第1章Java开发前奏

1、11第1章 Java开发前奏第1章 Java开发前奏Java是一种简单易用、完全面向对象、有平台无关性、安全可靠的、主要面向Internet的开发工具。Java自从1995年正式问世以来，它的快速发展已经让整个Web世界发生了翻天覆地的变化。随着Java Servlet的推出，Java在电子商务方面开始崭露头角，最新的Java Server Page（JSP）技术的推出，更是让Java成为基于Web应用程序的首选开发工具。Java是第一套允许使用者将应用程序通过Internet从远端服务器传输到本地机上并执行的一种语言；是一种应用程序提供者不需要知道使用者的计算机硬件与软件环境的语言。比尔&#

2、183;盖茨曾经说过：“Java是最卓越的程序设计语言”。 Java自问世以来，技术和应用发展非常快，在计算机、移动电话、家用电器等领域中无一没有Java技术的存在。在Internet上，几乎每个网页都包含Java程序或代码。由于Java的广泛应用，使它受到了史无前例的关注，Java是一种Internet编程语言，Java还曾是网络动画技术的代名词，Java虚拟机更是让人耳目一新，Java简单易学、跨平台而又不失强大功能。相比其他语言，Java技术平台具有鲜明的优越性。从最初建造Java平台开始，就考虑了安全性的问题，即其安全性是建立在Java平台的内核中的。其他的语言只是在软件开发时才由用户

3、自行处理其安全问题，难免会有安全漏洞。其次，对于程序员来说，Java语言比以往其他的任何一门语言都好用，原因在于：Java有自动回收垃圾的功能，Java增加了对象和变量的强制类型检查，Java还取消了指针。目前，Java技术的架构包括以下三个方面：q J2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition ） 企业版，是以企业为环境而开发应用程序的解决方案。q J2SE（Java 2 Platform Stand Edition） 标准版，是桌面开发和低端商务应用的解决方案。q J

4、2ME（Java 2 Platform Micro Edition ） 小型版，是致力于消费产品和嵌入式设备的最佳解决方案。J2EE目前已经成为开发商创建电子商务应用的事实标准。J2SE是Java 2平台的标准版，它适用于桌面系统，提供CORBA标准的ORB技术，结合Java的RMI支持分布式互操作环境。J2ME提供了HTTP高级Internet协议，使移动电话能以Client/Server方式直接访问Internet的全部信息，不同的Client访问不同的文件，此外还能访问本地存储区，提供最高效率的无线交流。Java技术又有以下广泛

5、的内涵：q 首先，它是一门编程语言，Java能够创建所有其他传统语言能编写的应用程序，Java能够编写独立的应用程序，运行在装有Java虚拟机的操作系统上。Java编写的程序经常用在WWW环境中（比如applet,servlet等），Applet在浏览器中执行不需要操作系统JVM的支持。q 其次，Java还是一个开发环境，Java技术包含一系列的工具：编译器、解释器、文档生成工具、打包工具等。另外由Java 2 SDK 提供的JRE（Java Runtime Envioument）还包括了一个完整的Java类集合，比如基本语言类、GUI控件类等。q 最后，Java也是一个运行环境，我们可以从S

6、UN公司提供的Java 2 SDK中来搭建运行环境，而这一切都是免费的。时至今日，Java仍然一步步地朝着远大的梦想而迈进，显而易见的成果便是在国际互联网中的应用，如今常见的浏览器也都全面支持Java Applet以及衍生出来的JavaScript语言等，而市面上可见的操作系统，也利用Java的跨平台特性来开发，包括Windows系列、各类Unix和Linux、Mac等操作系统，都可以看到Java的踪迹。这一切都充分说明了Java在计算机语言大家庭中的地位。Java对Internet编程的影响就如同C语言对系统编程的影响一样。1.1 Java虚拟机及Java的跨平台原理Java虚拟机（JVM）

