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1.Java程序設計語言

Java程序設計語言是一種高級語言，它用我們熟悉的字詞、句等表述需要計算機為我們做的事情。大多數程序設計語言，都要經過編譯或解釋以便能在計算機上運行。

在Java程序設計語言中，所有源代碼寫在一個擴展名是.java的純文本文件里。這些源文件通過Java編譯器(javac.exe)編譯成.class文件。.class文件不包含本地處理器的代碼，而包含Java虛擬機機器語言代碼，它是一種在Java平臺上被解釋器解釋的平臺無關代碼，稱之為“字節碼”。

Java執行工具(java)用來運行.class文件，它是一個解釋程序，又稱“Java虛擬機”，它負責解釋分解并執行每個Java字節碼指令。下圖反映這個過程：

Java虛擬計算機，可以認為Java字節碼像機器指令碼一樣。任何Java解釋器，不論是開發工具的，還是運行applet的web瀏覽器，都可認為是運行的Java虛擬計算機。Java虛擬機在許多不同的操作系統都是有效的，所以同樣的.class文件有能力運行在Windows、Solaris、 Linux、MacOS等多種操作系統下，如圖：?

2.Java平臺?

平臺是程序運行的硬件和軟件環境。我們已經了解的一些流行平臺像Windows、Linux、Solaris和MacOS等。多數平臺被描述成操作系統與硬件的復合體。Java平臺不同于其它平臺，它是一個純軟件平臺，在其它硬件基礎平臺上運行，如下圖：

Java平臺有兩個部分：

Java虛擬機(Java VM)

Java應用程序接口(Java API)

? Java虛擬機是Java平臺的基礎，是在各種不同的硬件基礎平臺上的接入口。Java字節碼程序就是由它解釋并執行，同時提供程序的運行環境。

? Java API是一個巨大的，提供許多有用功能的，軟件組成的集合體。Java API被組合在庫中，由相關的類和接口構成，這些庫稱做“包”。下圖表示運行在Java平臺上的程序。圖中顯示，Java API和虛擬機把程序與硬件隔離開，Java程序通過API在VM上運行。?

3.Java術語

JVM － java虛擬機

　　JVM將 java 字節碼程序翻譯成機器語言。然后由計算機執行。

JRE － java 運行環境

　　JRE 是由JVM 和 java platform 核心類以及相關支撐文件組成。

API － Application programming interface.

　　API 是rules(syntax) ：在java技術中如何編程。

　　API包括數百個類——公司預先編好的代碼，你可以在編程中充分利用它們的功能。

JDK — java developer’s kit （java開發工具包） JDK 包含JVM和其他工具，以及所有的API和相關的文件。 JDK 是java 技術的舊名（1999年11月以前采用）， JDK1.1 是最后版本。 Java 2 — Java 2 Platform, J2 SDK –java技術的新名稱。 SDK — Software Development Kit

4.Java虛擬機

JVM提供以下定義：

• 指令集（Bytecodes 是JVM的機器指令）。

• 寄存器組

• 類文件格式

• 棧

• 垃圾回收“堆”(實現內存的動態分配和自動回收)

• 內存區域?

Java程序執行時，首先虛擬機對要執行的class文件裝載，然后對字節碼進行驗證，最后用解釋器對字節碼解釋執行，下圖是jvm的邏輯構造：

加載代碼 — 類裝配器

加載程序運行所需要的所有的類。類裝配器將本地文件系統的類的名字空間與從網絡資源來的類的名字空間分開。這樣就限制了特洛伊木馬程序，因為本地類總是首先加載。

一旦所有的類被加載，可執行程序的內存布局就被確定了。內存地址被分配給符號引用表，查找表被建立。由于內存的布局出現在運行時刻，防止了對于代碼域的未授權的訪問。

驗證代碼 — 字節碼驗證器

java代碼在你的機器上執行前要經過幾個測試。字節碼驗證器測試代碼段的格式，檢查代碼段是否有非法代碼（偽造指針，對象上的非法存取，試圖改變對象類型等）。

所有網絡來的類文件都要經過字節碼驗證。

執行代碼 — 解釋器

5.建立Java平臺和開發環境

1.建立Java平臺

Java平臺的建立只需安裝JDK或JRE就可以完成。JRE是Java運行環境（Java Runtime Environment）縮寫,如果僅僅用來運行Java程序，僅安裝JRE就可以了。如果需要開發和運行Java程序，就必須安裝JDK。

第一步：下載JDK。

第二步：運行JDK安裝程序。

以上兩步比較簡單，不贅述

第三步：設置JDK環境變量。

通常JDK安裝完成后需要設置Java環境變量PATH和CLASSPATH。

(1).PATH變量

? 是操作系統用于查找可執行文件的目錄集，格式如下：

???? PATH=<PATH原有的內容>;<JDK安裝目錄>\bin

JDK安裝完成以后需要將開發工具的存放目錄加入到PATH變量中，使得在編譯或執行Java程序時操作系統能夠找到編譯程序javac或解釋程序java。

(2).CLASSPATH變量

是Java編譯器編譯用于查找相關類或接口的目錄集，也是Java解釋器用于查找相關類或接口的目錄集，格式如下：

?CLASSPATH=<class文件目錄>或<jar文件路徑名>[;...]

