CH_1_Java语言概述
java 简介 ppt
• 运行安全：用于网络/分布式运算环境，确保建立无 病毒且不会被侵入的系统；内存分配及布局由Java 运行系统决定；字节码加密传输，客户端校等。 • 平台无关：Java应用程序能够在网络上任何地方执 行； 字节代码 - 平台无关性； 完全统一的语言版本 - 实现无关性； 访问底层操作系统功能的扩展类库 – 不依赖于 具体系统…。
–一旦所有的类被加载，可执行程序的内存布局就 被确定了。内存地址被分配给符号引用表，查找 表被建立。由于内存的布局出现在运行时刻，防 止了对于代码域的未授权的访问。
验证代码 — 字节码验证器 –java代码在你的机器上执行前要经过几个测试 。字节码验证器测试代码段的格式，检查代码段 是否有非法代码（伪造指针，对象上的非法存取 ，试图改变对象类型等）。 –所有网络来的类文件都要经过字节码验证。 执行代码 — 解释器
③ 执行
Java执行工具(java)用来运行.class文件，它是一 个解释程序，又称“Java虚拟机”，它负责解释分 解并执行每个Java字节码指令。
Java程序的开发流程
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Java虚拟计算机简称“JVM”，它是以Java字节码为机器 指令码的一种模拟机。Java虚拟机在许多不同的操作系 统都是有效的，所以同样的.class文件有能力运行在 Windows、Solaris、 Linux、MacOS等多种操作系统下， 如图：
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3.Java虚拟机
JVM提供以下定义： 指令集（Bytecodes 是JVM的机器指令）。 寄存器组 类文件格式 栈 垃圾回收“堆”(实现内存的动态分配和自动回收) 内存区域 Java程序执行时，首先虚拟机对要执行的class文件装 载，然后对字节码进行验证，最后用解释器对字节码解 释执行，下图是jvm的逻辑构造。
第1章 Java语言概述
第1章Java语言概述本章知识目标：❑了解面向对象程序设计的特性。
❑掌握Java应用程序和Applet程序的调试过程。
❑了解Java的开发与运行环境。
❑了解Java语言的特点。
Java语言从1995年问世至今，得到众多厂商的支持，成为软件开发的主流技术。
Java 是面向对象的程序设计语言，拥有跨平台、多线程等众多特性，在网络计算中得到广泛应用。
1.1 面向对象程序设计的特性早期的编程语言如Fortran、C等都是面向过程的语言，面向过程编程的一个明显特点是数据与程序是分开的。
但随着计算机软件的发展，程序越做越大，软件维护也日益困难。
面向对象编程贴近于人类思维方式，面向对象的软件开发将事物均看作对象，对象有两个特征：状态与行为，对象可以通过自身的行为来改变自己的状态。
最新的程序设计语言一般为面向对象的语言，面向对象程序设计具有如下四大特性。
1．封装性（Encapsulation）面向对象的第一个原则是把数据和对该数据的操作都封装在一个类中，类的概念和现实世界中的“事物种类”是一致的。
例如，电视机就是一个类，每台电视机都有尺寸、品牌、频道等属性。
我们可用on/off开关来开启电视，通过更改频道让电视机播放不同的节目。
对象是类的一个实例化结果，对象具有类所描述的所有属性以及方法。
对象是个性化的，在程序设计语言中，每个对象都有自己的存储空间来存储自己的各个属性值，有些属性本身又可能由别的对象构成。
每个对象都属于某个类。
面向对象程序设计就是设计好相关的类，类中有属性和方法。
在统一建模语言UML中使用如图1-1所示的符号来描述对象和类的结构，其中，属性用来描述对象的状态，而方法则用来描述对象的行为。
2．继承性（Inheritance）继承是在类、子类以及对象之间自动地共享属性和方法的机制。
类的上层可以有父类，下层可以有子类，形成一种层次结构，如图1-2所示。
一个类将直接继承其父类的属性和方法，而且继承还具有传递性，因此，它还将间接继承所有祖先类的属性和方法。
Java编程语言的基本概念和应用
Java编程语言的基本概念和应用一、概述Java作为一种跨平台的高级语言，在当今软件开发行业具有广泛的应用。
它被广泛应用于企业级应用开发、Web开发、移动应用开发、大数据处理、人工智能等领域。
本文将从Java编程语言的基本概念、语言特性和其应用方面来进行阐述。
二、基本概念1. Java发展历史Java是由Sun Microsystems公司于1995年推出的一种面向对象的编程语言。
最初在设计上它的目标就是为了用来开发嵌入式系统。
随着互联网的快速发展以及Sun公司自身的努力，在Web开发、企业级应用开发等领域得到了广泛应用。
2009年，Sun公司被Oracle公司收购，Java也成为了Oracle公司旗下的一个产品。
2. Java虚拟机Java虚拟机（JVM）是Java的核心，它是Java语言的运行环境。
Java虚拟机的作用是将编写的Java程序转化为字节码并执行。
Java语言通过JVM实现了跨平台，即一份程序或者一个库可以在多个平台上运行，而不需要针对每个平台分别进行编译和打包。
