Java基础——HelloWorld1

Java语言历史

1，什么是程序设计语言？

程序设计语言用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成语言的各个记号之间的组合规律，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义，但不涉及使用者。

 

2，程序设计语言的发展

第一代机器语言

机器语言是由二进制 0、1 代码指令构成，不同的CPU 具有不同的指令系统。机器语言程序难编写、难修改、难维护，需要用户直接对存储空间进行分配，编程效率极低。这种语言已经被渐渐淘汰了。

第二代汇编语言

汇编语言指令是机器指令的符号化，与机器指令存在着直接的对应关系，所以汇编语言同样存在着难学难用、容易出错、维护困难等缺点。但是汇编语言也有自己的优点：可直接访问系统接口，汇编程序翻译成的机器语言程序的效率高。从软件工程角度来看，只有在高级语言不能满足设计要求，或不具备支持某种特定功能的技术性能(如特殊的输入输出)时，汇编语言才被使用。

第三代高级语言

高级语言是面向用户的、基本上独立于计算机种类和结构的语言。其最大的优点是：形式上接近于算术语言和 自然语言，概念上接近于人们通常使用的概念。高级语言的一个命令可以代替几条、几十条甚至几百条汇编语言的指令。因此，高级语言易学易用，通用性强，应用广泛。高级语言种类繁多，可以从应用特点和对客观系统的描述两个方面对其进一步分类。

　　一、从应用角度分类

　　从应用角度来看， 高级语言可以分为基础语言、结构化语言和专用语言。

(1) 基础语言

　　基础语言也称通用语言。它历史悠久，流传很广，有大量的已开发的软件库，拥有众多的用户，为人们所熟悉和接受。 属于这类语言的有 FORTRAN、COBOL、BASIC、ALGOL等。FORTRAN语言是目前国际上广为流行、也是使用得最早的一种高级语言，从 20世纪90 年代起，在工程与科学计算中一直占有重要地位，备受科技人员的欢迎。BASIC语言是在 20 世纪 60 年代初为适应分时系统而研制的一种交互式语言，可用于一般的数值计算与事务处理。BASIC语言结构简单，易学易用，并且具有交互能力，成为许多初学者学习程序设计的入门语言。

(2) 结构化语言

20 世纪 70年代以来，结构化程序设计和软件工程的思想日益为人们所接受和欣赏。在它们的影响下，先后出现了一些很有影响的结构化语言，这些结构化语言直接支持结构化的控制结构，具有很强的过程结构和数据结构能力。PASCAL、C、Ada语言就是它们的突出代表。

PASCAL 语言是第一个系统地体现结构化程序设计概念的现代高级语言，软件开发的最初目标是把它作为结构化程序设计的教学工具。由于它模块清晰、控制结构完备、有丰富的数据类型和数据结构、语言表达能力强、移植容易，不仅被国内外许多高等院校定为教学语言，而且在科学计算、数据处理及系统软件开发中都有较广泛的应用。

C 语言功能丰富，表达能力强，有丰富的运算符和数据类型，使用灵活方便，应用面广，移植能力强，编译质量高，目标程序效率高，具有高级语言的优点。同时，C语言还具有低级语言的许多特点，如允许直接访问物理地址，能进行位操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作等。用 C 语言编译程序产生的目标程序，其质量可以与汇编语言产生的目标程序相媲美，具有“可移植的汇编语言”的美称，成为编写应用软件、操作系统和编译程序的重要语言之一。

(3) 专用语言

　　是为某种特殊应用而专门设计的语言，通常具有特殊的语法形式。一般来说，这种语言的应用范围狭窄，移植性和可维护性不如结构化程序设计语言。随着时间的发展，被使用的专业语言已有数百种，应用比较广泛的有 APL语言、Forth 语言、LISP 语言。