這里< jar文件路徑名>由每個jar文件及存放它的目錄名組成，例如

? ? D:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0_07\lib\dt.jar

多個路徑名之間用“；”分隔。

在Windows系統下設置環境變量可以從控制面板的系統設置添加，或者“計算機”->“屬性”->"高級系統設置"->"環境變量"

這里以JDK1.7為例介紹環境變量的設置過程，假設JDK安裝的安裝路徑是

D:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0_07

在命令行中輸入下面命令：

java -version

顯示下面的版本信息，說明配置成功！

2、建立Java開發環境

Java平臺建立(即安裝JDK)完成后就可以運行或開發Java程序了。JDK提供了基本的Java開發工具，這些工具放在JDK安裝目錄下的bin目錄。但是，對于復雜大型的Java程序是不能滿足要求，需要專門的集成開發工具。下面分別介紹JDK提供主要工具軟件，并對常用的集成開發工具做簡單介紹。

(1)JDK開發工具?

JDK開發工具包括工具和實用程序，可幫助開發、執行、調試和保存以 Java 編程語言編寫的程序。在這些程序中主要工具程序有：編譯工具Javac，解釋工具Java，文檔生成工具，Java平臺調試工具等。

Javac

Java編譯器，將Java源程序編譯成字節碼，生成class文件。在bin目錄下，文件名稱是javac.exe。命令格式：

? ?javac [選項] 源文件 [類] [ @argfiles ]

其中，

選 項 –- 編譯參數。

源文件 -– 一個或多個需要編譯的java源程序文件。

類 –- 一個或多類。

@argfiles -– 參數文件。?

使用示例：編譯Java源程序helloworld.java。?

Java解釋器，直接從類文件執行Java應用程序，即application。命令格式：

java [選項] 類 [參數... ]

java [選項] -jar jar文件 [參數... ]

javaw [選項] 類 [參數... ]

javaw [選項] -jar jar文件 [參數... ]

其中:

選項 ? ? ? ?-– 運行參數。

類 ? ? ? ? ? -– 被調用的類的名稱。

-jar jar文件 -– 被調用的jar文件名稱。

參數 ? ? ? ? -– 傳送給main方法的參數串。

使用示例：執行Java類hello.class

(2)Java集成開發工具?

集成開發環境（簡稱IDE及Integrated Development Environment的縮寫）是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面工具。就是集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫做集成開發環境,可以獨立運行，也可以和其它程序并用。JAVA的集成開發環境很多，比如 JCreator,NeBeans,Java Studio,JBuilder,Java Workshop,JDeveloper,Visual Age for java,Eclipse等等，這里簡單介紹netbeans和eclipse。?

NetBeans IDE

NetBeans是一個全功能的開放源碼Java IDE，可以幫助開發人員編寫、編譯、調試和部署Java應用，并將版本控制和XML編輯融入其眾多功能之中。NetBeans 可支持Java 2平臺標準版(J2SE)應用的創建、采用JSP和Servlet的2層Web應用的創建，以及用于2層Web應用的API及軟件的核心組的創建。此外，NetBeans 最新牒還預裝了兩個Web服務器，即Tomcat和GlassFish，從而免除了繁瑣的配置和安裝過程。所有這些都為Java開發人員創造了一個可擴展的開放源多平臺的Java IDE，以支持他們在各自所選擇的環境中從事開發工作，如Solaris、Linux、Windows或Macintosh。?

Eclipse

Eclipse是著名的跨平臺的自由集成開發環境（IDE）。最初主要用來Java語言開發，但是目前亦有人通過插件使其作為C++、Python、PHP等其他語言的開發工具。Eclipse的本身只是一個框架平臺，眾多插件的支持使得Eclipse擁有其他功能相對固定的IDE軟件很難具有的靈活性。許多軟件開發商以Eclipse為框架開發自己的IDE。

Eclipse的運行需要有Java的虛擬機存在，在編譯java的時候不需要額外的編譯器。自身就能對java源代碼進行編譯。由于Eclipse是使用java編寫的,所以在跨平臺上做的很好，常用的平臺Eclipse都能運行。

Eclipse最大的特點使用插件滿足使用者根據自己的需要對其進行擴展，且Eclipse源代碼進行開放，使插件的數量不斷增長，其中不乏一些非常優秀的插件。也使得Eclipse的功能大大增強，使用Eclipse作為基礎來開發的軟件也很多。

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《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

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