3. Java程序结构Java程序的基本结构包括：（1）. Package（包）：Java程序一般都是从一个包开始的，每个包下面又可以包含多个类。
包的作用是为了防止不同包下的类名重名，同时也可以方便地进行分类管理。
（2）. Class（类）：Java中的所有代码都要写在class中，一个Java程序中可以有多个class。
（3）. Method（方法）：方法是Java中功能最基本的单元，一个Java程序可以由多个方法组成。
在方法中可以定义变量、控制语句、循环语句等。
（4）. Statement（语句）：Java中的语句有很多种，包括赋值语句、控制语句、循环语句、异常处理语句等。
4. Java数据类型Java数据类型分为基本数据类型和引用数据类型。
基本数据类型包括：byte、short、int、long、float、double、boolean和char等8种类型。
Java语言概述
Java语⾔概述Java基础知识图解Java是⾯对对象编程软件开发介绍软件开发软件，即⼀系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。
有系统软件和应⽤软件之分。
系统软件：windows , mac os , linux ,unix,android,ios,....应⽤软件：word ,ppt,画图板,...⼈机交互⽅式图形化界⾯(Graphical User Interface GUI)这种⽅式简单直观，使⽤者易于接受，容易上⼿操作。
命令⾏⽅式(Command Line Interface CLI)：需要有⼀个控制台，输⼊特定的指令，让计算机完成⼀些操作。
较为⿇烦，需要记录住⼀些命令。
Pascal之⽗Nicklaus Wirth： “Algorithms+Data Structures=Programs” 应⽤程序 = 算法 + 数据结构常⽤的DOS命令dir : 列出当前⽬录下的⽂件以及⽂件夹md : 创建⽬录rd : 删除⽬录cd : 进⼊指定⽬录cd.. : 退回到上⼀级⽬录cd: 退回到根⽬录del : 删除⽂件exit : 退出 dos 命令⾏补充：echo javase>1.doc常⽤快捷键← →：移动光标↑ ↓：调阅历史操作命令Delete和Backspace：删除字符1.2 计算机编程语⾔介绍什么是计算机语⾔语⾔：是⼈与⼈之间⽤于沟通的⼀种⽅式。
例如：中国⼈与中国⼈⽤普通话沟通。
⽽中国⼈要和英国⼈交流，就要学习英语。
计算机语⾔：⼈与计算机交流的⽅式。
如果⼈要与计算机交流，那么就要学习计算机语⾔。
计算机语⾔有很多种。
如：C ,C++ ,Java ,PHP , Kotlin，Python，Scala等。
第⼀代语⾔机器语⾔。
指令以⼆进制代码形式存在。
第⼆代语⾔汇编语⾔。
使⽤助记符表⽰⼀条机器指令。
第三代语⾔：⾼级语⾔C、Pascal、Fortran⾯向过程的语⾔C++⾯向过程/⾯向对象Java跨平台的纯⾯向对象的语⾔.NET跨语⾔的平台Python、Scala…1.3 Java语⾔概述是SUN(Stanford University Network，斯坦福⼤学⽹络公司 ) 1995年推出的⼀门⾼级编程语⾔。
java概述
java概述Java概述Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems于1995年发布。
它是一种计算机编程语言，具有抽象、多态、封装、继承和动态绑定等特性，以及分布式、垃圾回收和内存管理等功能。
Java语言与C++相似，但更加安全、可移植性强、具有自动内存管理机制。
Java语言使用虚拟机（JVM）作为计算机运行代码的工具，它可以在不同的平台上运行，也称为跨平台语言。
Java语言的发展历史可以追溯到20世纪80年代，当时有一家叫做“Oak”的公司，它发明了一种新的编程语言，叫做“Oak”。
1996年，Sun公司将Oak重新命名为“Java”，并在1997年推出了“Java 1.0”版本。
随着Java的发展，它迅速成为一种流行的编程语言，并被广泛应用于企业系统和个人计算机中。
Java语言基于对象，这意味着程序以对象的形式组织，允许开发人员将复杂的问题分解成一系列更小的子问题，然后分别处理这些子问题。
通过这种方式，程序员可以更加有效地开发复杂的大型程序。
此外，Java语言支持网络编程，使开发人员可以访问Internet上的资源，从而帮助他们更快地开发分布式应用程序。
Java语言也包含一些内置类，这些类提供了丰富的功能，可以帮助开发人员更轻松地完成任务。
例如，Java有一系列标准类库，这些类库提供了一些基本的功能，如数学、字符串处理、文件操作等。
此外，Java还有一系列图形用户界面（GUI）类，它们可以帮助开发人员更加轻松地创建出美观的用户界面。
此外，Java还提供了一个安全的运行环境，可以防止恶意程序的运行，保护用户的数据安全。
它的安全性主要取决于Java虚拟机（JVM），它是一个独立的软件环境，可以在不影响系统性能的情况下运行Java程序。
它可以在不同的操作系统之间运行，并且可以防止恶意软件的运行。
总而言之，Java语言具有强大的跨平台性能、安全性、可移植性和可扩展性等特点，是一种流行的面向对象编程语言。
