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第1章 Java平台概论

1.1 Java不止是语言

从1995年至今，Java已经过20个年头，经过这些年的演进，Java已不仅是程序语言，也代表了解决问题的平台，更代表了原厂、各个厂商、社群、开发者与用户沟通的成果。

1.1.1 前世今生

1. Java的诞生
Java最早是Sun公司绿色项目Green Project中撰写Star7应用程序的程序语言，当时名称不是Java，而是取名Oak。
绿色项目始于1990年12月，由Patrick Naughton、Mike Sheridan与James Gosling（默然说话：呀，我最崇敬的人物：Java他爹）主持，目的是希望构筑出下一波计算机应用趋势并加以掌握，他们认为下一波计算机应用趋势会集中在消费性数字产品的使用上。（默然说话：在1990年预测到20年后的今天计算机将如何被使用，实在是有点不可思议，同时也是一种悲哀。因为在当时，由于互联网的不发达，今天的一切都是无法进行的，这就造成你所预言的技术无法在现实中被大量使用。英雄无用武之地，不是么？）
1993年第一个万维网浏览器Mosaic诞生（默然说话：如果我没弄错，它应该是现在非常流行的火狐浏览器的前身，包括谷歌浏览器，苹果浏览器都有它的身影），James Gosling认为互联网与Java的一些特性不谋而合，利用Java Applet在浏览器上展现多媒体是一件非常酷的事情，于是绿色项目小组仿照Mosaic使用Java语言开发出了浏览器WebRunner（原名BladeRunner,（默然说话：大家可以查下Blade这个单词是啥意思，实在是太刺激了），后来改名为HotJava，虽然只是一个展示性产品，但它却立即吸引了许多人的注意。
1995年5月23日（这一天被公认为Java的诞生日），正式将Oak改名为Java，Java Development Kits（JDK全名）1.0a2版本正式对外发表。1996年之后各主流浏览器（默然说话：其实就2个，IE和NN，而NN已经倒闭了，历史呀，说起来都是泪。）都正式支持Java，从此Java在互联网上逐渐风行起来。虽然Star7死了，绿色项目也死了，可Java却奇迹般的依托互联网活了下来。
2. 版本演进
Java得到了Sun、微软、IBM等大公司的支持。1998年Sun与微软分裂，自己发布了Java 2 Platform，简称J2SE1.2，而微软继续了J#。Sun公司的J2SE开发者版本一开始就简称为JDK，到如今仍然叫这个名字。
而微软的J#似乎成了阑尾，因为微软公司重点放在了C#上，所以后来就是Sun公司和IBM公司有各自独立实现的版本。
J2SE约以2年为周期推出重大版本更新，1998年12月4日发表1.2，2000年5月8日发表1.3，2002年2月13日发表1.4。
04年9月29日发表的1.5不再称为1.5，产品名称也不再称为J2SE，这是为了彰显这个版本与之前版本有极大不同，如语法上的简化、泛型、枚举、注解等重大功能的添加均使其具有划时代的意义（默然说话：其实就是抄袭C#较为成功吧，因为这些东西C#4.0中已经有了完整的实现，且已经发布了一段时间了），所以更名为Java SE 5.0（默然说话：额滴神呀，不是1.5，而是5.0！这可是小数点的变化！你们知道这意味着什么？知道么？真的知道么！）
3. 江山易主
Java SE 6之后，Java开发人员足足等了四年多，天残版1.7才出现。这不禁让人想问：Java怎么了？
关键问题是Sun营收低迷不振，严重影响了新版本的推动，在2010年年中与IBM密谈并购失败之后，Oracle宣布并购Sun，Java的蓝色，也开始变成了Oracle的红色。
在2010年底JCP终于通过了Java SE 7与Java SE 8的发布路线图，于2011年7月28日发布了7.
到2014年3月18日，Java SE 8发布。

