码并执行,这样就实现了“一次编写,到处运行”的效果。当然,这是针对Java开发者而言。对于虚拟机,需要为每个平台分别开发。为了保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码,SUN公司制定了一系列的Java虚拟机规范。从实践的角度看,JVM的兼容性做得非常好,低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。

Java的三种Edition

随着Java的发展,SUN给Java又分出了三个不同版本:

  • Java SE:Standard Edition
  • Java EE:Enterprise Edition
  • Java ME:Micro Edition

这三者之间的关系如图:

img

简单来说,Java SE就是标准版,包含标准的JVM和标准库,而Java EE是企业版,它只是在Java SE的基础上加上了大量的API和库,以便方便开发Web应用、数据库、消息服务等,Java EE的应用使用的虚拟机和Java SE完全相同。

Java ME就和Java SE不同,它是一个针对嵌入式设备的“瘦身版”,Java SE的标准库无法在Java ME上使用,Java ME的虚拟机也是“瘦身版”。不幸的是,Java ME从来没有真正流行起来,反而是Android开发成为了移动平台的标准之一,因此,没有特殊需求,不建议学习Java ME。

毫无疑问,Java SE是整个Java平台的核心,而Java EE是历史上(已消失)进一步学习Web应用所必须的。在历史上,如果企业需要开发Web应用就会用到EJB,这是Java EE(原名J2EE)体系内的核心。

但是随着Spring等开源框架的发展,Java EE迅速的失去了市场份额,已经在2017年被Oracle移交给了开源组织Eclipse,现在已经改名为Jakarta EE了。

因此我们推荐的Java学习路线图如下:

  1. 首先要学习Java SE,掌握Java语言本身、Java核心开发技术以及Java标准库的使用;
  2. 如果继续学习Java Web,那么Spring框架、数据库开发、分布式架构就是需要学习的;
  3. 如果要学习大数据开发,那么Hadoop、Spark、Flink这些大数据平台就是需要学习的,他们都基于Java或Scala开发;
  4. 如果想要学习移动开发,那么就深入Android平台,掌握Android App开发。

无论怎么选择,Java SE的核心技术是基础,本教程讲述的内容正是Java SE,如非特别声明,以下的Java均指Java SE。

Java Version

从1995年发布1.0版本开始,到目前为止,最新的Java版本是Java 15:

时间版本
19951.0
19981.2
20001.3
20021.4
20041.5 / 5.0
20051.6 / 6.0
20111.7 / 7.0
20141.8 / 8.0
2017/91.9 / 9.0
2018/310
2018/911
2019/312
2019/913
2020/314
2020/915

目前市面上主流的Java版本是8或者11,其中Java 8是互联网大厂目前依旧在使用的版本,因为历史的包袱导致很难迁移,Java 11是官方推荐的一个LTS版本,即该版本是要长期维护的。

对于各位同学的学习来说,其实使用哪个版本并无不同,本教程的示例是基于Java 11的。

Java允许同一台电脑安装多个JDK,所以你可以同时安装多个版本,只要指定不同的Java Home就好。对于纠结具体使用哪个版本的同学,建议选择和本教程一样的Java 11,该版本看着既不古老又经历了时间的考验,也是目前国外技术公司的第一选择。

名词解释

先解释两个最常见的名词——JDK和JRE:

  • JDK:Java Development Kit的简称,java 开发工具包,提供了 java 的开发环境和运行环境。
  • JRE:Java Runtime Environment的简称,java 运行环境,为 java 的运行提供了所需环境。

简单地说,JRE就是运行Java字节码的虚拟机。但是,如果只有Java源码,要编译成Java字节码,就需要JDK,因为JDK除了包含JRE,还提供了编译器、调试器等开发工具。

如果你需要运行 java 程序,只需安装 JRE 就可以了,如果你需要编写 java 程序,需要安装 JDK。

其次解释JSR和JCP:

  • JSR规范:Java Specification Request
  • JCP组织:Java Community Process

为了保证Java语言的规范性,SUN公司搞了一个JSR规范,凡是想给Java平台加一个功能,比如说访问数据库的功能,大家要先创建一个JSR规范,定义好接口,这样,各个数据库厂商都按照规范写出Java驱动程序,开发者就不用担心自己写的数据库代码在MySQL上能跑,却不能跑在PostgreSQL上。

所以JSR是一系列的规范,从JVM的内存模型到Web程序接口,全部都标准化了。而负责审核JSR的组织就是JCP。

一个JSR规范发布时,为了让大家有个参考,还要同时发布一个“参考实现”RI,以及一个“兼容性测试套件”TCK:

  • RI:Reference Implementation
  • TCK:Technology Compatibility Kit

比如有人提议要搞一个基于Java开发的消息服务器,这个提议很好啊,但是光有提议还不行,得贴出真正能跑的代码,这就是RI。如果有其他人也想开发这样一个消息服务器,如何保证这些消息服务器对开发者来说接口、功能都是相同的?所以还得提供TCK。

通常来说,RI只是一个“能跑”的正确的代码,它不追求速度,所以,如果真正要选择一个Java的消息服务器,一般是没人用RI的,大家都会选择一个有竞争力的商用或开源产品。

Java一览图

下面提供一张图,包含了基本上Java的全部内容。

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