　　二、从客观系统的描述分类

　　从描述客观系统来看，程序设计语言可以分为面向过程语言和面向对象语言。

(1) 面向过程语言

　　以“数据结构+算法”程序设计范式构成的程序设计语言，称为面向过程语言。前面介绍的程序设计语言大多为面向过程语言。

(2) 面向对象语言

　　以“对象+消息”程序设计范式构成的程序设计语言，称为面向对象语言。比较流行的面向对象语言有Delphi、Visual Basic、Java、 C++等。

Delphi 语言具有可视化开发环境 ， 提供面向对象的编程方法，可以设计各种具有Windows内格的应用程序(如数据库应用系统、通信软件和三维虚拟现实等)，也可以开发多媒体应用系统。

Visual Basic 语言简称 VB，是为开发应用程序而提供的开发环境与工具。它具有很好的图形用户界面，采用面向对象和事件驱动的新机制，把过程化和结构化编程集合在一起。它在应用程序开发中的图形化构思，无需编写任何程序，就可以方便地创建应用程序界面，且与 Windows 界面非常相似，甚至是一致的。

Java 语言是一种面向对象的、不依赖于特定平台的程序设计语言，简单、可靠、可编译、可扩展、多线程、结构中立、类型显示说明、动态存储管理、易于理解，是一种理想的、用于开发 Internet 应用软件的程序设计语言。

第四代非过程化语言

4GL 是非过程化语言，编码时只需说明“做什么”，不需描述算法细节。

数据库查询和应用程序生成器是 4GL的两个典型应用。用户可以用数据库查询语言(SQL)对数据库中的信息进行复杂的操作。 用户只需将要查找的内容在什么地方、 据什么 根条件进行查找等信息告诉SQL，SQL将自动完成查找过程。应用程序生成器则是根据用户的需求“自动生成”满足需求的高级语言程序。真正的第四代程序设计语言应该说还没有出现。所谓的第四代语言大多是指基于某种语言环境上具有 4GL 特征的软件工具产品， System Z、如PowerBuilder、FOCUS等。第四代程序设计语言是面向应用，为最终用户设计的一类程序设计语言。它具有缩短应用开发过程、降低维护代价、最大限度地减少调试过程中出现的问题以及对用户友好等优点。

3，java语言发展

Java语言的诞生具有一定的戏剧性，它并不是经过精心策划、制作，最后产生的划时代产品，从某个角度来看，Java语言的诞生完全是一种误会。

1990年末，Sun公司预料嵌入式系统将在未来家用电器领域大显身手。于是Sun公司成立了一个由James Gosling领导的“Green计划’，，准备为下一代智能家电(如电视机、微波炉、电话)编写一个通用控制系统。该团队最初考虑使用C++语言，但是很多成员包括Sun的首席科学家Bill Joy，发现C++和可用的API在某些方面存在很大问题。而且工作小组使用的是嵌入式平台，可用的系统资源极其有限。并且很多成员都发现C++太复杂，以致很多开发者经常错误使用。而且C++缺少垃圾回收系统、可移植性、分布式和多线程等功能。根据可用的资金，Bill Joy决定开发一种新语言，他提议在C++的基础上，开发一种面向对象的环境。于是，Gosling试图通过修改和扩展C++的功能来满足这个要求，但是后来他放弃了。他决定创造一种全新的语言:Oak。

到了1992年的夏天，Green计划已经完成了新平台的部分功能，包括Green操作系统、Oak的程序设计语言、类库等。同年11月，Green计划被转化成了“FirstPerson有限公司”，一个Sun公司的全资子公司。FirstPerson团队致力于创建一种高度互动的设备。当时代华纳发布了一个关于电视机顶盒的征求提议书时，FirstPerson改变了他们的目标，作为对征求意见书的响应，提出了一个机顶盒平台的提议。但有线电视业界觉得FirstPerson的平台给予用户过多的控制权，因此FirstPerson的投标败给了SGI。同时，与3DO公司的另外一笔关于机顶盒的交易也没有成功。此时，可怜的Green项目几乎接近夭折，甚至Green项目组的一半成员也被调到了其他项目组。正如中国古代的寓言所言:塞翁失马，焉知非福?如果Green项目在机顶盒平台投标成功，也许就不会诞生Java这门伟大的语言了。

