重走Java长征路-Java是什么

发表于 2018-04-07 更新于 2023-05-23 分类于 java

关于本系列文章

我从2016年8月开始在培训班系统学习 Java，至今已经有近2年时间了，但在使用Java编程过程中发现还有很多基础的东西不明白，很多时候要依靠搜索引擎，恍然发现，过去的学习是为了能尽快会用，能够开展工作，因此很多时候只要求能够使用，而没有去思考内在的思想。思来想去，还是古人说得好，“九层之台，起于垒土”，若想在 Java 这条路上走得远、走得稳，还是要花时间来把基础夯实，不让基础不实影响将来的学习发展。因此，我决定重走Java长征路，重头开始，再来学习一次java，从认识 java 开始，一直学到现在用到的技术框架。

Java是什么？

Java简介

Java 是一种高级的 面向对象 的程序设计语言。高级是相对于机器语言、汇编语言来说的，编程过程接近自然语言，通过编译后生成机器能够识别的语言，从而能够在计算机上运行。面向对象(Object Oriented, OO) 是一种编程设计方式，核心是万事万物皆对象，主要特征有封装、继承、多态、抽象、集合等。
Java 语法规则与 C++ 类似，但比 C简洁，而且去除了其中的指针和多重继承概念。
Java 编写的程序既是编译型的，又是解释型的，程序代码经过编译后转换成可被 Java 虚拟机识别的字节码，Java 虚拟机(JVM)将字节码解释成机器码，最后在计算机上运行。编译只需执行一次，但在 java 虚拟机中运行时，要对每条字节码进行解释执行，因此在执行效率来看是不及 C 的。

Java历史

1991年 Java 前身 Oak，James Gosling博士领导的绿色计划（Green Project）开始启动，此计划的目的是开发一种能够在各种消费性电子产品（如机顶盒、冰箱、收音机等）上运行的程序架构。这个计划的产品就是Java语言的前身：Oak（橡树）。
1995年 Java 1.0 ，由Java之父詹姆斯·戈士林博士设计，由Sun公司推出，完成了Java的原始编译器和虚拟机，OAK 重命名为 Java，第一次提出 “一次编译，到处运行” 的概念。
1996年 JDK 1.0 ，java 第一个正式版本的运行环境，代表技术包括：Java虚拟机、Applet、AWT等。
1997年 JDK 1.1，技术代表有：JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI。Java语法也有了一定的发展，如内部类（Inner Class）和反射（Reflection）。
1998 JDK 1.2，Java技术体系拆分为3个方向，分别是面向桌面应用开发的J2SE（Java 2 Platform， Standard Edition）、面向企业级开发的J2EE（Java 2 Platform， Enterprise Edition）和面向手机等移动终端开发的J2ME（Java 2 Platform， Micro Edition），代表性技术非常多，如EJB、Java Plug-in、Java IDL、Swing等，并且这个版本中Java虚拟机第一次内置了JIT（Just In Time）编译器。
1999年 HotSpot虚拟机发布，它成为了JDK 1.3及之后所有版本的Sun JDK的默认虚拟机。
2000年 JDK 1.3，修改了一些类库 api，如数学运算和新的Timer API等。
2002年 JDK 1.4，Java真正走向成熟的一个版本，技术特性：正则表达式、异常链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器等。
2004年 JDK 1.5，语法易用性上做出了非常大的改进，例如，自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环（foreach循环）等，改进了Java的内存模型（Java Memory Model，JMM）、提供了java.util.concurrent并发包等。
2016年 JDK 1.6，提供动态语言支持（通过内置Mozilla Java Rhino引擎实现）、提供编译API和微型HTTP服务器API等。同时，这个版本对Java虚拟机内部做了大量改进，包括锁与同步、垃圾收集、类加载等方面的算法都有相当多的改动。
2009 JDK 1.7，提供新的G1收集器（G1在发布时依然处于Experimental状态，直至2012年4月的Update 4中才正式“转正”）、加强对非Java语言的调用支持（JSR-292，这项特性到目前为止依然没有完全实现定型）、升级类加载架构等。Sun 公司被 Oracle 公司收购，此后由 Oracle 公司维护。
2014年 JDK 8，新特性包括：lambda 表达式、函数式编程、接口可以添加默认实现方法和静态方法、方法引用、引入Optional 避免空指针，引入 Stream api、引入新的日期时间api、JVM使用MetaSpace代替了永久代（PermGen Space）等。
2017年 JDK 9，新特性：接口方法可以使用private来修饰、设置G1 为 JVM 默认垃圾收集器、支持http2.0的API等。
2018年3月 JDK 10，局部变量类型推断，类似JS可以通过var来修饰局部变量，编译之后会推断出值的真实类型，并行Full GC，来优化G1的延迟，允许在不执行全局VM安全点的情况下执行线程回调，可以停止单个线程，而不需要停止所有线程或不停止线程。
2018年9月 JDK 11，ZGC，ZGC可以看做是G1之上更细粒度的内存管理策略。由于内存的不断分配回收会产生大量的内存碎片空间，因此需要整理策略防止内存空间碎片化，在整理期间需要将对于内存引用的线程逻辑暂停，这个过程被称为"Stop the world"。只有当整理完成后，线程逻辑才可以继续运行。（并行回收）。Flight Recorder（飞行记录器），基于OS、JVM和JDK的事件产生的数据收集框架。
2019年3月 JDK 12，Shenandoah GC，Switch 表达式表达式，G1收集器的优化。
2019年9月 JDK 13，扩展应用程序类-数据共享、增强ZGC以将未使用的堆内存返回给操作系统、使用易于维护和调试的更简单、更现代的实现替换java.net.Socket和java.net.ServerSocket API使用的底层实现、可在生产环境中使用的 switch表达式，将文本块添加到Java语言。