JAVA教程 第一讲 Java语言概述
1.1 java语言的发展史1.1.1java语言在互联网时代获得巨大成功大家想一想，在PC下用windows编写的程序能够不做修改就直接拿到UNIX系统上运行吗？显然是不可以的，因为程序的执行最终必须转换成为计算机硬件的机器指令来执行，专门为某种计算机硬件和操作系统编写的程序是不能够直接放到另外的计算机硬件上执行的，至少要做移植工作。
要想让程序能够在不同的计算机上能够运行，就要求程序设计语言是能够跨越各种软件和硬件平台的，而java满足了这一需求。
1995年，美国Sun Microsystems公司正式向IT业界推出了java语言，该语言具有安全、跨平台、面向对象、简单、适用于网络等显著特点，当时以web为主要形式的互联网正在迅猛发展，java语言的出现迅速引起所有程序员和软件公司的极大关注，程序员们纷纷尝试用java语言编写网络应用程序，并利用网络把程序发布到世界各地进行运行。
包括IBM、Oracle、微软、Netscape、Apple、SGI等大公司纷纷与Sun Microsystems公司签订合同，授权使用java平台技术。
微软公司总裁比尔盖茨先生在经过研究后认为"java语言是长时间以来最卓越的程序设计语言"。
目前，java语言已经成为最流行的网络编程语言，截止到2001年中，全世界大约有310万java程序员，许多大学纷纷开设java课程，java正逐步成为世界上程序员最多的编程语言。
在经历了以大型机为代表的集中计算模式和以PC机为代表的分散计算模式之后，互联网的出现使得计算模式进入了网络计算时代。
网络计算模式的一个特点是计算机是异构的，即计算机的类型和操作系统是不一样的，例如SUN工作站的硬件是SPARC体系，软件是UNIX中的Solaris操作系统，而PC机的硬件是INTEL体系，操作系统是windows或者是Linux，因此相应的编程语言基本上只是适用于单机系统，例如COBOL、FORTRAN、C、C ＋＋等等；网络计算模式的另一个特点是代码可以通过网络在各种计算机上进行迁移，这就迫切需要一种跨平台的编程语言，使得用它编写的程序能够在网络中的各种计算机上能够正常运行，java就是在这种需求下应运而生的。
java技术描述
java技术描述摘要：1.Java 简介2.Java 的特点3.Java 的应用领域4.Java 的发展历程5.Java 的未来发展趋势正文：【Java 简介】Java 是一种广泛应用的编程语言，由Sun Microsystems 公司于1995 年推出。
Java 的特点在于跨平台性，即“一次编写，到处运行”，这意味着在任何支持Java 的平台上，编写的代码都可以运行，而无需进行额外的修改。
【Java 的特点】Java 具有以下特点：1.面向对象：Java 是一种面向对象的编程语言，所有的程序都是由对象组成的。
2.简单性：Java 简化了C++中复杂的概念，如指针、多重继承等，使编程更容易掌握。
3.跨平台性：Java 的跨平台性使得开发者无需考虑平台兼容性问题，只需编写一次代码，就可以在任何支持Java 的平台上运行。
4.可靠性：Java 有许多强大的异常处理机制，可以提高程序的稳定性。
5.安全性：Java 通过沙箱机制和访问控制机制，可以有效保护系统资源，提高程序的安全性。
【Java 的应用领域】Java 广泛应用于以下领域：1.Web 开发：Java 可以与HTML、CSS 等前端技术相结合，进行Web 开发。
2.企业级应用：Java EE 提供了一系列企业级应用开发的标准，如EJB、JMS 等。
3.移动应用：Java 是Android 平台的主要开发语言，广泛应用于移动应用开发。
4.大数据处理：Java 提供了许多大数据处理框架，如Hadoop、Spark 等。
5.云计算：Java 在云计算领域也有广泛应用，如Spring Cloud 等。
【Java 的发展历程】1.1995 年，Sun Microsystems 推出Java 1.0。
2.2000 年，Java 2.0 发布，这一版本对Java 进行了许多重要的改进，如引入了垃圾回收机制。
3.2004 年，Java 5.0 发布，这一版本引入了许多新特性，如泛型、注解等。
Java基础入门教程(适合所有初学者)
加载代码——由类加载器执行 类加载器为程序的执行加载所需要的全部类（尽可能而未必同时）。
校验代码——由字节码校验器执行 Java 代码在实际运行之前要经过几次测试。字节码校验器对程序代码进行四遍校验，这可以 保证代码符合 JVM 规范并且不破坏系统的完整性。如－－检查伪造指针、违反对象访问权限 或试图改变对象类型的非法代码。
垃圾收集就是将不再需要的已分配内存块回收。 在其它一般的语言中，取消分配是程序员的责任。 Java 编程语言提供了一种系统级线程以跟踪存储区分配，来完成垃圾收集： 可检查和释放不再需要的存储块 可自动完成上述工作 可在 JVM 实现周期中，产生意想不到的变化 良好的代码健壮性 Java 能够检查程序在编译和运行时的错误。类型检查能帮助用户检查出许多在开发早期出现 的错误。同时很多集成开发工具（IDE）的出现使编译和运行 Java 程序更加容易，并且很多 集成开发工具（如 Eclipse）都是免费的。
