Visão geral e instalação do JavaNote

1. Visão geral da linguagem Java

1.1 Visão geral do Java

• É uma linguagem de programação de alto nível lançada pela (Stanford University Network Company) em 1995 SUN.Stanford University Network

• É uma 面向Internetlinguagem de programação. Java foi inicialmente atraente porque os programas Java podiam ser executados em um navegador da Web. Esses programas Java são chamados de miniaplicativos Java (Applets) e são incorporados ao código HTML.

• Com o rápido desenvolvimento da Internet e a maturidade contínua da tecnologia Java na web, ela se tornou a linguagem de desenvolvimento preferida para aplicações web.

1.2 Uma breve história da linguagem Java

Estágio inicial:

Em 1991, uma equipe de engenheiros da Sun queria projetar uma linguagem que pudesse ser usada no controle e na comunicação de eletrodomésticos. Como esses dispositivos têm capacidade de processamento e memória limitadas e diferentes fabricantes escolhem diferentes unidades centrais de processamento (CPUs), a chave para essa linguagem é: 代码短小、紧凑且与平台无关.

A equipe Gosling assumiu a liderança na criação desta linguagem e batizou-a de "Oak". Mais tarde, como a demanda do mercado por eletrodomésticos inteligentes não era tão alta quanto o esperado, a Sun desistiu do plano.

Com o desenvolvimento da Internet na década de 1990, a Sun descobriu as perspectivas de uso da linguagem na Internet, então transformou o Oak e o lançou oficialmente sob o nome Java em maio de 1995.

estágio de desenvolvimento:

Versão de lançamento	hora de publicação	Observação
Java 1.0	23/01/1996	Sun lança primeiro kit de desenvolvimento para Java
Java 1.1	1997.02.19	A conferência JavaOne foi realizada, criando a maior conferência desse tipo no mundo na época.
Java 1.2	08/12/1998	Java é dividido em: J2SE (Standard Edition), J2EE (Enterprise Edition), J2ME (Small Edition)
Java 1.3	2000.05.08
Java1.4	2004.02.06
Java 5.0	30/09/2004	①O número da versão é atualizado diretamente de 1.4 para 5.0; ②A plataforma é renomeada como JavaSE, JavaEE e JavaME
Java 6.0	2006.12.11	20.04.2009 Oracle anunciou a aquisição da SUN
	20.04.2009	A Oracle adquiriu a SUN, o preço da transação 74亿foi em dólares americanos.
Java 7.0	2011.07.02
Java 8.0	18/03/2014	Esta versão é a maior mudança desde o Java 5.0. É uma versão de suporte de longo prazo (LTS)
Java 9.0	2017.09.22	① A partir desta versão, ela será atualizada a cada seis meses ; ② Java 9.0 não suportará mais sistemas Windows de 32 bits.
Java 10.0	21/03/2018
Java 11.0	2018.09.25	O pacote de instalação do JDK cancela o pacote de instalação independente do JRE e é uma versão de suporte de longo prazo (LTS)
Java 12.0	19/03/2019
...	...
Java17.0	2021.09	É lançado o Java 17.0, número de versão também conhecido como 21.9, que é uma versão de suporte de longo prazo.
...	...
Java19.0	2022.09	Java 19.0 é lançado, o número da versão também é chamado de 22.9.
...	...

Suplemento: Pai de Java-James Gosling

Sr. James Gosling é mundialmente famoso como o "Pai da Tecnologia Java". Ele é o fundador da tecnologia Java, projetou pessoalmente a linguagem Java e desenvolveu o compilador Java e a máquina virtual Java, tornando Java a linguagem de desenvolvimento mais popular do mundo.

James Gosling ingressou na Sun em 1984 e continuou a servir a Sun até cerca de 2010, quando a Sun foi adquirida pela Oracle e ingressou na Oracle como diretor de tecnologia do grupo de software cliente; ele renunciou à Oracle em abril de 2010.

