初识 Java

软件、程序、编程语言

在日常生活中我们时常会听说下载某个“软件”、安装或使用某个“程序”，或者是学习某种“计算机语言”。那什么是软件？什么是程序？什么又是计算机语言？之前所学习的 HTML、CSS 可以被算作编程语言吗？
软件通常可以分为多种类型，像常见的办公软件、杀毒软件、游戏软件甚至是聊天交友的社交软件，都是属于软件。我们安装的、打开使用的，就是一个拥有完整功能的软件成品。
使用软件，实际上就是在操作数据。无论是登录信息、聊天、更换游戏皮肤、游戏练级，都是属于在操作数据。所以软件就是由程序和数据构成。开发人员们通过编写程序，用户提供信息，将数据展现在软件中。
所以总结起来就是：

• 软件 = 程序 + 数据
• 程序是用来处理数据的计算机指令的集合
• 编程语言则是由开发人员书写计算机指令的语言

编程语言的发展

同人类的工作内容一样，计算机的工作同样需要接收指令。但对于计算机而言，只能识别电子元器件，通过二进制的数码去识别指令。所有的信息都被转化为由 0 和 1 组成的代码来进行存储和传输。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，使用 1 来表示 “高频（开）”，使用 0 来表示“低频（关）”。
最初，老科学家们，使用一条纸带，通过打孔的形式模拟通电或不通电，来给予计算机指令模拟出 0101 的效果。
但显然，0 和 1 对于机器而言能轻松拿捏，但对于编写指令的开发人员来说就显得不便于编写和记忆了，所以编程语言发展到汇编语言阶段，使用了“助记符”，即帮助记忆的符号，使代码具有了一定的可读性。

mov AX, a; // 将数据量 a 移动到寄存器 AX
add AX, b; // 将数据量 b 添加到寄存器 AX 
move c, AX; // 将 AX 移动到 c
/* 实际上做的事就是将 a 和 b 的值放进到 c 里 */

再到后来，编程语言发展到了高级语言阶段，独立于机器硬件，就更加贴近人类的自然语言了。现在市面上学习到的编程语言都是属于高级语言。
像上述的“把 a 放进容器 AX，把 b 放进容器 AX，再将 AX 里的值全部移动到 c” 是不是就是在做 “a + b = c” 的事儿？那如果使用高级语言我们会怎么书写呢？ c = a + b 就很显然表示了值的来源和结果。所以高级语言就是按照人类日常会话的方式所设计的编程语言，更加贴合自然语言，所以基于某些场景、商业行为、语言的设计思想等原因发展出了多种编程语言。

编译与解释

刚刚我们提到了计算机能够识别的语言叫计算机语言，人类使用的自然语言，那高级语言与计算机之间进行对话。可机器怎么能够理解人类语言呢？这就要涉及到了语言（人类）和语言（机器）之间的“翻译”。

这个“翻译”的过程又可以被分为“编译”和“解释”：

• 像 java 、C 、C++ 则是属于编译型语言，开发人员在书写完源码后，需要经过编译器的编译，得到一个二进制文件的目标代码 .bin 文件，计算机执行这个二进制代码才得到了最终的结果
  • 编译的过程跟书籍翻译很像，假设当前 JK罗琳写完了英文原版《Harry potter》那么只有懂英文的读者才能看懂故事，但如果经过译者去翻译成其他语言，受众群体就可以更多了
  • 所以对于编译语言而言，一次编译得到目标代码后可以被多次执行
• 像 javascript 就是属于解释型的语言，也就是说我们所书写的 js 源码经过解释器的解析，可以直接运行得到结果，期间不会产生新的二进制文件，翻译一句执行一句
  • 浏览器其实就是 HTML 的解释器
  • 如同是在国际会议上，演讲者和听众语言不通，就需要一个同声翻译，演讲者说一句，翻译官就翻译一句

两者特点：

• 编译型语言的特点是运行速度快，效率高，只需要翻译一次，以后的每次执行就无须重新翻译
  • 缺点在于每一次修改后都需要重新翻译一遍
• 解释型语言则是直接以源代码的形式出现，运行的时候才实时解析为机器码并执行，或者说每一次执行都会翻译一遍。
  • 不能独立存在，必须寄生在其他程序（比如浏览器）内

