1.1 Java語言簡介

Java語言受到廣大程序員的歡迎有多方面的原因。首先源于它是面向?qū)ο蟮恼Z言，而面向?qū)ο蟮恼Z言是目前的主流語言。其次，在眾多面向?qū)ο笳Z言中，Java語言自身的許多特點使其脫穎而出。最后，必須指出的是互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍的普及應(yīng)用為Java語言提供了一個非常大的舞臺，使其獲得很大的成功。

1.1.1 Java語言的產(chǎn)生

在介紹Java語言之前，我們先說說程序，然后再說說程序設(shè)計語言（簡稱語言）。

用過計算機(jī)的人都知道，使用計算機(jī)可以做很多事情：上網(wǎng)、玩游戲、收發(fā)電子郵件、播放音樂、下載文件資料等，簡直數(shù)不勝數(shù)。但你想過沒有，這些事情是如何完成的？誰來替你做的？答案是：程序！是人們預(yù)先編寫的程序，存儲在計算機(jī)里，等著你來調(diào)用它。你對計算機(jī)發(fā)號施令，計算機(jī)里預(yù)先存儲的程序接受你的命令，為你做事。

圖1-1展示的是幾個常見的應(yīng)用。你計算機(jī)上的應(yīng)用圖標(biāo)數(shù)量遠(yuǎn)不止于此吧！

瀏覽器程序幫助你在網(wǎng)上沖浪，游戲程序讓你陶醉其中，郵件收發(fā)程序為你和朋友架起互通信息的橋梁……總之，你依賴程序在計算機(jī)上做事。

那么程序怎么寫呢？很顯然，你需要學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言。就像你要寫作文，你首先得學(xué)會一門語言，比如漢語、英語或俄語。

Java就是這樣一門程序設(shè)計語言，而且是一門目前很受歡迎的獲得廣泛應(yīng)用的程序設(shè)計語言。

1991年，為了研究計算機(jī)在家電產(chǎn)品中的嵌入式應(yīng)用，Sun公司的James Gosling等人組成名為Green的項目組。他們于1992年設(shè)計出Oak語言。由于當(dāng)時缺乏硬件支持，Oak沒有市場化。

1995年，由于互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，人們迫切需要一種適用于網(wǎng)絡(luò)編程的、小型的、跨平臺的語言，Oak因此重獲生機(jī)。它以Java為名正式面世。此后，Java深受程序員和用戶歡迎，至今仍是開發(fā)各種基于Web應(yīng)用程序的首選語言。據(jù)TIOBE2018年1月的調(diào)查數(shù)據(jù)可知， Java市場占有率高達(dá)14.215%，長期獨(dú)占鰲頭。Java的成績，得益于其固有的優(yōu)點，尤其是2014年推出的最新版Java8引入了函數(shù)式編程的新特性，使其進(jìn)一步擴(kuò)大了其在程序設(shè)計語言領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。圖1-2所示為2018年1月Java所占市場份額和排序。

1.1.2 Java語言的版本變遷

Java語言有3個主版本：標(biāo)準(zhǔn)版（Java Standard Edition）、企業(yè)版（Java Enterprise Edition）、微型版（Java Micro Edition）。其可以分別簡稱為Java SE、Java EE、Java ME。其中Java SE是核心語言，Java EE用于企業(yè)應(yīng)用開發(fā)，而Java ME用于移動設(shè)備的應(yīng)用開發(fā)。

我們提到Java一般有兩種含義：一是指Java語言，就是Java SE；二是指Java技術(shù)，就是以Java SE為核心語言進(jìn)行擴(kuò)展的所有相關(guān)開發(fā)技術(shù)的綜合。這樣的綜合體有哪些內(nèi)容，我們會在1.4節(jié)展開說明。

本書講解的Java SE，就是Java語言，書中將介紹它的語法細(xì)節(jié)和應(yīng)用編程方法。

Java SE的版本標(biāo)識從最初的JDK1.0到目前最新的JDK1.8，技術(shù)不斷更新，不斷進(jìn)步，使得Java語言能永葆活力。注意：這里的JDK（Java Development Kit）是Java開發(fā)工具的意思。

Java隨著版本升級，有許多次名稱的改變。例如，從JDK1.5之后，按照主版本號來命名，即JDK5，因此，目前的JDK8是指JDK1.8。也有人喜歡說Java SDK8，這是Java Software Development Kit1.8的簡稱。SDK除了可以包含JDK，還包含輔助開發(fā)的文檔、范例和工具集等，所以JDK是Java SDK的子集。

