教学材料《Java概述》-第一章

1.1什么是Java

Java是一种功能强大的面向对象的编程语言，它不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++中难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言不仅初学者乐于使用，其也适合有经验的程序员构建实际的信息系统。下一页返回1.1什么是Java

Java是怎么出现并且发展至今的呢？20世纪90年代，硬件领域出现了单片式计算机系统，这种价格低廉的系统一出现，就立即引起了自动控制领域人员的注意，因为使用它可以大幅度提升消费类电子产品（如电视机顶盒、面包烤箱、移动电话等）的智能化程度。Sun公司为了抢占市场先机，在1991年成立了一个称为Green的项目小组，由帕特里克（PatrickHaughton）、詹姆斯·高斯林（JamesGosling）、麦克·舍林丹和其他几个工程师一起组成，工作小组在加利福尼亚州门洛帕克市沙丘路的一个小工作室里研究开发新技术，专攻计算机在家电产品上的嵌入式应用。上一页下一页返回1.1什么是Java该项目组的研究人员首先考虑采用C++来编写程序，但对于硬件资源极其匮乏的单片式系统来说，C++程序过于复杂和庞大。另外，由于消费电子产品所采用的嵌入式处理器芯片的种类繁杂，如何让编写的程序跨平台运行也是个难题。为了解决困难，他们首先着眼于语言的开发。Sun公司研发人员并没有开发一种全新的语言，而是根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造，去除了C++中的一些不太实用及影响安全的成分，并结合嵌入式系统的实时性要求，开发了一种称为Oak（橡树）的面向对象语言。上一页下一页返回1.1什么是Java在开发Oak语言时，为了对这种语言进行实验研究，他们就在已有的硬件和软件平台基础上，按照自己所指定的规范，用软件建设了一个运行平台，整个系统除了比C++更加简单之外，没有什么大的区别。1992年的夏天，当Oak语言开发成功后，研究者们向硬件生产商演示了Green操作系统，以及Oak的程序设计语言、类库和其硬件，以说服他们使用Oak语言生产硬件芯片，但是，硬件生产商并未对此产生极大的热情，因为他们认为，在所有人对2Oak语言还一无所知的情况下，就生产硬件产品的风险实在太大了，所以Oak语言也就因为缺乏硬件的支持而无法进入市场，从而被搁置了下来。上一页返回下一页1.1什么是Java

1995年，互联网的蓬勃发展给了Oak机会。业界为了使死板、单调的静态网页能够“灵活”起来，急需一种软件技术来开发一种程序，这种程序可以通过网络传播并且能够跨平台运行。于是，世界各大IT企业为此纷纷投入了大量的人力、物力和财力。这个时候，Sun公司想起了那个被搁置很久的Oak，并且重新审视了那个用软件编写的试验平台。由于它是按照嵌入式系统硬件平台体系结构编写的，所以非常小，特别适用于网络上的传输系统，而Oak也是一种精简的语言，程序非常小，适合在网络上传输。Sun公司首先推出了可以嵌入网页并且可以随同网页在网络上传输的Applet（Applet是一种将小程序嵌入网页中进行执行的技术），并将Oak更名为Java（在申请注册商标时，发现Oak已经被人使用了，在想了一系列名字之后，最终，使用了提议者在喝一杯爪哇（Java）咖啡时无意提到的Java词语，所以现在看到的Java的图标是一杯热腾腾的咖啡的样子）。5月23日，Sun公司在SunWorld会议上正式发布Java。下一页返回上一页1.1什么是Java

1996年1月，Sun公司发布了Java的第一个开发工具包（JDK1.0），这是Java发展历程中的重要里程碑，标志着Java成为一种独立的开发工具。10月，Sun公司发布了Java平台的第一个即时编译器（JIT）。1997年2月，JDK1.1面世，在随后的3周时间里，达到了22万次的下载量。1998年12月8日，第二代Java平台的企业版J2EE发布。1999年6月，Sun公司发布了第二代Java平台（简称为Java2）的3个版本：J2ME（Java2MicroEdition，Java2平台的微型版），应用于移动、无线及有限资源的环境；J2SE（Java2StandardEdition，Java2平台的标准版），应用于桌面环境；J2EE（Java2EnterpriseEdition，Java2平台的企业版），应用于基于Java的应用服务器。Java2平台的发布，是Java发展过程中最重要的一个里程碑，标志着Java的应用开始普及。上一页下一页返回1.1什么是Java

2000年5月，JDK1.3、JDK1.4和J2SE1.3相继发布，几周后其获得了Apple公司MacOSX的工业标准的支持。2001年9月24日，J2EE1.3发布。2002年2月26日，J2SE1.4发布，自此，Java的计算能力有了大幅提升，与J2SE1.3相比，其多了近62%的类和接口。2005年6月，在JavaOne大会上，Sun公司发布了JavaSE6。此时，Java的各种版本已经更名，已取消其中的数字2，如J2EE更名为JavaEE，J2SE更名为JavaSE，J2ME更名为JavaME。2006年11月13日，Java技术的发明者Sun公司宣布，将Java技术作为免费软件对外发布。Sun公司正式发布了有关Java平台标准版的第一批源代码，以及Java迷你版的可执行源代码。从2007年3月起，全世界所有的开发人员均可对Java源代码进行修改。上一页下一页返回1.1什么是Java

