JAVA学习笔记(一)

一. 简介

前言

由于国内.net市场日渐萎靡，越来越少的企业使用.net，越来越多的企业投向JAVA的怀抱，一大批.net程序员的生存受到了极大的威胁，在这生死存亡的时刻我们需要做出改变，以顺应时代的变化！

为什么是JAVA

java从1995年诞生至今饱受争议，风风雨雨已有20几年的历史，一路披荆斩棘，确定了自己的霸主地位，生命力顽强，常年雄踞编程排行榜第一位，就业广泛、待遇丰厚，使用JAVA的大厂有阿里巴巴、京东、美团、头条、拼多多、拍拍贷、携程、微盟等等等等，其中京东、拍拍贷、携程、微盟都是从.NET转向JAVA。

编程排行榜

什么跨平台，面向对象就不说了，现在很多高级语言都有，一些特性，性能甚至比它还要好，就拿c#来对比，单从语言层面来讲要比JAVA优秀的多。

现在看来最关键的还是强大的生态圈，在国内又有阿里这种超级大厂支持，并开源了很多优秀的框架和组件，给java程序员提供各种解决方案。

JAVA三大体系

Java SE（Java2 Platform Standard Edition，标准版）
Java EE（Java 2 Platform,Enterprise Edition，企业版）
Java ME（Java 2 Platform Micro Edition，移动版）

每个版本有对应的jdk（Orcale JDK和Open JDK）

JAVA三大体系

JDK，JRE，JVM是什么

先了解下JDK，JRE，JVM是什么，他们之间有什么关系。

JVM ：英文名称（Java Virtual Machine），就是我们常说的JAVA虚拟机，它能将JAVA源代码编译成的.class文件中的字节码指令翻译成计算机能识别的机器码让计算机执行，JVM是java跨平台的核心。

JRE ：英文名称（Java Runtime Environment），Java 运行时环境。它主要包含两个部分，jvm 的标准实现和 Java 的一些基本类库。它相对于 jvm 来说，多出来的是一部分的 Java 类库。

JDK ：英文名称（Java Development Kit），Java 开发工具包。jdk 是整个 Java 开发的核心，它集成了 jre 和一些好用的小工具。例如：javac.exe，java.exe，jar.exe 等。

显然，这三者的关系是：一层层的嵌套关系。JDK>JRE>JVM。

JAVA开发人员只需要安装JDK（JDk包含JRE，JVM），非JAVA开发人员需要运行JAVA应用的话，可单独安装JRE。

下载安装配置

这里主要介绍下在windows环境下安装和配置，打开官网，选择Java SE版本选择Oracle JDK：

下载安装

点击进入下载页面，接收协议，并且选择适合自己版本的JDK，这里我们选择windows 64位jdk，如图：

选择对应版本

下载好之后进行安装，安装完成之后我们来进行环境变量配置，以win10为例，右击“此电脑”->"属性"->“高级系统设置”->“高级”->"环境变量"：

配置环境变量

用户变量是指当前登录的用户，系统变量是针对所有用户，我们在系统变量里面设置，点击新建：

配置环境变量

1.设置JAVA_HOME变量，变量名输入“JAVA_HOME”，变量值为jdk的安装目录，点击确定。
然后在系统变量列表里面找到Path变量，点击编辑，然后点击新建：

配置环境变量

输入jdk安装目录下的bin目录，点击确定。
JAVA_HOME变量作用是和第三方软件约定好引用jdk的目录。

2.设置Path变量，Path变量是命令搜索变量，在cmd命令窗口下输入命令会到指定的目录搜索命令。

来写一个HelloWorld

新建一个HelloWorld.java文件，打开文件输入如下代码：

 public class HelloWorld {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hello World");
     }
 }

进入cmd命令提示符窗口，进入文件当前目录，输入:

javac HelloWorld.java

将java文件编译为.class文件（字节码文件），然后输入:

java HelloWorld

运行程序。

[图片上传失败...(image-2ecb1f-1554131747890)]

main方法是程序的入口，args是可以接收的参数，我们将上面代码改造一下：

public class HelloWorld {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("参数1："+args[0]+"，参数2："+args[1]);
     }
 }

在cmd命令窗口输入

javac -encoding utf-8 helloworld.java

（因为代码包含中文，可能会乱码导致无法编译，所以使用-encoding utf-8指定编码格式）编译成class文件，然后输入运行命令

java HelloWorld 翠花 上菜

注意：

java类名必须和文件名相同（不区分大小写），使用java命令运行程序时，java后面的名称是类名称（区分大小写）。

运行带包名的类文件

我们看下带包的类是如何编译和运行的，先将上面的代码再改造一下，改成带包的类，在第一行加入如下代码：

package cuihua;

完整代码如下：

package cuihua;
public class HelloWorld {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hello World");
     }
 }

把上面的代码放入名为cuihua的目录，在当前目录输入如下命令:

javac helloworld.java
java HelloWorld

[图片上传失败...(image-842e4a-1554131747890)]

执行java HelloWorld命令时报错，找不到入口，因为运行程序的时候是通过包名再找到类名，包名和目录需要对应，所以运行带包名的类库执行命令时需要将包名带上，执行命令改为如下代码：

java cuihua.HelloWorld

[图片上传失败...(image-ab3bc2-1554131747890)]

还是报错，我们仔细看下，我们所在的目录是cuihua，cuihua下面没有cuihua文件夹，所以需要返回上一级目录，再执行上面的命令，命令如下：

cd ../
java cuihua.HelloWorld

[图片上传失败...(image-a3ce57-1554131747890)]

多层/多级包

有了前面的知识铺垫之后，我们来思考一下如果包是多层的情况下，这个HelloWorld代码怎么运行？现在我们将上面的包名修改一下，修改如下：

package cuihua.shangcai

完整代码如下：

package cuihua.shangcai;
public class HelloWorld {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hello World");
     }
 }

这种情况下，该类文件应该放在cuihua/shangcai目录下，运行时在cuihua上一级目录运行，在cmd命令窗口输入如下代码：

javac cuihua/shangcai/helloworld.java
java cuihua.shangcai.HelloWorld

[图片上传失败...(image-9c0743-1554131747890)]

JAVA运行机制

java是一门高级语言，所写的程序计算机是无法识别的，所以就需要一种解释器将它翻译成本地计算机能识别的机器语言，从我们写的java程序到计算机能运行程序需要经过两个步骤，一个是将java源代码编译成与平台无关的.class字节码文件，然后交给jvm逐行翻译解释本地计算机能识别的机器语言并运行，所以我们通常所说的java跨平台不是指的java语言本身跨平台，而是jvm跨平台，jvm屏蔽了计算机平台相关性，每个计算机平台都有单独的jvm实现，比如windows下可以安装windows版的jre，mac下可以安装mac版本的jre，linux下安装linux版本的jre。

运行机制

JIT编译器

JIT也叫做即时编译器，是一种动态编译技术，起初java运行性能远低于c/c++ 这类静态编译语言，自从引入JIT编译器之后，java可以提供与c/c++相当的性能，甚至还会高于它们，javac属于前端编译，jit属于后端编译。

graph TD
字节码文件 -->JIT编译器
JIT编译器 -->A{"是否已编译本地机器码"}
A --> |是| 执行本地机器码
A --> |否| 方法调用计数器+1
执行本地机器码 
方法调用计数器+1 --> B{"计数器是否超过阈值"}
B --> |是| 向编译器提交编译请求
B --> |否| 以解释方式执行方法
向编译器提交编译请求 --> 以解释方式执行方法
以解释方式执行方法 --> 结束
执行本地机器码 --> 结束