7、是可运行Java字节码的假想计算机，Java的跨平台性是相对于其他编程语言而言的，我们在这里就用C语言的编程与执行过程来同Java的编程与执行过程进行对比说明，如图1.1所示。图 1.1同C语言编程一样，我们首先也要编写Java源程序，然后由Java编译程序将Java源程序编译为JVM可执行的代码，即Java字节码。Java源程序编译后生成的字节码文件就相当于C源程序编译后的Windows上的exe可执行文件，JVM虚拟机的作用类似Windows操作系统。在Windows上运行的是exe文件，在JVM上运行的是Java字节码文件，也就是扩展名为.class的文件。Windows执行exe可执行

8、文件的过程，就是从exe文件中取出一条条的计算机指令，交给CPU去解释执行。JVM执行Java字节码文件的过程，也是JVM虚拟机从Java字节码文件中取出一条条的字节码指令交给“CPU”去执行。硬件与软件是可以相互转化的，我们可以用视霸卡硬件解码VCD数据，也可以用超级解霸软件解码VCD数据。执行Java字节码的“CPU”可以是硬件，也可以是某个系统上运行的一个软件，这个软件称为Java字节码解释程序（也就是Java虚拟机）。可见，只要实现了特定平台下的解释器程序，Java字节码就能通过解释器程序在该平台下运行，这是Java跨平台的根本。当前，并不是在所有的平台下都有相应的Java解释器程序，

9、这也是Java并不是在所有的平台下都能运行的原因，它只能在已实现了Java解释器程序的平台下运行。顺便说一下：Java兼顾解释性与编译性语言的特点，Java源文件转换成.class字节码文件的过程是编译型的，.class在操作系统上运行的过程则是解释型的，Java虚拟机充当了解释器的作用。关于解释型和编译型的区别就不在这里详细叙述了，不能理解的读者可以自己去查阅相关资料，这并不影响我们学习Java的效果。1.2 Java开发环境的搭建SUN公司提供了自己的一套Java开发环境，通常称之为JDK（Java Development Kit）。SUN 公司提供了多种操作系统下的JDK，随着时间的推移

10、和技术的进步，JDK的版本也在不断地升级，如JDK 1.2、JDK 1.3、JDK 1.4。各种操作系统下的JDK的各种版本在使用上基本相似，读者可以根据自己的使用环境，从SUN公司的网站上下载相应的JDK版本，一般情况下是越新越好，本书的讲解都是基于Windows平台下的JDK1.4。Windows下的JDK安装过程非常简单，这里就不再多说，这个工具包中的内容都放在JDK安装目录下（下面的讲解都假设我们的安装目录为c:j2sdk1.4.0），其中的bin子目录中包含了所有相关的可执行文件，如图1.2所示。下面是bin目录中的常用命令的简要介绍（读者暂且不要关心JDK下的其他目录，在以后的章节

11、中，我们会逐步涉及，到时候理解起来也要比现在容易得多）。javac.exe是Java源文件的编译工具，Java源文件的扩展名为.java，如Test.java，Java源文件被编译后的Java字节码文件的扩展名为.class，如Test.class。java.exe是Java字节码解释程序，负责解释执行Java字节码文件，就是一个JVM。在命令行窗口下，执行Java命令，如果屏幕上能够打印出关于这个命令的用法介绍，如图1.3所示。图 1.2图 1.3这时你的JDK基本上就可以使用了。也许你会碰到以下两种错误：第一种错误，说Java不是一个可运行的程序，如图1.4所示。图 1.4第二种可能碰到的

12、错误是，当我们执行Java命令时，屏幕上不是打出关于这个命令的用法介绍，而是类似图1.5所示的错误信息。图 1.5我们通过下面有关知识的讲解，来分析和解决这两种错误。1.2.1 环境变量的介绍太多的“现代人”已不熟悉DOS了，根本就不明白系统环境变量和path环境变量的作用。通俗地说，系统环境变量就是在操作系统中定义的变量，可供操作系统上的所有应用程序使用。 1.2.2 如何查看系统环境变量以Windows 2000为例（由于Windows 2000具有众多的新特性，这些特性在Java的开发过程中，能为我们提供许多方便快捷的功能，所以在这里建议读者使用Windows 2000来做系统平台）。首