2009年，Oracle公司宣布收购Sun公司。2010年，Java编程语言的共同创始人之一詹姆斯·高斯林从Oracle公司辞职。2011年，Oracle公司举行了全球性的活动，以庆祝Java7的推出，随后Java7正式发布。2014年，Oracle公司发布了Java8正式版。上一页返回1.2Java语言的特点与用处1.2.1Java语言的特点Java作为一种面向对象的程序设计语言，它的特点是非常显著的：1.结构简单2.面向对象3.平台无关4.可靠性5.安全性6.多线程下一页返回1.2Java语言的特点与用处1.2.2Java语言的用处根据开发需求的不同，Java可以用来开发多种应用，目前主要使用Java语言开发下面几种。1.开发应用程序（JavaApplication）独立的Java应用程序。其中按人机交互的方式又分为控制台应用程序和窗体应用程序。2.JavaAppletJava小应用程序，通常在用户浏览器中运行。Applet是嵌入HTML中的小应用程序，但Java语言的全部功能都可以实现，能解决一些传统编程语言很难解决的问题，如多线程、网络连接、分布式计算等。上一页下一页返回1.2Java语言的特点与用处3.JavaServletJava服务器小程序，实质上是一个Java类，运行于Web服务器端，接受客户端的请求，并自动生成动态网页返回到客户端。4.JSP（JavaServerPage）一种用于生成动态网页的技术，类似于ASP，基于Servlet技术，可实现程序与页面格式控制的分离。JSP能够快速开发出基于Web、独立于平台的应用程序。JSP程序同样运行于Web服务器端。5.JavaBean可重用的、独立于平台的Java程序组件。使用相应的开发工具，可将它直接插入其他的Java应用程序中。上一页返回1.3Java语言的体系结构JVM在上一节提到Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。使用Java虚拟机（JavaVirtualMachine，JVM）是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。引入Java虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java能够“一次编译，到处运行”的原因，如图1-1所示。下一页返回1.3Java语言的体系结构JVMJava技术的核心就是Java虚拟机，因为所有的Java程序都在虚拟机上运行。Java程序的运行需要Java虚拟机、JavaAPI和JavaClass文件的配合。Java虚拟机实例负责运行一个Java程序。当启动一个Java程序时，一个虚拟机实例就诞生了。当程序结束时，这个虚拟机实例也就消亡了。上一页返回1.4Java的运行环境与开发环境1.4.1Java的运行环境JDK开发Java程序需要准备JDK和Eclipse，其中JDK的意思是Java开发工具包（JavaDevelopmentKit）。JDK是整个Java的核心，包括了Java运行环境（JRE）、Java开发工具和Java基础类库。1.下载JDK/JRE首先，访问Oracle公司的JavaSE的下载主页（/technetwork/java/javase/downloads/index.html），选择一个版本（目前最新版为JavaSE8），如图1-2所示。下一页返回1.4Java的运行环境与开发环境此页面包含多个版本的JDK、JRE、帮助文档、源代码等下载内容的链接。如果不是Java程序的开发者，仅仅想在自己的系统中运行Java程序，那么只需要一个JRE就可以了；如果想使用Java开发自己的应用程序，则需要下载JDK，其中已包含JRE，因此下载了JDK后，无须再单独下载JRE。注意：在下载JDK的时候，要首先确定所需要安装JDK的计算机的操作系统是32位操作系统还是64位操作系统，JDK也分为32位版和64位版（名称中带有“i586”或“x86”的为32位版，带有“x64”则表示该JDK为64位版），应下载对应的版本。64位版JDK只能安装在64位操作系统上，32位版JDK则既可以安装在32位操作系统上，也可以安装在64位操作系统上。上一页下一页返回1.4Java的运行环境与开发环境2.安装JDK/JRE下载完成后即可安装JDK或JRE，无论是在Windows操作系统还是在Linux操作系统，安装方法与安装其他软件并没有什么不同。在Windows中，双击刚才下载的“.exe”文件，就会打开安装界面。单击“下一步”按钮，可以在此选择需要安装的组件和安装目录，窗口右侧是对所选组件的说明，包括组件功能和所需的磁盘空间；可以单击“更改”按钮来改变安装目录。单击“下一步”按钮即开始正式安装。安装完毕后，将会显示安装已完成的信息，单击“完成”按钮即可完成安装。上一页下一页返回1.4Java的运行环境与开发环境1.4.2Java的开发环境Eclipse可用于开发Java程序的工具很多，本书推荐使用著名的跨平台的集成开发环境（IDE）Eclipse。Eclipse最初主要用来开发Java语言，通过安装不同的插件，Eclipse可以支持不同的计算机语言，比如C++和Python等开发工具。Eclipse本身只是一个框架平台，但是众多插件的