    语言发展

    在分清语言分类后，来实际看看 java 这项语言的起源。

早在 1991 年，美国 Sun 公司承接了一个叫作 Green 的智能家电项目，为家用消费电子产品开发一个分布式代码系统做物联，想把 E-mail 分发给电冰箱、电视机、微波炉等家用电器，对它们进行集中控制和信息交流，有点类似于现在的小米家电、华为家电。原本准备采用成熟技术 C++ 来进行开发，但在开发过程当中遇见了问题。
刚才我们提到，开发者通过指令也就是代码，来操作计算机，而代码中所能包含的除了数字字母以外，还会有一些符号等，所以需要指令集来代表各种符号字母。但无法确保一个家庭所使用的家电都是同一品牌，各品牌的家用电器所用的电子芯片又不同，导致了跨平台的不便利性，那么一个指令集就无法应用到所有的家用电器电子芯片当中了。所以现在就急需一个“一次编译，处处执行”的语言。于是由 詹姆斯高斯林 带头设计出了 java。
回想一下你曾经是否给自己的宠物取过名字？从哪里来的灵感？食物？颜色？物品？动漫角色？
在 1995 年 java 诞生之初，高斯林的办公室外有一棵橡树，于是他想将这门语言命名为橡树（oak），后来，他猛然发现自己手里端着咖啡，那爪哇岛最著名的就是咖啡了，所以最终重命名为 java，语言 logo 也被设计为了一个热气腾腾的咖啡杯，语言精灵 Duke。

从整个发展变迁的时间轴可以看见 java 的发展历史，自 1995 年从 Sun 公司由詹姆斯高斯林设计问世，发展至今已经 20 多年了。

在这个时间轴中：

• JDK 全称 java development kit 表示 java 开发工具包，顾名思义它是提供 java 程序编译和运行的环境，目前的最高版本为 JDK17
• 从时间轴上还能看出一个新的名称叫作 “Oracle 公司” 。在 2009 年 Sun 公司被 Oracle 公司收购，所以当前 java 也就跟着新东家了

这里还要提到一个词叫 javaSE 全称 java standard edition 表示 java 标准版本，在标准版的基础之上又增加了两个版本：

• javaSE 标准版，作为 java 整体的语言语法规范
• javaME 针对桌面应用精简出的版本，主要应用在个人手机、pad、手表上
• javaEE 一个针对企业级服务器上的扩展版
• 无论是哪个版本，我们在实际开发中，都会选择使用带有 “LTS” 即 long Term support 长期支持版，在论坛社区会有尽可能多的问题解决方案，及官方的更新维护

IDEA 的安装与配置

一个老话叫“工欲善其事必先利其器”，代码既然要书写和运行，就肯定需要一个工具能够书写和编译代码。目前市场上主流的编辑器会选择使用 IntelliJ IDEA ，它是一个 java 编程语言开发的集成环境。下载安装编辑器 IntelliJ IDEA

JDK 的安装与配置

JDK 作用：提供 java 的编译和运行环境，使用内置的工具类。

JDK 下载：

• Oracle 官网（收费）
• OpenJDK（IBM 国际商业机器公司、Twitter、亚马逊的open JDK 下载地址、阿里、华为等）Sun 公司卖掉 java 之前开源代码在 java 社区，避免了 Oracle 一家独大。open JDK 跟官方 JDK 有 97% 的相似度，不同之处仅在于官方的 JDK 对于 Oracle 自家产品的支持更好
• 推荐大家使用亚马逊的 open JDK 一方面是因为免费，另一方面也有情怀因素——高斯林就职于亚马逊

  java 的执行流程

  

1. 编写源代码 .java 文件
2. 通过 java 编译器
3. 得到 .class 字节码文件
4. 字节码文件会
   • 自动装载进类加载器
   • 经过字节码校验器去检测环境、代码的正确性
   • 再经过解释器
5. 最终在操作系统平台得到结果。解释器是 java 实现跨平台的真正原因，所以 JDK 针对不同的操作系统平台有不同版本

区分几个概念：

• JDK：java 开发工具包，其中包含了提供 java 开发人员所需要的开发命令工具
• JRE：java 运行环境。其中又包含了
  • 运行代码所需的核心库
  • JVM：java 虚拟机，提供 java 程序运行的环境

以上的内容都是基于操作系统的。

所以在我们开发时需要安装完整的 JDK，包含开发所需的核心库和运行环境。未来在给用户安装使用时，不需要开发环境，只需要运行环境，即给用户安装 JVM。

Windows 下的 JDK 环境变量配置目的：为了提升 JDK 中的命令级别。升级为 windows 系统下的全局命令，可在任意目录下直接运行编译和命令，不用必须指定到 JDK 安装目录。

第一段 java 代码

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类名首字母大写，类名与文件名同名。假设当前创建了一个叫做 Project.java 文件：

// Project.java 文件名同 class 名
public class Project {
    // 主函数 入口函数
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("123"); // // sout 快捷键
    }
}

print() 和 println() 的区别就仅是换行。

System.out.print("123");
System.out.println("123");