1.3 Plataforma de sistema de tecnologia Java

• Java SE (Java Standard Edition) Edição Padrão
  • Suporta a plataforma Java para aplicativos em nível de desktop (como aplicativos no Windows), ou seja 定位个人计算机的应用开发, .
  • Incluindo interfaces de interface de usuário AWT e Swing, funções de rede e internacionalização, recursos de processamento de imagem, suporte de entrada e saída, etc.
  • Esta versão era anteriormente conhecida como J2SE
• Java EE (Java Enterprise Edition) Edição Empresarial
  • Um conjunto de soluções fornecidas para o desenvolvimento de aplicações em um ambiente corporativo, ou seja 定位在服务器端的Web应用开发, .
  • JavaEE é uma extensão do JavaSE que adiciona bibliotecas de classes para desenvolvimento de servidores. Por exemplo: Servlet pode estender as funções do servidor e lidar com solicitações de clientes através do modelo solicitação-resposta; JSP é uma tecnologia que pode incorporar código de programa Java em uma página web.
  • versão anteriormente conhecida como J2EE
• Java ME (Java Micro Edition) versão pequena
  • Uma plataforma que suporta programas Java executados em terminais móveis (telefones celulares, decodificadores), ou seja 定位在消费性电子产品的应用开发.
  • JavaME é uma extensão do JavaSE, que agiliza a biblioteca de classes principal do JavaSE e também fornece suas próprias classes de extensão. Adicionadas bibliotecas de classes adequadas para microdispositivos: javax.microedition.io.*, etc.
  • Esta versão era anteriormente conhecida como J2ME

Nota: o desenvolvimento Android não é equivalente ao desenvolvimento Java ME.

2. Configuração do ambiente de desenvolvimento Java

2.1 O que são JDK e JRE

• JDK (Java Development Kit): É um kit de ferramentas de desenvolvimento de programas Java que contém JRE ferramentas usadas por desenvolvedores.
• JRE (Java Runtime Environment): É o ambiente de tempo de execução dos programas Java, incluindo JVM e o que é necessário para o tempo de execução 核心类库.

A seguir está a plataforma Java 8.0:

2.2 Seleção de versão JDK

• Festa Ba Ye : Mantenha a posição do Java. Embora o Java já tenha entrado na década de 20, ainda é a posição principal de alguns ambientes de desenvolvimento.
• Partido Revolucionário : Adapte-se para aceitar a nova versão estável. Trazendo aos desenvolvedores uma experiência mais conveniente e eficiente. Por exemplo:
  • G1收集器: O algoritmo GC mais popular. O coletor G1 no Java 11 e superior é o GC padrão, mas não está no Java 8.
  • 框架反推着开发人员使用更高的版本. Antes do lançamento oficial do Java 17, o framework de desenvolvimento Java Spring anunciou pela primeira vez em seu blog oficial que o Spring Framework 6 e o ​​Spring Boot 3 planejam atingir uma linha de base de alta qualidade de disponibilidade geral no quarto trimestre de 2022. Isso significa que o springboot3.0 precisa ser baseado em java17 e spring6.0. Se você escolher o springboot3.0 mais recente como arquitetura de uma empresa, ele deverá ser padrão com jdk17.

2.3 Download do JDK

• URL de download (site oficial da Oracle): www.oracle.com
• Etapas de download: conforme mostrado na imagem, selecione Desenvolvedores na parte inferior do site oficial

(1) Na seção de classificação técnica no meio da página Desenvolvedores, selecione Javae clique para entrar, conforme mostrado na figura:

(2) O que é mostrado aqui é a versão mais recente do Java, como Java20. Role para baixo até a coluna Java SE. Clique Download Oracle JDKe selecione uma versão específica para baixar.

(3) Após selecionar o botão Baixar Oracle JDK, entre na interface Baixar Java. Selecione a versão correspondente e clique no link de download para fazer o download.

(4) Se desejar instalar a versão Java 8, você pode continuar rolando para baixo até o seguinte local na página atual:

(5) Selecione Aceitar Contrato de Licença e clique em Baixar.

(6) Baixe após registrar-se ou fazer login:

(7) Se precisar instalar outras versões históricas, você pode escolher  Java archive:

Em seguida, escolha fazer o download.

2.4 Instalação do JDK

• Notas de instalação
  • Instalação infalível, basta dar o próximo passo.
  • Recomendação: O caminho de instalação não deve conter símbolos especiais, como caracteres chineses ou espaços.
  • Veja a versão JDK17 como exemplo.