1994年夏天，互联网和浏览器的出现不仅给广大互联网的用户带来了福音，也给Oak语言带来了新的生机。Gosling立即意识到，这是一个机会，于是对小组中的Oak进行了小规模的改造，到了1994年秋，Naughton和Jonathan Payne完成了第一个Java语言的网页浏览器:WebRunner。Sun公司实验室主任Bert Sutherland和技术总监Eric Schmidt观看了该浏览器的演示，对该浏览器的效果给予了高度评价。当时Oak这个商标已被别人注册，于是只得将Oak更名为Java。

Sun公司在1995年年初发布了Java语言，Sun公司直接把Java放到互联网上，免费给大家使用。甚至连源代码也不保密，也放在互联网上向所有人公开。几个月后，让所有人都大吃一惊的事发生了:Java成了互联网上最热门的宝贝。竟然有10万多人次访问了Sun公司的网页，下载了Java语言。然后，互联网上立即就有数不清的Java小程序(也就是Applet )，演示着各种小动画、小游戏等。Java语言终于扬眉吐气了，成为了一种广为人知的编程语言。在Java语言出现之前，互联网的网页实质上就像是一张纸，不会有任何动态的内容。有了Java语言之后，浏览器的功能被扩大了，Java程序可以直接在浏览器里运行，可以直接与远程服务器交互:用Java语言编程，可以在互联网上像传送电子邮件一样方便地传送程序文件!

1995年，Sun虽然推出了Java，但这只是一种语言，如果想开发复杂的应用程序，必须要有一个强大的开发类库。因此，Sun在1996年年初发布了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 )。在运行环境中包括了核心API、集成API、用户界面API、发布技术、Java虚拟机(JVM)五个部分;开发环境还包括了编译Java程序的编译器(即javac命令)。

接着，Sun在1997年2月18日发布了JDK1.1。JDK1.1增加了JIT(即时编译)编译器。JIT和传统的编译器不同，传统的编译器是编译一条，运行完后再将其扔掉，而JIT会将经常用到的指令保存在内存中，当下次调用时就不需要重新编译了，通过这种方式让JDK在效率上有了较大提升。但一直以来，Java主要的应用就是网页上的Applet以及一些移动设备中。到了1996年年底，Flash面世了，这是一种更加简单的动画设计软件:使用Flash几乎无须任何编程语言知识，就可以作出丰富多彩的动画，随后Flash增加了ActionScript编程脚本，Flash逐渐蚕食了Java语言在网页上的应用。

从1995年Java的诞生到1998年年底，Java语言虽然成为了互联网上广泛使用的编程语言，但它并没有找到一个准确的定位，也没有找到它必须存在的理由:Java语言可以编写Applet，而Flash一样可以做到，而且更快，开发成本更低。

直到1998年12月，Sun发布了Java历史上最重要的JDK版本:JDK1.2，伴随JDK1.2一同发布的还有JSP/Servlet,EJB等规范，并将Java分成了J2EE, J2SE和J2 ME三个版本，其中:

   J2ME:主要用于控制移动设备和信息家电等有限存储的设备。

   J2SE:是整个Java技术的核心和基础，它是J2ME和J2EE编程的基础，也是这本书主要介绍的内容。

   J2EE: Java技术中应用最广泛的部分，J2EE提供了企业应用开发相关的完整解决方案。

这标志着Java已经吹响了向企业、桌面和移动3个领域进军的号角，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Java2中，Java发生了很多革命性的变化，而这些革命性的变化一直沿用到现在，对Java的发展形成了深远的影响。直到今天，我们还经常看到J2EE, J2ME等名称。不仅如此，JDK1.2还把它的API分成了三大类:

