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Version 3.0第一章第一章Java语言概述语言概述目标目标了解了解 Java 的特点和优点的特点和优点了解了解 Java 的运行机制的运行机制了解了解 Java 程序的基本结构程序的基本结构掌握如何编译和运行掌握如何编译和运行 Java 程序程序2 2Java发展史发展史1990 年年Sun 公司的公司的 James Gosling等人开始开等人开始开发名称为发名称为 Oak 的语言。希望用于控制嵌入在的语言。希望用于控制嵌入在有线电视交换盒、有线电视交换盒、PDA等的微处理器。等的微处理器。1993 年交互式电视和年交互式电视和 PDA 市场开始滑坡，市场开始滑坡，而而 Internet 正处于增长时期，因此正处于增长时期，因此Sun 公司公司将目标市场转向将目标市场转向 Internet 应用程序。应用程序。1994年将年将Oak语言更名为语言更名为Java。1995年年Sun 公司的公司的 HotJava 浏览器问世。浏览器问世。3 3什么是什么是 JAVAJava 完全面向对象的编程语言。完全面向对象的编程语言。Java 可可用用来来生生成成两两类类程程序序：应应用用程程序序、小应用程序（小应用程序（Applet）。Java 既既是是一一种种解解释释执执行行的的语语言言，也也是是一一种编译执行的语言。种编译执行的语言。4 4Java的基本特点的基本特点3-1简单简单面向对象面向对象分布式分布式vJavaJava的风格类似于的风格类似于C+C+，因而对因而对C+C+程序员而言非常容易掌握程序员而言非常容易掌握JavaJava编程技编程技术；术；vJavaJava摒弃了摒弃了C+C+中容易引发程序错误中容易引发程序错误的地方，如指针操作和内存管理；的地方，如指针操作和内存管理；v在在 Java Java 中任何东西都是对象，中任何东西都是对象，因此，重点集中在数据以及应用因此，重点集中在数据以及应用程序中的数据操作方法。程序中的数据操作方法。vJavaJava提供了包容广泛的例程库，可处理提供了包容广泛的例程库，可处理像像HTTPHTTP和和FTPFTP这样的这样的TCP/IPTCP/IP协议。协议。JavaJava应应用程序可通过一个特定的用程序可通过一个特定的URLURL来打开并访来打开并访问对象，就像访问本地文件系统那样简单。问对象，就像访问本地文件系统那样简单。5 5v JavaJava语言提供的安全语言提供的安全v编译器提供的安全编译器提供的安全v字节码校验器字节码校验器v类加载器类加载器Java的基本特点的基本特点3-2健壮性健壮性安全安全体系结构中立体系结构中立可移植性可移植性v JavaJava在编译和运行程序时都要对可能在编译和运行程序时都要对可能出现的问题进行检查出现的问题进行检查v它提供自动垃圾收集来进行内存管理它提供自动垃圾收集来进行内存管理 v面向对象的异常处理机制面向对象的异常处理机制v Java Java 程程序序被被编编译译成成一一种种与与体体系系结结构构无无关关的的字字节节代码代码v只只要要安安装装了了JavaJava运运行行时时系系统统JavaJava程程序序可可以以在在任任意意的处理器上运行的处理器上运行v源代码级源代码级v目标代码级目标代码级6 6Java的基本特点的基本特点3-3解释执行解释执行高性能高性能多线程多线程动态动态v编译器编译器 javac javac 将处理将处理.javajava源文件源文件生成类文件生成类文件 v类文件可通过名称为类文件可通过名称为 java java 的加载的加载实用程序解释执行，将实用程序解释执行，将Java Java 字节码字节码转换为机器可执行代码。转换为机器可执行代码。通过通过JITJIT编译器首先将字节码编译编译器首先将字节码编译成固有代码，将结果缓存下来，成固有代码，将结果缓存下来，然后在需要时调用它们。然后在需要时调用它们。vJavaJava语言内置支持多线程的功能语言内置支持多线程的功能vJava Java 类库提供了类库提供了 Thread Thread 类类 JavaJava自身的设计使它适合于一个不断发展的自身的设计使它适合于一个不断发展的环境。在环境。在JavaJava类库中可以自由地加入新的方类库中可以自由地加入新的方法和实例变量而不会影响用户程序的执行。法和实例变量而不会影响用户程序的执行。7 7Java 程序的运行环境程序的运行环境编译型源程序编译型源程序字节码程序字节码程序Java源程序源程序可执行程序可执行程序EXE裸裸机机操操作作系系统统解解释释器器编译编译连接连接编译编译执行执行解释解释执行执行.java.classJavaJava虚拟机虚拟机虚拟机虚拟机Java是解释执行的高级编程语言是解释执行的高级编程语言8 8Java虚拟机虚拟机 2-1Java虚拟机是一种利用软件方法实现的抽虚拟机是一种利用软件方法实现的抽象化的计算机，基于下层的操作系统和象化的计算机，基于下层的操作系统和硬件平台，可以在上面执行硬件平台，可以在上面执行Java的字节码的字节码程序。程序。Java虚拟机虚拟机将在内部创建一个运行时系统，将在内部创建一个运行时系统，帮助以下列方式执行代码：帮助以下列方式执行代码：加载加载.class 文件文件管理内存管理内存执行垃圾收集执行垃圾收集9 9Java虚拟机虚拟机 2-2由于硬件平台不一致，因此由于硬件平台不一致，因此Java虚拟机使虚拟机使用了堆栈帧的概念用了堆栈帧的概念,用来存放下列信息：用来存放下列信息：表示方法状态的帧表示方法状态的帧字节码操作数字节码操作数传递给方法的传递给方法的参数参数局部局部变量变量1010实时编译器实时编译器使用使用“实时实时(Just In Time)”编译器，也称为编译器，也称为JIT编译器。