01 Java入门

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Java入门

Java的三个版本

1. 标准版: JSE(Java Standard Edition)
2. 微缩版: JME(Java Micro Edition)
3. 企业版: JEE(Java Enterprise Edition)
4. 三个版本间的关系

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Java应用领域

1. 桌面级应用，桌面级应用程序
2. 企业级应用
   
   • 办公自动化OA，客户关系管理CRM，人力资源HR，企业资源计划ERP，知识管理KM，供应链管理SCM，企业设备管理EAM，产品生命周期管理PLM，面向服务体系架构SOA，商业智能BI，项目管理PM，营销管理、流程管理workFlow、财务管理……
3. 嵌入式设备及消费类电子产品
   
   • java游戏，手持设备，智能卡……
4. 其他: 数学运算、显示图形界面……

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Java历史

Java历史

• 在上世纪90 年代初，sun 公司有一个叫做Green 的项目，目的是为家用消费电子产品开发一个分布式代码系统，这样就可以对家用电器进行控制，和它们进行信息交流。詹姆斯·高斯林（James Gosling）等人基于C++开发一种新的语言Oak(Java 的前身)。Oak是一种用于网络的精巧而安全的语言。Sun 公司曾依此投标一个交互式电视项目，但结果是被SGI打败，Sun 打算抛弃Oak。随着互联网的发展，Sun 看到了Oak 在计算机网络上的广阔应用前景，于是改造Oak，在1995 年5 月以“Java”的名称正式发布，从此Java走上繁荣之路。
  当然提到Java 历史，不得不提的一个故事就是Java 的命名。开始“Oak”的命名是以项目小组办公室外的树而得名，但是Oak 商标被其他公司注册了，必须另外取一个名字，传说有一天，几位Java 成员组的会员正在讨论给这个新的语言取什么名字，当时他们正在咖啡馆喝着Java(爪哇)咖啡，有一个人灵机一动说就叫Java 怎样，得到了其他人的赞同，于是，Java这个名字就这样传开了。

Java大记事

时间 事件 1995年5月23日 Java语言诞生 1996年1月 第一个JDK 1.0诞生 1997年2月18日 JDK1.1发布 1998年12月8日 Java2企业平台J2EE发布 1999年6月 Sun发布Java三个版本：J2SE,J2EE,J2ME 2004年9月30日 JavaSE5.0发布 2006年12月 JavaSE6.0发布

JDK/JRE/JCP

1. JDK(Java Software Develop Kit)
   
   • java软件开发工具包，主流的是Sun公司发布的JDK，除了Sun之外还有很多其他公司开发了自己的JDK，例如IBM，BEA还有GUN组织开发的JDK
2. JRE(Java Runtime Enviroment)
   
   • java运行时环境，包括JVM标准实现及Java核心库
3. JCP(Java community Process)
   
   • 是一个开放的国际组织，成立于1995 年，主要职能
     是发展和更新Java 技术规范、参考实现（RI）、技术兼容包（TCK）。Java 技术和JCP 两者的原创者都是SUN 计算机公司。组织成员可以提交JSR（Java Specification Requests），通过讨论、认可、审核以后，将进入到下一版本的规范里面。也就是说 JCP 是目前Java 技术发展事实上的控制者和领导者。

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Java特点

1. 简单地说，Java 具有如下特点：简单的、面向对象、平台无关、多线程、分布式、安全、高性能、可靠的、解释型、自动垃圾回收等特点。

2. 平台无关
   所谓平台无关指的是：用Java 写的程序不用修改就可在不同的软硬件平台上运行。这样就能实现同样的程序既可以在Windows 下运行，到了Unix 或者Linux 环境不用修改就直接可以运行了。Java主要靠Java 虚拟机（JVM）实现平台无关性。
   平台无关性就是一次编写，到处运行：Write Once, RunAnywhere

3. 分布式
   分布式指的是：软件由很多个可以独立执行的模块组成，这些模块被分布在多台计算机上，可以同时运行，对外看起来还是一个整体。也就是说，分布式能够把多台计算机集合起来就像一台计算机一样，从而提供更好的性能。

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Java如何进行编译、解释、运行等工作

helloworld 程序

1. 编写文件名为HelloWorld.java程序：

   public class HelloWorld{    public static void main(String[] args){        System.out.println("hellow world!!!")    }}