• etapas de instalação:

(1) Clique duas vezes jdk-17_windows-x64_bin.exeno arquivo e clique em Avançar, conforme mostrado na figura:

(2) Modifique o caminho de instalação e clique em Alterar, conforme mostrado na figura:

(3) Modifique o caminho de instalação D:\develop_tools\jdk\jdk-17.0.2\e clique em Avançar, conforme mostrado na figura:

(4) Após alguns segundos, a instalação está concluída, conforme mostrado na figura:

2.5 Configure a variável de ambiente do caminho

Por que configurar o caminho?

• A variável de ambiente path é o caminho que o sistema operacional de janela pesquisa ao executar um comando.
• Espera-se que ao utilizar javac.exeoutras ferramentas na linha de comando, o diretório onde a ferramenta está localizada possa ser encontrado em qualquer diretório.

Plano de configuração JDK8: configure JAVA_HOME+path (recomendado)

• etapa:

(1) Abra o computador na área de trabalho, encontre-o à esquerda após entrar 计算机, clique com o mouse 右键e selecione 属性, conforme mostrado na figura:

(2) Selecione 高级系统设置, conforme mostrado na figura:

(3) 高级Clique na aba 环境变量, conforme mostrado na figura:

(4) Em 系统变量, clique 新建 para criar uma nova variável de ambiente, conforme mostrado na figura:

(5) Insira o nome da variável JAVA_HOME, insira o valor da variável  D:\develop_tools\jdk\jdk1.8.0_271 e clique em 确定, conforme mostrado na figura:

(6) Selecione Path a variável de ambiente, 双击ou 点击编辑 , conforme mostrado na figura:

(7) Digite na frente da variável value %JAVA_HOME%\bin. como mostra a imagem:

Nota: É altamente recomendável declará %JAVA_HOME%\bin-lo na frente de todas as variáveis ​​na variável de ambiente path !

(8) Após a conclusão da configuração da variável de ambiente, reiniciejavac a linha de comando do DOS, digite o comando  ou javaou em qualquer diretório java -versione a operação será bem-sucedida.

Configure o classpath, que é usado para especificar o caminho para reconhecimento do arquivo de classe. Na verdade, não é necessário.

O resumo é o seguinte:

Solução de configuração JDK17: configuração automática

Depois de instalar o JDK17, devemos configurar a variável de ambiente path da mesma forma que o JDK8. No entanto, descobrimos que após instalar o JDK17 e antes de configurar as variáveis ​​de ambiente, execute o comando CMD:

Funcionou! E é a versão 17.0.2. Porque o JDK17 configura automaticamente variáveis ​​de ambiente após a instalação. do seguinte modo:

É recomendado aqui definir o caminho de instalação do JDK17 JAVA_HOMEe %JAVA_HOME%\binmovê-lo para o primeiro lugar.

3. Documentação da API Java

• API (Application Programming Interface, interface de programação de aplicativos) é a interface de programação básica fornecida por Java.

• A linguagem Java fornece um grande número de classes básicas, portanto a Oracle também fornece documentação correspondente para essas classes básicas para informar aos desenvolvedores como usar essas classes e os métodos contidos nessas classes. A introdução de classes na maioria dos livros Java deve ser completada com referência a ela. É um recurso que os programadores consultam frequentemente.

• A documentação da API Java é o manual de instruções do JDK e a documentação de ajuda. Semelhante a um dicionário.

• Baixe a documentação da API:

  • Assista online: Visão geral (Java SE 17 e JDK 17)
  • Download off-line: Documentação do Java Development Kit 17

4. Mecanismo central Java: JVM

4.1 Vantagens e desvantagens da linguagem Java

4.1.1 Vantagens

• Plataforma cruzada: esta é a principal vantagem do Java. Java foi originalmente projetado com grande ênfase na portabilidade e na funcionalidade de plataforma cruzada. Por exemplo: o int do Java é sempre de 32 bits. Ao contrário do C++, que pode ser 16 ou 32, ele pode mudar de acordo com as regulamentações do fabricante do compilador.

  • Os aplicativos escritos na linguagem Java podem ser executados em diferentes plataformas de sistema. " Write once , Run Anywhere".
  • Princípio: Basta instalar uma Java Virtual Machine (JVM, Java Virtual Machine) no sistema operacional que precisa executar aplicativos Java. A JVM é responsável por executar programas Java no sistema.