1.1.2 三大平台

在Java发展的过程中，由于Java的应用领域越来越广，并逐渐扩及至各级应用软件的开发，Sun公司在1999年6月美国旧金山的Java One大会上，公布了新的Java体系架构，该架构根据不同级别的应用开发区分了不同的应用版本：J2SE（Java 2 Platform， Standard Edition）、J2EE（Java 2 Platform， Enterprise Edition）与J2ME（Java 2 Platform， Micro Edition）。
J2SE、J2EE与J2MEj当时的名称，由于Java SE 5（默然说话：原书写的是Java SE 6之后，这明显是不对的，因为这段历史我是经历者，我亲眼在网站上看到，从1.5开始，下载页面的名称从原来的J2SE 1.5更改为Java SE 5，帮助文档也同样做了更名）后Java不再带有2。J2SE、J2EE和J2ME分别被更名为Java SE、Java EE和Java ME。
1. Java SE
Java是各应用平台的基础，想要学习其他的平台应用，必先了解Java SE以奠定基础，Java SE也正是本书主要的介绍对象。
Java SE可以分为四个主要的部分：JVM、JRE、JDK与Java语言。
为了能够运行Java撰写好的程序，必须有Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）。JVM包括在Java执行环境（JRE）中，所以为了要运行Java程序，必须安装JRE。如果要开发Java程序，必须取得JDK，JDK包括JRE及开发过程中需要的一些工具程序，像Javac、java等（关于JRE及JDK的安装与使用，会在第2章说明）。
Java语言只是Java SE的一部分，除了语言之外，Java最重要的就是提供庞大且强大的标准API，提供字符串处理、数据输入/输出、网络套件、用户窗口接口等功能，可以使用这些API作为基础来进行程序开发，无须重复开发功能相同的组件。事实上，在熟悉Java语言之后，更多的时候，都是在学习如何使用Java SE提供的API来组成应用程序。
2. Java EE
Java EE以Java SE为基础，适于开发基于Web的分布式应用程序，整个Java EE的体系是相当庞大的，像JSP、Servlet、EJB等服务或技术都是需要一本书来进行说明的，不过有一点可以确定，就是必须先奠定良好的Java SE基础，再来学习Java EE的开发
3. Java ME
Java ME是Java平台中最小的一个，上的是作为小型数字设备上开发及部署应用程序的平台（默然说话：感觉这个版本基本上算是完蛋了，因为现在手机开发已经被本地平台所取代，如Android自己的SDK，Objective-C）。

1.1.3 JCP与JSR

Java不仅是程序语言，还是标准规范。
Java由Sun创造，为了让对Java感兴趣的厂商、组织、开发者与用户参与定义Java未来的功能与特性，Sun公司于1998年成立了JCP（Java社区执行委员会），这是一个开放性国际组织，目的是让Java演进成为全世界数以百计代表成员公开监督的过程。
任何想要提议加入Java的功能或特性，必须以JSR（Java规范请求）正式文件的方式提交，JSR必须经过JCP投票通过，方可成为最终标准文件，有兴趣的厂商或组织可以根据JSR实现产品。
若JSR获得通过，被决定加入Java中，则必须做出免费且开放源代码的参考实现，称为RI（引用实现），并提供TCK（技术兼容性测试工具），方便于其他想根据JSR实现产品的厂商或组织参考与测试兼容性。
现在无论Java SE、Java EE还是Java ME，都是业界共同制定的标准，每个标准背后代表了业界所面临的一些问题，他们期待使用Java来解决问题，认为应该有某些组件、特性、API等，来解决这些问题，因而制定JSR作为正式标准规范文件，不同的技术解决方案标准规范会有一个编号。
Java SE 8的主要规范是在JSR337文件之中，而Java SE 8平台中的特定技术，则规范于特定的JSR文件中，若对这些文件有兴趣，可以参考以下网址：
http://jcp.org/en/jsr/detail?id=337
提示：JSR对于Java初学者而言过于艰涩，但jSR文件规范了相关技术应用的功能，将来有能力时，可以试着自行阅读JSR，这有助于了解相关技术规范的更多细节。