2. 编译java源文件成为class文件

 javac HelloWorld.java

3. 运行class文件    

java HelloWorld

4. console查看

整个过程解析

1. 编写代码
首先把我们想要计算机做的事情，通过Java 表达出来，写成Java 文件，这个过程就是编写代码的过程。如上图所示的Hello.java 文件。
2. 编译
写完Java 代码后，机器并不认识我们写的Java 代码，需要进行编译成为字节码，编译后的文件叫做class文件。如上图所示的Hello.class文件。
3. 类装载（classload）
类装载的功能是为执行程序寻找和装载所需要的类。
ClassLoader能够加强代码的安全性，主要方式是：把本机上的类和网络资源类相分离，
在调入类的时候进行检查，因而可以限制任何“特洛伊木马”的应用。
4. 字节码校验(byte-code)
功能是对class 文件的代码进行校验，保证代码的安全性。
Java 软件代码在实际运行之前要经过几次测试。JVM 将代码输入一个字节码校验器以
测试代码段格式并进行规则检查－－检查伪造指针、违反对象访问权限或试图改变对象类型
的非法代码。
注意—-所有源于网络的类文件都要经过字节码校验器
字节码校验器对程序代码进行四遍校验，这可以保证代码符合JVM 规范并且不破坏系统
的完整性。如果校验器在完成四遍校验后未返回出错信息，则下列各点可被保证：
- 类符合JVM规范的类文件格式
- 无访问限制异常
- 代码未引起操作数栈上溢或下溢
- 所有操作代码的参数类型将总是正确的
- 无非法数据转换发生，如将整数转换为对象引用
- 对象域访问是合法的
5. 解释
可是机器也不能认识class 文件，还需要被解释器进行解释，机器才能最终理解我们所要表达的东西。
6. 最后由运行环境中的Runtime对代码进行运行，真正实现我们想要机器完成的工作。
7. 说明
Java通过一个编译阶段和一个运行阶段，来让机器最终理解
我们想要它完成的工作，并按照我们的要求进行运行。
在这两个阶段中，需要我们去完成的就是编译阶段的工作，也就是说：我们需要把我们想要机器完成的工作用Java 语言表达出来，写成Java 源文件，然后把源文件进行编译，形成class文件，最后就可以在Java 运行环境中运行了。运行阶段的工作由Java 平台自身提供，我们不需要做什么工作。

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Java技术的三大特性

虚拟机

Java 虚拟机JVM（Java Virtual Machine）在Java 编程里面具有非常重要的地位，虚拟机的基本功能如下：
（1）：通过ClassLoader 寻找和装载class文件
（2）：解释字节码成为指令并执行，提供class文件的运行环境
（3）：进行运行期间垃圾回收
（4）：提供与硬件交互的平台
Java虚拟机是在真实机器中用软件模拟实现的一种想象机器。Java虚拟机代码被存储在 .class文件中；每个文件都包含最多一个public类。Java 虚拟机规范为不同的硬件平台提供了一种编译Java技术代码的规范，该规范使Java 软件独立于平台，因为编译是针对作为虚拟机的“一般机器”而做。这个“一般机器”可用软件模拟并运行于各种现存的计算机系统，也可用硬件来实现。编译器在获取Java应用程序的源代码后，将其生成字节码，它是为JVM生成的一种机器码指令。每个Java解释器，不管它是Java技术开发工具，还是可运行applets 的Web浏览器，都可执行JVM。
JVM 为下列各项做出了定义
- 指令集（相当于中央处理器［CPU］ ）
- 寄存器
- 类文件格式
- 栈
- 垃圾收集堆
- 存储区

垃圾回收

• 不再需要的已分配内存应取消分配(释放内存)
• 在其它语言中，取消分配是程序员的责任
• Java 编程语言提供了一种系统级线程以跟踪内存分配
• 垃圾收集
• 可检查和释放不再需要的内存
• 可自动完成上述工作
• 可在JVM 实现周期中，产生意想不到的变化
  许多编程语言都允许在程序运行时动态分配内存，分配内存的过程由于语言句法不同而有所变化，但总是要将指针返回到内存的起始位置，当分配内存不再需要时（内存指针已溢出范围），程序或运行环境应释放内存。
  在 C，C++ 或其它语言中，程序员负责释放内存。有时，这是一件很困难的事情。因为你并不总是事先知道内存应在何时被释放。当在系统中没有能够被分配的内存时，可导致程序瘫痪，这种程序被称作具有内存漏洞。Java 编程语言解除了程序员释放内存的责任。它可提供一种系统级线程以跟踪每一次内存的分配情况。在Java 虚拟机的空闲周期，垃圾收集线程检查并释放那些可被释放的内存。垃圾收集在Java 技术程序的生命周期中自动进行，它解除了释放内存的要求，这样能够有效避免内存漏洞和内存泄露（内存泄露就是程序运行期间，所占用的内存一直往上涨，很容易造成系统资源耗尽而降低性能或崩溃）。

代码安全

（1）：第一关：编写的代码首先要被编译成为class 文件，如果代码写得有问题，编译期间
就会发现，然后提示有编译错误，无法编译通过。
（2）：第二关：通过编译关后，在类装载的时候，还会进行类装载检查，把本机上的类和网
络资源类相分离，在调入类的时候进行检查，因而可以限制任何“特洛伊木马”的应用。
（3）：第三关：类装载后，在运行前，还会进行字节码校验，以判断你的程序是安全的。
（4）：第四关：如果你的程序在网络上运行，还有沙箱（Sand Box）的保护，什么是沙箱呢？
就是如果你的程序没有获得授权，只能在沙箱限定的范围内运行，是不能够访问本地资源的，从而保证安全性。