13、先右键单击桌面上的“我的电脑”，从下拉菜单中选择“属性”，在出现的属性面板中选择“高级”标签，如图1.6所示。然后单击“环境变量”按钮，打开环境变量面板，在这里可以看到上下两个窗口，上面窗口名为“某用户的环境变量”（在这里是Administrator即管理员的用户变量），下面窗口名为“系统变量”，如图1.7所示。图 1.6图 1.7可以在其中任意一个窗口里进行设置，区别在于上面窗口的设置用于个人环境变量，只有以该用户身份登录系统时才有效，而下面窗口中的设置则对所有用户都有效。我们也可以启动一个命令行窗口（单击“开始”菜单，在“运行”中输入cmd，然后按下Enter键即可。或者单击“开始”菜单，

14、在“程序”中选择“附件”，然后运行“命令提示符”，这两种启动方式的效果是一样的），在这个命令行窗口中执行set命令，如图1.8所示。图 1.8如图1.8所示，在命令行窗口中设置的path变量的值是图1.7中的用户变量和系统变量窗口中的path变量值的总和。也就是说，用set命令看到的环境变量值是Windows环境变量窗口中用户环境变量和系统环境变量值的总和。作者在教学过程中，有时会看到另外一种情况，即命令行窗口中用set命令看到的环境变量的值，不是先前Windows窗口中如图1.7所示的用户变量和系统变量值的总和，而是只有用户变量窗口中的值。至于为什么会有这种情况，只要不影响我们的使用，就不必

15、再去管它了。实际上，真正起作用的就是在命令行窗口中运行set命令所看到的所有变量和值，所以建议读者每次配置完成后，用set命令查看一下。就能发现，用户环境变量修改之后，需要用户重新登录才会生效，相信聪明的读者应该能体会到其中的道理，也知道如何解决环境变量所引起的问题了。事实上，有经验的程序员在遇到环境变量的问题时，都是通过这样的途径和手段解决问题的。我们接着就可以进行系统环境变量的配置了。1.2.3 如何设置系统环境变量还是以path环境变量为例进行讲解，path环境变量的作用是设置供操作系统去寻找和执行应用程序的路径，也就是说，如果操作系统在当前目录下没有找到我们想要执行的程序和命令时，操作

16、系统就会按照path环境变量指定的目录依次去查找，以最先找到的为准。path环境变量可以存放多个路径，路径和路径之间用分号（;）隔开。在其他的操作系统下可能是用其他的符号分隔，比如在Linux下就是用冒号（:）。我们可以在Windows系统环境变量窗口中设置系统变量。在如图1.7所示窗口中，单击名为“path”的变量（如果没有你想设置的环境变量选项，在“用户变量”或“系统变量”中选择“新建”来添加），选择“编辑”。然后如图1.9所示，在打开的“编辑系统变量”窗口中的“变量值”输入框中加入你想设置的环境变量值。图 1.9对于path，可以在原有值的基础上添加新的路径，因为我们想在任意路径下运行j

17、ava.exe、javac.exe等程序，所以应当在path原有值的末尾加上分号（;），然后再加上Java编译器所在的路径（这里是c:j2sdk1.4.0bin），最后单击“确定”按钮，这样设置就完成了。接着，重新启动一个新的命令行窗口，执行set命令，查看刚才的设置结果。这种方法的优点是设置一次之后，系统会保存此设置，对以后在当前操作系统上运行的任何程序都有效，但不会影响先前已经运行起来的程序，特别是命令行窗口程序（如果想要使设置的值生效，只能关闭原来的命令行窗口，再重新启动一个新的命令行窗口程序）。也可以直接在命令行窗口下设置环境变量，针对上面的情况，可以在命令行窗口中执行set path