1.1.4 Oracle JDK与OpenJDK

2006年的JavaOne大会上，Sun宣告对Java开放源代码，从JDK 7开始有了OpenJDK，并于2009年4月15日正式发布OpenJDK。Oracle时代发布的JDK7正式版本，指定了OpenJDK7为官方参考实现。
1. Oracle JDK 7与OpenJDK7
与同为开放源代码的Sun JDK不同的是，Sun JDK采用JRL，而OpenJDK7采用GPL，前者源代码可用于个人研究使用，但禁止任何商业用途，后者则允许商业上的使用，因此，OpenJDK7必须删掉许多在两个授权间有冲突的程序代码，也不包括一些部署工具以及软件套件等。
2. Open JDK7与OpenJDK6
在OpenJDK官方网站，也可以看到OpenJDK6的版本，OpenJDK6并不是Sun JDK6的分支，而是将OpenJDK7中JDK7的特性删掉，使之符合JDK6的规范，因而OpenJDK6实际上是OpenJDK7的分支，OpenJDK6可以通过TCK兼容性测试。
Oracle从2012年7月以来，就打算结束对JDK6的支持，在2013年2月时宣布JDK6Update 43时，宣布这是最后一个免费更新版本（实际后来还有Update 45），希望大家赶快升级至JDK7.
1.1.5 建议的学习路径
在Java的官方网站提供有一份Java技术观念图的文件，这是份PDF，可以在以下网址下载：

http://www.oracle.com/technetwork/topics/newtojava/intro-142494.html
以下是基于经验与教学建议的学习路径。
第一章 深入了解JVM/JRE/JDK
第二章 理解封装、继承、多态
第三章 掌握常用Java SE API架构
第四章 学习容器的观念
第五章 研究开放源代码项目
第六章 学习设计模式与重构
第七章 熟悉相关开发工具

1.2 JVM/JRE/JDK

1.2.1 什么是JVM

Java Virtual Machine(JVM)会架构在Solaris、Linux、Windows各种操作系统平台之上。许多Java书都会告诉你，JVM让Java可以跨平台，但是跨平台是怎么一回事？
对于计算机而言，我们要知道它只认识一种语言，就是0、1序列组成的机器指令。当使用C/C++等高级语言撰写程序时，其实这些语言为了方便人类理解，是以英文的文法来进行编写的，计算机是直接看不懂的，所以需要一个翻译将它们翻译成0、1序列。担任翻译员工作的就是编译程序（Compiler）。
而要知道的是，计算机只要有一个小型号的变化，0、1序列就会不一样。这样一来，某个指令在Windows上是0101，在Linux下却可能是1010，因此必须使用不同的编译程序为不同平台编译出可执行的机器码，这样一来，编译好的代码只能在一个指定的平台下运行，如果需要在另一个平台上运行，必须重新进行编译（默然说话：这叫可移植，但不是跨平台）。
而Java采用了另一种方式。编译器编译Java代码时并不直接编译为0、1序列，而是翻译为一种称为“字节码”的中间形式。然后再由JVM在运行时将字节码编译为0、1序列进行执行。
Java源代码扩展名为.java，经过编译程序翻译为扩展名为.class。如果想要执行class文件，必须安装JVM，JVM会将字节码翻译为对应平台的机器码。编写Java程序时，对JVM的重要认识就是：
对Java程序而言，只认识一种系统就够了，这个系统就是JVM，而字节码文件(后缀为.class的文件)就是JVM的可执行文件。
理论上Java程序并不用理会真正执行于哪个平台，只要知道如何执行于JVM就可以了。至于JVM实际上如何与底层平台沟通，则是JVM自己的事。由于JVM实际上就是Java程序的执行环境，所以JVM负责了Java程序的各种资源管理。

1.2.2 区分JRE与JDK

Java Runtime Environment就是Java执行环境，简称JRE，包括Java SE API与JVM。只要使用Java SE API中的链接库，在安装有JRE的计算机上就可以直接运行，无须额外在程序中再包装链接库，而可以由JRE直接提供。
如果要在.java中撰写Java程序，使用编译程序编译为.class，像编译程序这样的工具程序是由JDK提供的，全称Java Development Kit。
JDK包括了javac、appletviewer、javadoc等工具程序，对于要开发Java程序的人，必须安装JDK，这样才编译Java程序或使用这些工具，JDK同时还包括了JRE，所以还能执行Java程序。总起来：JDK包括了Java程序、工具程序和JRE，JRE包括部署技术、Java SE API和JVM。
Java JDK的确很不友好，因为JDK的安装很简单，但要使用却是很麻烦的事情，你需要对系统进行很多的设置，如果是一个对电脑也只能算是初通的初学者来进行学习，会在一开始就遇到很多困难，但是当你能克服这些困难完成配置之后，你会发现你学会了很多意外的知识，这就是Java的哲学：如果不是对编程酷爱，请不要来碰我，这会造成你太大的困扰，如果你除了激情之外，还有对困难的无视与一往直前，请拥抱我，我会给你真心的回报！