可以提高编译器。可以提高 Java 代码的执行速度。代码的执行速度。SUN公司在公司在Java 2 发行版中提供了发行版中提供了JIT编译器，编译器，JIT编译器是编译器是Java虚拟机的一部分。虚拟机的一部分。JIT 的主要用途是将字节码指令集转换为针的主要用途是将字节码指令集转换为针对某一特定微处理器的机器代码指令。对某一特定微处理器的机器代码指令。1111Java 运行时环境运行时环境编译时编译时.java（源代码）（源代码）.class（字节码）（字节码）运行时运行时类加载器类加载器字节码校验器字节码校验器解释器解释器JIT代码代码生成器生成器硬件硬件网络网络1212垃圾垃圾收集收集2-1Java 虚拟机使用两个独立的堆内存，分虚拟机使用两个独立的堆内存，分别用于静态内存分配和动态内存分配。别用于静态内存分配和动态内存分配。其中一个是非垃圾收集堆内存，用于存储所其中一个是非垃圾收集堆内存，用于存储所有类定义、常量池和方法表。有类定义、常量池和方法表。另一个堆内存再分为两个可以根据要求往不另一个堆内存再分为两个可以根据要求往不同方向扩展的小块。同方向扩展的小块。用于垃圾收集的算法适用于存放在动态用于垃圾收集的算法适用于存放在动态堆内存中的对象。堆内存中的对象。1313垃圾垃圾收集收集 2-2垃圾收集器将在收集对象实例之前调用垃圾收集器将在收集对象实例之前调用 finalize 方法。方法。即使显式调用垃圾收集即使显式调用垃圾收集(System.gc()方法，方法，它也不能保证立即运行。它也不能保证立即运行。垃圾收集线程的运行优先级很低所以可能经垃圾收集线程的运行优先级很低所以可能经常会被中断。常会被中断。1414Java 的编辑环境的编辑环境JDK是有助于程序员开发是有助于程序员开发Java 程序的程序的 Java 开发工具包开发工具包包括：包括：类库类库编译器编译器调试器调试器Java 运行时环境运行时环境（JRE）1515JDK 提供的常用工具提供的常用工具 javac 是用来编译源代码的命令。是用来编译源代码的命令。java 是用于执行类文件的命令，而类文件将是用于执行类文件的命令，而类文件将在在 Java 虚拟机中运行类。虚拟机中运行类。appletviewer 命令允许在万维网浏览器的环命令允许在万维网浏览器的环境之外运行境之外运行 Applet。1616Java Application程序基本结构程序基本结构import语句语句class public static void main(String args)主类名称主类名称方法体方法体1717第一个第一个 Java 程序程序/这是名称为这是名称为“HelloWorld.java”的简单程序的简单程序import java.io.*;class HelloWorld public static void main(String args)System.out.println(“欢迎访问欢迎访问 Java Java 世界！世界！“);单行注释单行注释导入导入必要的包必要的包定义类定义类Main函函数数在控制台上输出在控制台上输出1818在记事本编辑在记事本编辑Java程序程序单击单击开始开始依次选择依次选择程序程序-附件附件-记事本记事本/这是名称为这是名称为“HelloWorld.java”的简单程序的简单程序import java.io.*;class HelloWorld public static void main(String args)System.out.println(“欢迎访问欢迎访问 Java Java 世界！世界！“);1919编译和运行编译和运行单击单击开始开始依次选择依次选择程序程序-附件附件-命令提示符命令提示符进入程序所进入程序所保存的目录保存的目录输入命令编译输入命令编译HelloWorld输入命令执行输入命令执行HelloWorld 输出输出结果结果2020Java API 文档文档2-1加载加载 API 文档的步骤：文档的步骤：1.打开打开 Internet Explorer。2.键入下列键入下列 URL http:/ API Java API 文档文档是一种非常有用是一种非常有用的文档，描述许的文档，描述许多多 java java 的内置的内置功能，包含类、功能，包含类、包、接口等的帮包、接口等的帮助。助。2121Java API 文档文档2-2选择选择包包选择包中的选择包中的接口或类接口或类可查看相应帮可查看相应帮助助2222总结总结3-1Java 是一种面向对象的编程语言，主要是一种面向对象的编程语言，主要用于用于 Internet 应用程序。应用程序。Java 可可用用来来生生成成两两类类程程序序：应应用用程程序序、小应用程序（小应用程序（Applet）。Java 既既是是一一种种解解释释执执行行的的语语言言，也也是是一一种编译执行的语言。种编译执行的语言。2323总结总结3-2Java 的特点包括：的特点包括：简单简单面向对象面向对象分布式分布式健壮性健壮性安全安全体系结构中立体系结构中立可移植可移植性性解释执行解释执行高性能高性能多线程多线程动态动态2424总结总结3-3Java 虚拟机是虚拟机是 Java 编程语言的核心。编程语言的核心。Java 运行时环境运行时环境(JRE)包含一方面与硬包含一方面与硬件交互、另一方面又与程序交互的件交互、另一方面又与程序交互的 JVM。Java 开发工具包有助于开发开发工具包有助于开发 Java 程序。程序。JDK 提供多种工具，这些工具位于提供多种工具，这些工具位于 JDK 的的 bin 目录下，具体如下：目录下，具体如下：javacjavaappletviewer2525