• Orientado a objetos: Orientado a objetos é uma tecnologia de programação muito 适合大型软件的设计和开发. A programação orientada a objetos oferece suporte a recursos como encapsulamento, herança e polimorfismo, permitindo que os programas atendam melhor aos 高内聚padrões 低耦合.

• Robustez: absorve as vantagens da linguagem C/C++, mas remove as partes que afetam a robustez do programa (como ponteiros, aplicação e liberação de memória, etc.) e fornece um gerenciamento de memória e mecanismo de acesso relativamente seguro.

• Alta segurança: Java é adequado para ambientes de rede/distribuídos e precisa fornecer um mecanismo de segurança para evitar ataques de código malicioso. Por exemplo: 安全防范机制(carregador de classes ClassLoader), diferentes namespaces podem ser alocados para evitar a substituição de classes locais com o mesmo nome e inspeção de código de bytes.

• Simplicidade: Java é sintaxe C++ 简化版, também podemos chamar Java " C++--". Por exemplo: arquivos de cabeçalho, aritmética de ponteiros, estruturas, uniões, sobrecarga de operadores, classes base virtuais, etc.

• alta performance:

  • Em seu estágio inicial de desenvolvimento, Java sempre foi criticado por " 性能低"; objetivamente falando, a eficiência operacional das linguagens de alto nível é sempre inferior à das linguagens de baixo nível, e isso é inevitável. O desenvolvimento da própria linguagem Java foi aprimorado através da otimização de máquinas virtuais 几十倍运行效率. Por exemplo, a tecnologia de compilação just-in-time JIT (JUST IN TIME) melhora a eficiência operacional.

  • Java低性能的短腿，已经被完全解决了. Em termos de desenvolvimento da indústria, também vimos que muitas aplicações C++ foram transferidas para o desenvolvimento Java, e muitos programadores C++ se transformaram em programadores Java.

4.1.2 Desvantagens

• 语法过于复杂、严谨, existem muitas restrições para os programadores e é mais difícil começar do que python, php, etc. Mas, uma vez aprendido, os empregos estarão em alta demanda e 薪资待遇节节攀升.
• Geralmente é adequado para desenvolvimento de sites em grande escala. 整个架构会比较重Para empresas iniciantes, o custo do pessoal de desenvolvimento e manutenção é relativamente alto (ou seja, altos salários). A escolha de usar a linguagem Java para desenvolver sites ou sistemas de aplicativos requer uma certa quantia de solidez financeira.
• 并非适用于所有领域. Por exemplo, Objective C e Swift têm uma posição insubstituível em dispositivos iOS. O processamento no navegador é quase inteiramente controlado por JavaScript. Os programas do Windows geralmente são escritos em C++ ou C#. Java tem vantagens na programação do lado do servidor e em aplicativos clientes de plataforma cruzada.

4.2 Descrição da função JVM

JVM ( máquina Jdisponível  , máquina virtual Java): É um computador virtual e o ambiente de execução de programas Java V. MA JVM possui um conjunto de instruções e utiliza diferentes áreas de armazenamento, responsáveis ​​por executar instruções e gerenciar dados, memória e registradores.

 

4.2.1 Função 1: Perceber a natureza multiplataforma dos programas Java

O código Java que escrevemos é executado na JVM  . É precisamente por causa da JVM que os programas Java são multiplataforma.

Comparação antes e depois de usar JVM:

4.2.2 Função 2: Gerenciamento automático de memória (alocação de memória, reciclagem de memória)

• Durante o processo de execução do programa Java, todas as operações relacionadas a cálculos 数据的分配, 存储etc. são concluídas pela JVM.
• Java elimina a responsabilidade do programador de recuperar espaço de memória não utilizado. Fornece um thread de nível de sistema para rastrear a alocação de espaço de armazenamento.Quando o espaço de memória atinge o limite correspondente, ele verifica e libera o espaço de memória que pode ser liberado.
• A reciclagem automática do GC melhora a eficiência de utilização do espaço de memória e também melhora a eficiência dos programadores, o que é 减少了causado em grande parte pela falha na liberação de espaço 内存泄漏.

Mesmo que GChaja uma função de reciclagem automática, os programas Java ainda terão problemas de estouro de memória e vazamento de memória!