一、初识 Java

在学习 Java 的主义内容之前，我们首选应该了解一些 Java 的背景知识。这样，我们可以对 Java 有些初步的了解，也可以让我们在与其他人聊 Java 时，能聊到一块儿去。

1 为什么要学习 Java

从互联网到企业平台，Java是应用最广泛的编程语言，原因在于：

Java是基于JVM虚拟机的跨平台语言，一次编写，到处运行；
Java程序易于编写，而且有内置垃圾收集，不必考虑内存管理；
Java虚拟机拥有工业级的稳定性和高度优化的性能，且经过了长时期的考验；
Java拥有最广泛的开源社区支持，各种高质量组件随时可用。

Java语言常年霸占着三大市场：

互联网和企业应用，这是Java EE的长期优势和市场地位；
大数据平台，主要有Hadoop、Spark、Flink等，他们都是Java或Scala（一种运行于JVM的编程语言）开发的；
Android移动平台。

这意味着Java拥有广泛的就业市场。

2 Java 背景知识

Java 是美国 sun 公司（Stanford University Network）在1995年推出的一门计算机高级编程语言。
Java 早期称为 Oak（橡树)，后期改名为 Java。
Java 之父：詹姆斯·高斯林(James Gosling)。
2009 年 sun 公司被 Oracle（甲骨文）公司收购。

3 Java 技术体系

技术体现	说明
Java SE(Java Standard Edition)：标准版	Java技术的核心和基础
Java EE(Java Enterprise Edition)：企业版	企业级应用开发的一套解决方案
Java ME(Java Micro Edition)：小型版	针对移动设备应用的解决方案

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”。

毫无疑问，Java SE 是整个 Java 平台的核心，而 Java EE 是进一步学习Web应用所必须的。我们熟悉的Spring等框架都是Java EE开源生态系统的一部分。

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。

4 Java 程序的跨平台原理

Java 有着 跨平台 的特点，即 “一次编译，处处运行”。比如：我们在 Windows 电脑上，开发的 Java 程序，可以直接在 Linux 或者 Mac 电脑上运行。

这得益于 Java 的编译和运行机制。

Java 源代码（.java）经过编译，生成字节码文件（.class），交由 Java 虚拟机（jvm）运行。只要让 JVM（Java Virtual Machine）兼容不同系统，便可以在不同系统上，得到相同的运行结果，从而实现跨平台。

java程序编译运行流程.jpg

5 JDK 与 JRE

初学者学Java，经常听到JDK、JRE这些名词，它们到底是啥？

JDK：Java Development Kit
JRE：Java Runtime Environment

简单地说，JRE 就是运行 Java 字节码的虚拟机（JVM）和运行库的集合。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。

二者关系如下：

JDK与JRE.jpg

要学习Java开发，当然需要安装JDK啦。安装 JDK ，也被称为 “搭建 Java 开发环境” 。

6 搭建 Java 开发环境

因为Java程序必须运行在JVM之上，所以，我们第一件事情就是安装JDK。

本系列教程，使用的 JDK 版本为 JDK20 。

安装 JDK 的流程，大概分为两种：

安装来自 Oracle 官网的 JDK；
安装第三方 JDK。

6.1 安装 Oracle 官方 JDK

使用官方 JDK ，需要手动配置环境变量，比较麻烦，建议直接使用第三方 JDK。

前往 Oracle 官网下载最新的稳定版JDK，下载安装即可。Windows优先选x64 MSI Installer，Linux和macOS要根据自己电脑的CPU是ARM还是x86选择合适的安装包。
安装过程下一步就好，这里不再赘述。
设置环境变量。需要设置JAVA_HOME 和 PATH 两个环境变量。在 JDK1.5 前，还需要配置 classpath 这一环境变量。

安装完JDK后，需要设置一个JAVA_HOME的环境变量，它指向JDK的安装目录。在Windows下，它是安装目录，类似：C:\Program Files\Java\jdk-20
然后，把JAVA_HOME的bin目录附加到系统环境变量PATH上。
把JAVA_HOME的bin目录添加到PATH中是为了在任意文件夹下都可以运行java。打开命令提示符窗口，输入命令java -version，如果一切正常，你会看到如下输出：
如果你看到的版本号不是20，而是15、1.8之类，说明系统存在多个JDK，且默认JDK不是JDK 20，需要把JDK 20提到PATH前面。
如果你得到一个错误输出：
这是因为系统无法找到Java虚拟机的程序java.exe，需要检查JAVA_HOME和PATH的配置。

6.2 安装第三方JDK

提供 JDK 的组织有很多，本教程使用的是 bellsoft 提供的 LIBERICA JDK 20。

前往 LIBERICA JDK 官网，下载对应系统的 JDK 20 安装包
直接安装，全程下一步。

第三方 JDK 一般会自动配置环境变量，如果不需要安装多个版本 JDK ，我们不需要手动调整环境变量。

7 JDK所包含的重要可执行文件

在JAVA_HOME的bin目录下找到很多可执行文件：

java：这个可执行程序其实就是JVM，运行Java程序，就是启动JVM，然后让JVM执行指定的编译后的代码；
javac：这是Java的编译器，它用于把Java源码文件（以.java后缀结尾）编译为Java字节码文件（以.class后缀结尾）；
jar：用于把一组.class文件打包成一个.jar文件，便于发布；
javadoc：用于从Java源码中自动提取注释并生成文档；
jdb：Java调试器，用于开发阶段的运行调试。

8 第一个 Java 程序

Java 程序的源代码文件（.java）实际上只是存储着满足 Java 语法内容的普通文本文件而已。因此，可以编写文本文件的软件，都可以编写 Java 源代码。

为了更好地了解 Java 程序的编写到运行的流程，让我们用 “记事本” 这个每个电脑都有的文本编辑程序来编写我们的第一个 Java 程序。

打开 “记事本” ，输入以下内容：
```
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}
```
让我们简单理解一下上面的程序：
首先，我们使用 public class Hello{...} 语句，定义了一个 类（class） ，这里的类名是Hello。 “类” 的具体功能，现在了解还为时尚早，但哪怕是最简单的 Java 程序，也需要使用到 “类” ，在现阶段，大家把 “类” 理解为程序的名称就可以。当然这是错误的概念，只是希望大家不要在现阶段过多关注 “类” 的概念。
然后，我们使用 public static void main(String[] args) {...} 语句，定义了一个名为main的方法。“方法” 的概念，我们现阶段也不应太在意，但这段语句，有着独特的作用。Java规定，某个类定义的public static void main(String[] args)是Java程序的固定入口方法，因此，Java程序总是从main方法开始执行。
注意到 Java 源码的缩进不是必须的，但是用缩进后，格式好看，很容易看出代码块的开始和结束，缩进一般是 4 个空格或者一个 tab 。
最后，当我们把代码保存为文件时，文件名必须是Hello.java。因为要和我们定义的类名Hello完全保持一致。
Java源码本质上是一个文本文件，我们需要先用javac把Hello.java编译成字节码文件Hello.class。在 Hello.java 文件所在目录，打开 “终端” 执行以下命令：
```
$ javac Hello.java
```
如果源代码无误，上述命令不会有任何输出，而当前目录下会产生一个Hello.class文件。
执行Hello.class，使用命令java Hello。执行成功后，得到的结果将显示在下一行。
```
$ java Hello
Hello, world!
```
注意：给虚拟机传递的参数Hello是我们定义的类名，虚拟机自动查找对应的class文件并执行。