   核心API:由Sun公司制定的基本的API，所有的Java平台都应该提供。这就是我们平常所说的Java核心类库。

   可选API:这是Sun为JDK提供的扩充API，这些API因平台的不同而不同。

   特殊API:用于满足特殊要求的API。如用于JCA和JCE的第三方加密类库。

2002年2月，Sun发布了JDK历史上最为成熟的版本:JDK1.4。此时由于Compaq, Fujitsu, SAS,Symbian, IBM等公司的参与，使JDK1.4成为发展最快的一个JDK版本。到JDK1.4为止，我们已经可以使用Java实现大多数的应用了。在此期间，Java语言在企业应用领域大放异彩，大量基于Java语言的开源框架现:Struts,WebWork, Hibernate, Spring等;大量企业应用服务器也开始涌现: WebLogic, WebSphere, JBoss等，这些都标志着Java语言进入了飞速发展时期。

2004年10月，Sun发布了万众期待的JDK1.5，同时，Sun将JDK1.5改名为Java SE 5.0, J2EE,J2ME也相应地改名为Java EE和Java ME.。JDK1.5增加了诸如泛型、增强的for语句、可变数目参数、注释(Annotations)、自动拆箱和装箱等功能;同时，也发布了新的企业级平台规范，如通过注释等新特性来简化EJB的复杂性，并推出了EJB3.0规范。并推出了自己的MVC框架规范:JSF,，JSF规范类似于ASP.NET的服务端控件，通过它可以快速地构建复杂的JSP界面。

2009年4月20日甲骨文以现金收购Sun微系统公司，交易价格达74亿美元。该协议达成后，IBM公司放弃了收购网络设备制造商。IBM公司此前表示愿意以每股9.40美元购买Sun公司的股票，但收购谈判破裂后，IBM公司于2009年5月初取消独家谈判权，IBM并撤回其报价。

 

4，java语言特性

跨平台性

 平台——操作系统   windows系统、unix等（write once,run anywhere）

简单性

 相对于C++

纯面向对象性

 Java语言只能采用面向对象的方式进行编程

开放性

 SUN公司已经对java语言开源

5，Java语言运行机制

一般语言运行机制

编译型:( C/C++、Pascal/Object Pascal（Delphi) )

用编译型语言写的程序在执行之前，需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，如exe文件，下次直接运行即可（exe文件），运行时不需要再次编译源文件，不需要翻译，所以编译型语言的程序执行效率高。但是在不同的操作系统上不可以运行相同的编译文件，缺点就是不可跨平台。

 

 

解释型:( Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python、Ruby、MATLAB )

解释型语言在运行程序的时候才翻译，逐行翻译并运行，下次运行还需要再次翻译源文件才能运行，这样解释型语言每执行一次就要翻译一次，效率比较低。优点就是源文件在运行中不会变，可在不同操作平台运行，可跨平台。

 

Java语言运行机制:（先编译，后解释）

Java是两种类型的集合.Java源文件的后缀名为*.java,通过编译生成一个*.class,然后通过Java虚拟机(JVM)执行编译文件. 

 

6，JVM--JAVA虚拟机

VM 虚拟机

虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，它具有真实windows系统完全一样的功能，进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响，而且具有能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统。虚拟系统和传统的虚拟机（Parallels Desktop ，Vmware，VirtualBox，Virtual pc）不同在于：虚拟系统不会降低电脑的性能，启动虚拟系统不需要像启动windows系统那样耗费时间，运行程序更加方便快捷；虚拟系统只能模拟和现有操作系统相同的环境，而虚拟机则可以模拟出其他种类的操作系统；而且虚拟机需要模拟底层的硬件指令，所以在应用程序运行速度上比虚拟系统慢得多。

JVM--Java虚拟机

Java虚拟机有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。

 

JVM+解释器=JRE(JAVA运行环境)

编译器+JRE+工具+类库=JDK（JAVA开发工具包）