Java版本

按Java的应用范围可以分为3个版本：

Java SE：标准版，主要用于桌面应用程序开发，也是Java的基础，包含了Java语言基础、JDBC(Java数据库链接)操作、I/O(输入输出)、网络通信、多线程等技术。
Java EE：企业版，用于开发企业级分布式网络程序，如电子商务和企业资源规划系统，核心是EJB(企业Java组件模型)。
Java ME：移动版，主要应用于嵌入式开发，如掌上电脑、手机等移动通信设备，现在大多数手机都支持Java技术。

Java能做什么？

Java是独立于平台的，所以它不仅能用于计算机领域，还能用于便携式计算机、电视、电话、手机和其他电子设备。当今java主要用于以下几个方面：

web应用系统开发
分布式系统开发
多媒体系统开发
交互式系统开发
企业级应用开发
电子商务系统
嵌入式系统开发
桌面应用系统开发

Java的特点

跨平台: Java是一种与平台无关的编程语言，因为java程序可以用过java虚拟机将代码解释为机器码，直接在机器上运行。通过不同系统上的Java虚拟机，Java程序可以在Windows系统电脑、mac 苹果计算机、各种未处理器硬件平台、Unix等系统平台上运行，因此Java程序具有良好的可移植性，一次编写，到处运行。
面向对象: 面向对象是Java语言的基础，在Java的世界里“万事万物皆对象”。
安全可靠: Java删除了类似C语言中的指针和内存释放等语法，有效避免了非法操作内存。运行Java程序需要解释器，解释器会对Java字节码进行检查校验。Java有异常处理机制，将检查并消除编译和运行时的错误。
多线程: 多线程机制能够使Java程序同时并行执行多项任务，提供了相应的同步机制来保证不同线程能够正确共享数据。

JDK 与 JRE

JDK 全称 Java Development Kit，即 Java 开发工具包，其中包含了 Java 运行环境 (JRE) 以及一些开发使用的编译、调试等工具，如 javac 用于编译 java 源文件，jps 用于查看当前正在运行的 java 程序等，适用于开发者。
JRE 全称 Java Runtime Environment，即 Java 运行时环境，提供了 Java 运行时所必须的环境，包括 JVM 虚拟机以及 Java 核心类库，安装后就可以运行 Java 程序了，适用于普通用户。