第1篇 基础篇

第1章 Java之印象

前些年，张艺谋拍了一部宣传片《印象西湖》，这部宣传片曾风靡大江南北，可谓是给没去过杭州西湖或者初次去西湖的人留下了深刻的印象。Java是什么呢？在打开本书之前，它又留给你什么样的印象？为什么让你在众多的语言中选择并学习这么优秀的技术呢？它能带来什么呢？这些疑惑在本章将会为读者朋友讲解。学完本章后，初学者对Java应有一个深层次的印象。

1.1 引出问题

9月9日，7:00，晴

秋高气爽，天空依然很蓝！今天是我升入大学后的第八天，此时我的心里还是充满了各种新奇：学校的图书馆很大，师兄师姐们的毕业产品很了不起……我带着新奇的心情领来了自己的教材。

我：“我领回教材了，竟然发现有Java语言！上中学时我就听说了C语言和Visual Basic，后来又听说了C++、Java，我一直以为它们和JavaScript脚本语言差不多，现在我才知道原来Java是一门独立的语言。现在学Java还有用吗？”

KNOWALL：“我只能很负责地对你说，Java是当今使用最频繁的编程语言之一，并且一直位列前三甲！”

我：“Java真有这么厉害吗？”

KNOWALL：“Java吸取了C语言和C++的精华，遵循了面向对象思想，是一种高级语言。我们来看看主流编程语言之间的关系，如图1-1所示。”

图1-1 主流编程语言的发展

1.2 Java为何物

我：“Java真的有那么神奇吗？”

KNOWALL：“Java语言当然十分优秀，它颠覆了整个程序世界。让风靡一时的C++、Basic都感到了它的光辉，Java在Web应用、桌面应用和服务器等领域都有很深的造诣。”

1.2.1 探寻Java的起源

9月9日，7:10，晴

我：“既然Java源于C，那么Java肯定是在C语言之后诞生的。”

KNOWALL：“Java从1995年5月推出，到2009年4月20日被Oracle收购，直到现在，有15年的历史了！具体发展历程如图1-2所示。”

图1-2 Java的发展历程

1.2.2 看Java的特点

Java是一种简单的、面向对象的、分布式的、解释型的、健壮安全的、结构中立的、可移植的、性能优异和多线程的动态语言。当1995年Sun公司推出Java语言之后，全世界的目光都被这个神奇的语言所吸引。现在的Java主要有如下特性。

（1）Java语言是简单的：一方面，Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。另一方面，Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java语言不使用指针，并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。

（2）Java语言是一个面向对象的：Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象的程序设计语言。

（3）Java语言是分布式的：Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口（Java．NET），它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。Java的RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。

（4）Java语言是健壮的：Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是Java的明智选择。Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。

（5）Java语言是安全的：Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了Java语言具有的许多安全特性以外，Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类SecurityManager）让Java应用设置安全哨兵。

（6）Java语言是可移植的：这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java系统本身也具有很强的可移植性，Java编译器是用Java实现的，Java的运行环境是用ANSI C实现的。

（7）Java语言是解释型的：如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在链接阶段被载入到运行环境中。

（8）Java是高性能的：与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT（Just-In-Time）编译器技术的发展，越来越接近于C++。

（9）Java语言是多线程的：在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为Thread（Runnable）的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程；其二，从Thread类派生出子类并重写run方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是，Thread类已经实现了Runnable接口，因此，任何一个线程均有它的run方法，而run方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java语言支持多个线程同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为synchronized）。

（10）Java语言是动态的：Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。

1.3 我们需要准备什么

9月9日，7:30，晴

我：“开始编写程序之前，我得先安装一种开发工具吧？”

KNOWN：“是的，任何高级语言都有与之想配合的开发工具。但是我们现在先不说开发工具，在安装开发工具之前必须先搭建Java开发环境。”

我：“Java的开发环境有很多吗？”

KNOWALL：“Java在各个领域都发挥得不错，所以开发环境也有多个，这得根据你的需求来选择对应的环境。”

我：“选择开发环境后，才能安装开发工具吗？”

KNOWALL：“是的。简单地说，JDK是Java的工作环境，JRE是Java程序的运行环境，IDE是集成开发平台，例如Eclipse、Lomboz等，具体如图1-3所示。”

图1-3 Java开发环境和工具

第1步：在使用Java开发之前，需要先搭建其开发环境，即需要JRE的支持。在Windows上安装JRE/JDK非常简单，首先在Sun官方网站下载，网址为developers.sun.com/downloads/，如图1-4所示。

图1-4 Sun官方下载页面

第2步：在图1-4中可以看到有很多版本，运行Eclipse时，虽然只需要JRE就可以了，但是在开发Android应用程序的时候，需要完整的JDK（JDK已经包含了JRE），且要求其版本在1．5以上，这里选择Java SE (JDK) 6，其下载页面如图1-5所示。

图1-5 JDK下载页面

第3步：在图1-5中找到“JDK 6 Update 13”，单击其右侧的“Download”按钮，出现让用户选择其操作系统和语言的界面，在此首先选择“Windows”，然后单击“Download”按钮，如图1-6所示。

图1-6 选择“Windows”

第4步：在图1-6中找到“JDK 6 Update 13”，单击其右侧的“Download”按钮，出现让用户选择其操作系统和语言的界面，在此首先选择“Windows”，然后单击“Download”按钮，如图1-7所示。

图1-7 选择“Windows”

经过上述操作后，就已经开始下载安装文件“jdk-6u17-windows-i586-p．exe”了。

第5步：下载完成后双击“jdk-6u17-windows-i586-p．exe”文件开始进行安装。将首先弹出“许可证协议”对话框，在此单击“接受”按钮，如图1-8所示。