18、=c:j2sdk1.4.0bin;%path%;，这样在这个命令行窗口中的任意路径下都可以执行Java.exe程序了。讲到这里肯定会有读者提出疑问了，%path%究竟起什么作用呢？将某个环境变量包含在一对百分号（%）之间，就表示该环境变量的当前取值。在图1.8中，“C:WINNTsystem32; C:WINNT;C:WINNTSystem32Wbem;c:j2sdk1.4.0bin;”这个长长的字符串就代表了%path%。务必注意，在命令行窗口下的设置只对当前这个窗口有效，并不会影响到其他命令行窗口和程序。解决了第一种错误，再来看看如图1.5所示的第二种错误。产生这种错误的原因可能是由于在设

19、置path时，忽视了path环境变量中的目录的设置顺序，譬如，使用set path=%path%;c:j2sdk1.4.0bin命令设置path环境变量，由于c:winntsystem32这个路径排在c:j2sdk1.4.0bin前面，而在c:winntsystem32下也有一个java.exe程序。这样，当运行Java命令时，执行的不是c:j2sdk1.4.0binjava.exe，而是c:winntsystem32java.exe，恰恰c:winntsystem32java.exe又是一个有问题的程序。在c:winntsystem32目录下，怎么会出现一个有问题的java.exe呢？造成这

20、种错误的原因有多种，譬如，安装完Jbuilder 8这类Java开发工具软件时，Jbuilder 8安装程序会将自己的java.exe复制到c:winntsystem32目录下。java.exe启动需要到原始安装目录中去装载许多相关文件，如果以后又删除或移动了Jbuilder 8的安装目录，就会出现这样的问题。解决这个问题，只要将想用的java.exe所在的目录放在path环境变量的前面，如：set path=c:j2sdk1.4.0bin;%path%。有时，计算机上安装了多个Java开发工具，怎么知道在命令行窗口中执行的Java命令属于哪个开发工具包中的呢？其实，只要在运行java.exe

21、的时候加上verbose参数就行了，格式如下：java -verboseJava虚拟机启动时，就会显示其详细的加载过程信息，如图1.10所示。图1.10从图1.10显示的信息中，就能看出所运行的Java命令是属于哪个开发工具包。作为初学者，不一定马上会碰到上面的问题，但一旦变成了Java老手，反而有可能会碰到这些问题，因为老手使用Java的频率更高了，遇到的环境更复杂了，碰到问题的概率也就大多了。尽管传染科的医生防范传染病的经验很丰富，但他接触传染源的机会也越多，反而比普通医生被传染的可能性大多了。这正是“常在河边走，哪能不湿鞋”。别着急，熟能生巧、勤能补拙，编的程序多了，遇到的错误就多了，排

22、除错误的能力也多了，经验也就更丰富了。现在读者基本有了一个可实验的环境，下面就可以来体验一下Java的编程过程了。1.3 体验Java编程的过程首先用记事本程序建立一个名为Test.java的源文件（在实际操作中，我们常常会用到一些更好的工具软件，例如UltraEdit、EditPlus等，它们有很多记事本程序不能比拟的优点。比如：支持用不同的颜色标记关键字、类名；能自动显示行号，以便于更加方便地查找所需要的代码；能够自动缩进，减少了书写程序代码的工作量；能够同时编辑多个文件，方便在多个文件之间反复切换；还可以正常显示Linux格式的文本文件。简单就是美，为了不让工具软件的操作干扰读者的学习视线，初学者开始时还是用记事本程序作为Java源文件的编辑器为好），文件内容如下：程序清单：Test.javaclass Testpublic static void main(String args)System.out.println("My first Java program");在编译和运行这个程序之前，必须对这个程序的内容作简要介绍：（1）