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1.3 Java语言的特点
• 简单易学 – 语法与 C 和 C++ 很接近 – 丢弃 C++ 中很少使用的、很难理解的、令人 迷惑的特性，如操作符重载、多继承、自动 的强制类型转换。不使用指针，而使用引用
– 自动的垃圾收集(GC，Garbage Collection)， 使程序员不必为内存管理而担忧
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Java 之父： James Gosling
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• Web 技术：
动态网页技 术 CGI PHP JSP ASP(.net)
2017/4/19 虚拟机 中国矿业大学计算机科学与技术学院 12
Java 技术术语
Java 虚拟机（JVM） 用软件仿真计算机硬件 Java 应用程序编程接口（API） Oracle提供的各种常用类和接口，供程序员直接使用， 以减少编程工作量和难度。类似微软的基础类库 MFC Java 运行系统（JRE，Java Runtime Environment） 包括 JVM 的具体实现和 Java API Java 开发工具包（JDK，Java Development Kit） Oracle提供的 Java 开发工具包，包含类库、编译运 行工具等（javac.exe; jar.exe） 借助 API，使用 JDK 开发的程序放到包含 JVM 的 JRE 中去运行
• 1995.5.23: Sun（Stanford University Network）在 SunWorld'95 上正式发布 Java • 1996.1.23.: Sun 发布 JDK1.0 • 1997.2.18.: 发布 JDK1.1 ; 1997.4：JavaOne 会议召开 • 1998: JDK1.2 发布。同时发布 JSP/Servlet、EJB 规范以 及将 Java 分成了 J2EE、J2SE 和 J2ME • 2000: JDK1.3 发布 • 2002: JDK1.4 发布 • 2004: J2SE1.5 发布。在 JavaOne 会议之后 ，改名为 Java SE 5.0，推出了 EJB3.0 规范
RMI（远程方法激活）机制：是开发分布式 应用的重要手段
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1.3 Java语言的特点
• 良好的安全性
内存使用上的安全措施
内存分配和引用对程序员透明 内存布局不由编译器决定，而是由运行系统根据 所在硬件平台的特性来决定 取消直接的指针操作，通过符号指针引用内存， 由 JVM 在运行时将符号指针解释为实际的内存 地址 JVM 引入字节码验证器，防止程序运行时出现 伪造指针、规范、堆栈溢出等现象违反访问权限、 违反对象访问
• Android开发
• 大数据（hadoop）
2017/4/19 中国矿业大学计算机科学与技术学院 9
1.2 Java 技术和 Java 体系结构
1.2.1 什么是 Java 技术
1.2.2 Java 虚拟机的实现原理 1.2.3 Java 体系结构
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操作系统
Linux/Win Unix/Win Win
数据库
MySQL/… Oracle/… MS SQL Server/…
Web服务 器 Apache/… Tomcat/… IIS
运行端
服务器 服务器 服务器 服务器
备注
现已被淘汰
JavaScript
all
-
-
客户端
• Java EE: JSP/Tomcat/Oracle/Unix
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1.2.1 什么是 Java 技术？
• Java 是一种程序设计语言，同时也提供 Java 程序运行的平台。平台完全由软件构成，将 java 程序与底层平台隔离开来, 实现 Java 程 序的平台独立性
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Java 语言
Jav a API
Java
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C++ 源代码的编译运行过程:
头文件 （.h文件）
+
C++源程序 （.cpp文件）
C++编译程序 一系列依赖 于 Windows 平台的指令
可执行文件 （.EXE文件）
执行 Windows 平台
结论:只实现 了源代码级 的可移植性
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比解释性语言的执行效率高 比编译型语言更具灵活性（可移植）