图1-8 “许可证协议”对话框

第6步：弹出“安装路径”对话框，在此选择文件的安装路径，如图1-9所示。

图1-9 “安装路径”对话框

第7步：单击“下一步”按钮，开始进行安装，如图1-10所示。

图1-10 开始安装

第8步：完成后弹出“目标文件夹”对话框，在此选择目标文件夹的路径，如图1-11所示。

图1-11 “目标文件夹”对话框

第9步：单击“下一步”按钮后，继续开始安装，如图1-12所示。

图1-12 继续安装

第10步：完成后弹出“完成”对话框，单击“完成”按钮，完成整个安装过程，如图1-13所示。

图1-13 完成安装

完成安装后，我们可以检测是否安装成功，具体的方法是：依次单击【开始】→【运行】菜单，在运行框中输入“cmd”并按下回车键，在打开的CMD窗口中输入java -version，如果显示如图1-14所示的提示信息，则说明安装成功。

图1-14 CMD窗口

如果检测没有安装成功，则需要将其目录的绝对路径添加到系统的PATH中。添加过程如下：

第1步：鼠标右键单击“我的电脑”，在弹出的快捷菜单中选择【属性】→【高级】，单击下面的“环境变量”，在下面的“系统变量”处选择“新建”，在弹出的对话框中，在“变量名”处输入JAVA_HOME，在“变量值”中输入刚才的目录，比如C:\Program Files\Java\jdk1．6．0_17，如图1-15所示。

图1-15 设置系统变量

第2步：再新建一个变量名为classpath、变量值为“．;%JAVA_HOME%/lib/rt．jar;%JAVA_HOME%/lib/tools．jar”的系统变量，确定后找到PATH的变量，双击或单击编辑，在变量值最前面加上“%JAVA_HOME%/bin;”，如图1-16所示。

图1-16 设置系统变量

第3步：再次依次单击【开始】→【运行】，在运行框中输入“cmd”并按下回车键，在打开的CMD窗口中输入java -version，如果显示如图1-17所示的提示信息，则说明安装成功。

图1-17 CMD界面

1.4 开始体会Java程序之旅

9月9日，9:00，晴

我：“终于可以写第一个Java程序了，好激动啊！”

KNOWALL：“呵呵，人生太多第一次，第一次步入校园……第一次都会带给你很深的记忆。作为初学者，体会的第一个程序要尽量简单！写这个程序的目的是测试开发环境，并对Java基本的程序元素做一个大体的了解。”

1.4.1 一个简单的Java程序

KNOWALL：“看清楚了，仔细看我的操作过程！”

当安装和配置好JDK后，开始编写JDK程序，测试Java的环境是否正确。

（1）打开任意一个磁盘，在组织下拉列表中选择“文件夹和搜索选项”命令，如图1-18所示。

图1-18 选择命令

（2）单击“查看”选项卡，在高级设置列表中取消选择复选框，单击按钮，如图1-19所示。

图1-19 取消选择扩展名

（3）新建一个记事本，然后在记事本里输入下面的程序：

    class LoveJava{
        /＊＊
        ＊ 这是一个 main 方法
        ＊/
        public static void main(String [] args){
          /＊ 输出此消息 ＊/
          System.out.println("Java，你好！");
        }
    }

输入完成后，选择“文件”→“保存”命令，如图1-20所示。

图1-20 编写的第一个Java程序

（4）将这个文件命名为“JavaLove.java”程序。

1.4.2 编译和运行Java文件

编译和运行程序十分简单，用户只需要在DOS环境下进入编写源文件的地方，然后执行两个命令即可，其具体操作如下：

（1）单击“开始”菜单，选择“运行”命令，然后在打开的对话框中输入“CMD”，按【Enter】键进入DOS环境，如图1-21所示。

图1-21 进入DOS环境下

（2）本地Java文件保存在E盘的“123”文件夹下，用户需要使用DOS命令打开这个文件夹，如图1-22所示。

图1-22 使用命令打开文件夹

（3）输入Javac和Java命令将源文件进行编译和执行，操作后如图1-23所示。

图1-23 执行和编译Java文件

图1-24 搜索出的快捷方式

我：“程序代码够简单，但是操作起来很复杂！”

KNOWALL：“哪有啊，你只需按照图1-25所示的流程操作即可。”

图1-25 Java程序开发流程

1.5 解决问题——谈Java的江湖地位

Java究竟有多强，仁者见仁，智者见智！但是从使用者的数量来看，近两年，Java一直稳居前两名（出自国外知名统计社区的统计）。至于Java的好处，我觉得在此没有说的必要了，因为大家都很明白。下面只从两个方面来阐述Java的地位。

1.专家的意见

看专家给出的下列比较。

·服务器领域：Java在服务器编程方面已经成就了霸主地位，是其他语言无法比拟的。

·移动设备：当今最火的手机平台之一Android是完全基于Java的，并且J2EE也是很火的手机平台之一。

·桌面应用：现在Java已经与C++和．NET三分天下。

2.就业前景

根据IDC（互联网数据中心）的统计数字，在所有的软件开发类人才的需求中，对Java工程师的需求达到全部需求量的60%～70%。应该说，Java软件工程师的就业机会和前景是非常大的，再加上Java软件工程师不仅是IT企业需要的，广大的非IT企业也需要，即就业前景是非常乐观的。

1.6 我的总结

本章简要介绍了Java的基本知识，表1-1是我的学习时间进度表。

表1-1 时间进度表