1.2.3 下载、安装JDK

要下载JDK，请链接到（Java SE Download）以下网址：
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

如果你要下载的是Java SE 8中的JDK，按照以往惯例，发布JDK之后，每隔二到三个月会针对用户反馈的bug或安全问题进行修正，并发布一个修正版JDK。一般你所下载的页面上应该显示为类似Java SE Development 8uN，其中N是JDK更新版本号。
在Java SE Development Kit 7u40之后，7uN中的N是表示JDK是发布以来第N个修正版，但是Oracle改变了这个规则，详情可参考(Java SE Change in Version Numbering Scheme)以下网址：
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/jdk-version-number-scheme-1918258.html

在下载页面还要注意到一个问题，就是最前面有个单选的按钮，你要选择Accept License Agreement单选按钮，接着选择对应操作系统版本的JDK。以Windows x64为例，单击jdk-8u11-windows-x64.exe就可以进行下载。

安装建议选择全部安装吧。

具体配置第2章讲。

1.2.4 认识JDK安装内容

那么你到底安装了哪些东西呢？
Public JRE是给Java程序执行的平台，JDK本身也附带JRE，位于JDK安装的文件夹的jre文件夹下，通常称为Private JRE。
Private JRE和Public JRE其实内容是相同的，只是安装Public JRE或自行下载JRE安装时会注册Java Plugin、Web Start等浏览器或桌面客户端必要的组件，方便需要JRE的桌面应用程序使用。
在JDK的安装目录下还可以看bin文件夹，它里面存放的就是Development Tools选择，各种工具程序如javac，java等都在这个文件夹里。jre文件夹就是Private JRE存放的位置，它是开发Java程序时测试之用。另外有2个压缩包：src.zip与javafx-src.zip，它们是Java SE API的源代码。里面存放着所有.java的文件。
.class文件存放在jre文件夹里的lib文件夹中。其中有个rt.jar的文件。JAR(Java Archive，默然说话：我通常读作“驾儿包”)文件是zip格式的，可直接使用解压软件打开，里面就会看到很多编译好的.class文档。

1.3 重点复习

Java根据应用领域不同，区分为JavaSE、JavaEE与JavaME三大平台。Java SE是各应用平台的基础，分为四个主要的部分：JVM、JRE、JDK与Java语言。JDK包括Java语言和JRE与开发工具，JRE包括Java SE API与JVM。
JCP是个开放性国际组织，目的是让Java演进由Sun非正式地主导，成为全世界数以百计代表成员公开监督的过程。任何想要提议加入Java的功能或特性，必须以JSR正式文件的方式提交，JSR必须经过JCP执行委员会投票通过，方可成为最终标准文件，有兴趣的广商或组织可以根据JSR实现产品。
若JSR成为最终文件后，必须根据JSR成果做出免费且开放源代码的参考实现，称为RI（Reference Implementation），并提供TCK（Technology Compatibility Kit）作为技术兼容性测试工具箱，方便其他根据JSR实现产品的厂商或组织参考与测试兼容性。
只有通过TCK测试的实现，才可以使用Java商标。
从JDK7b10开始有了OpenJDK，Oracle指定了OpenJDK7为官方参考实现。
OpenJDK6并不是SunJDK6的分支，而是将OpenJDK7中JDK7的特性删掉，使之符合JDK6的规范，因而OpenJDK6实际上是OpenJDK7的分支。
对Java程序而言，JVM就是Java的唯一一种操作系统，字节码（Btye Code）文件就是JVM的可执行文件。
JDK本身附有一个JRE，相对于Public JRE这个名称，JDK自己的JRE通常称为Private JRE，只要安装JDK，一定就有Private JRE。安装Public JRE或自行下载JRE安装，会注册Java Plugin、Web Start等浏览器或桌面客户端必要的组件，方便需要JRE的桌面应用程序使用。