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1.4 Java 程序的开发执行流程
1. 编写 Java 源程序：.java 文件
2. 源程序编译成字节码：.class文件
3. 由运行系统解释和执行
编译器 javac.exe 运行系统 java.exe 结果
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Java API
Java API 是运行库的集合，是已编译好的的程序代码 库，可以直接使用 提供了一套访问主机系统资源的标准方法。Java API 的 class 文件与主机平台也密切相关
Java程序 Java 方法（Java API） 本地方法（动态库） 主机操作系统
• Java 虚拟机由五部分组成： – 一组指令集 – 一组寄存器 – 一个堆栈(堆+栈) – 一个无用内存单元收集器 – 一个方法区域
一次编译，到处运行
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Java 虚拟机的内部体系结构
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结论
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1.1 java 语言的发展历史
• 2006年底: J2SE6 发布 • 2009.4.20：甲骨文(oracle)74亿美元收购 Sun，取得 java 版权 • 2011.7: Java 7 • 2014.3: Java 8
/technetwork/java/javase/downloa ds/index.html
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• Java 语言：非常适合网络，但 Java 程序设计 语言是相当通用的 • class 文件： • Java 源程序编译后得到的文件，也称字节 码。是独立于底层主机平台的二进制形式， 而且非常适合网络移动 • 在 Java 虚拟机之上运行的目标代码
通过虚拟机与环境（操作系统和硬件）的相关 性来实现 Java 的可移植性（平台无关性） Java 字节码可以在任何安装了 Java 虚拟机的 平台上运行 Java 实现目标代码级的可移植性（源代码 级）, Java 编译程序和字节码都是跨平台的 Java 技术的核心就是 Java 虚拟机——所有的 Java 程序都在其上运行
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本章重点
• Java 语言的特点以及相对于其它高级程序设 计语言的优点 • Java 跨平台性的原理 • Java 虚拟机的概念和原理 • Java 体系结构的四个部分以及它们之间的关 系
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1.1 java 语言的发展历史
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Java 程序的编写运行过程:
Java源程序 （.java文件） Java编译程序 不依赖于任何操 作系统平台 执行 Linux下Java虚拟机 执行 Linux平台
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执行
Java字节码文件 （.class文件）
Windows下Java虚拟机 执行 Windows平台
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1.2.2 java 虚拟机原理（可移植性）
问题：计算机网络的发展对计算机语言提 出了可移植的要求，如何实现目标代码 可移植性?即同一个语言翻译程序翻译的 目标代码能移植到不同的机器上直接运 行?
Java 的实现思路：从 Java 代码的执行考虑，引 入 Java 虚拟机实现了可移植性
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1.3 Java 语言的特点
• 面向对象
一切皆对象 支持继承机制 支持多态机制
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1.3 Java 语言的特点
• 分布式 支持 Internet 应用的开发，在基本的 Java API 中有网络应用编程接口（）， 提供网络应用编程的类库，包括 URL、 URLConnection、Socket、ServerSocket 等
源文件 （java文件）
字节码 （class文件）
编译
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解释运行
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1.3 Java 语言的特点
• 跨平台 – Java 虚拟机: Java 程序可以做到在任何平 台编译，在任何平台运行