另外，歷史上曾經(jīng)有過，直到今天仍不乏有人在用的J2SE/J2EE/J2ME，其實是由于JDK1.2版很優(yōu)秀，為了區(qū)分Java 2平臺和之前的JDK而進(jìn)行的命名。在2005年6月推出JDK1.6時，J2SE/J2EE/J2ME統(tǒng)一改稱為Java SE/Java EE/Java ME了。

拓展知識

1.1.3 Java語言特點

Java語言具有許多獨(dú)特之處，它既區(qū)別于傳統(tǒng)的面向過程語言，也不同于其他的面向?qū)ο笳Z言。讀者剛開始接觸 Java時，對這些特點可能很難有深入的理解，但是，隨著學(xué)習(xí)的深入，理解會不斷加深。

1.簡單易學(xué)

Java語言的語法與C/C++有很多相似的地方，例如數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式和語句。對比一下關(guān)鍵字列表就可以發(fā)現(xiàn)這種相似性。有C基礎(chǔ)的讀者，可以將C與Java的語法做詳細(xì)對比，找出相同、相似和不同點，通過對比法來提高學(xué)習(xí)效率，同時也有利于快速辨析清楚兩種語言的語法規(guī)則和用法的許多細(xì)微區(qū)別，這就是格物致知的道理。

2.解釋式

高級語言的工作方式有兩種：編譯式和解釋式。

編譯式語言如C、C++、Pascal等，它們對源程序先進(jìn)行編譯，生成可執(zhí)行文件（.exe）。可執(zhí)行文件可直接由操作系統(tǒng)（Operating System）來執(zhí)行。在使用集成開發(fā)環(huán)境IDE （Integrated Developing Environment）時，可以從IDE的菜單查看編譯命令，或者到項目工作目錄下查看，了解exe文件的生成方式。

Java語言的工作方式如圖1-3（c）所示，它不同于圖1-3（a）和圖1-3（b）。圖1-3（a）是編譯式語言工作過程，（b）是解釋式語言工作過程，Java語言的工作方式介于編譯式和解釋式中間，是一種混合形式，有人把它稱為偽編譯（pseudo compile），但它本質(zhì)上還是解釋式語言。因為它雖然生成了中間代碼，即字節(jié)碼文件（.class），但這個文件并不能像.exe文件那樣可由操作系統(tǒng)直接執(zhí)行，而是用Java虛擬機(jī)（Java Virtual Machine， JVM）解釋執(zhí)行。

3.安全性

Java語言通過若干安全機(jī)制來確保其安全性。這些機(jī)制包括通過關(guān)鍵字控制代碼可見性、不支持指針類型、訪問控制的沙箱（sandbox）機(jī)制和數(shù)字簽名機(jī)制、安全策略機(jī)制、字節(jié)代碼校驗機(jī)制、安全代碼發(fā)布、異常處理機(jī)制等。

4.面向?qū)ο?/span>

Java語言是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言。面向?qū)ο笏枷胧谷藗兎治鰡栴}和解決問題時，更接近人類固有的思維模式，更自然順暢了。用面向?qū)ο蟪绦蛘Z言（OOPL）編程，也更安全高效了。

5.平臺無關(guān)

Java源文件經(jīng)編譯生成與計算機(jī)指令無關(guān)的字節(jié)代碼，這些字節(jié)代碼不依賴于任何硬件平臺和操作系統(tǒng)。當(dāng)Java程序運(yùn)行時，需要由一個解釋程序?qū)ι傻淖止?jié)代碼進(jìn)行解釋執(zhí)行。這體現(xiàn)了Java語言的平臺無關(guān)性，使得Java程序可以在任何平臺上運(yùn)行，如MS-DOS、Windows、Unix等，因此具有很強(qiáng)的可移植性。這就實現(xiàn)了Java“編寫一次，到處運(yùn)行”（write once，run anywhere）的目標(biāo)。

6.多線程

Java語言支持多線程，多線程機(jī)制使得一個Java程序能夠同時處理多項任務(wù)。類似操作系統(tǒng)支持多進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的情況，多進(jìn)程使計算機(jī)能夠同時執(zhí)行多個任務(wù)，例如游戲的動感畫面與美妙音樂同在、從網(wǎng)上下載文件和執(zhí)行本地用戶程序并行不悖等，大家都有切身感受。線程可以看作是更小的進(jìn)程。Java提供了實現(xiàn)多線程程序的類和接口，使用它們，可以編寫實現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行的多線程程序。

7.動態(tài)性

C語言的基本程序模塊是函數(shù)。程序執(zhí)行過程中所調(diào)用的函數(shù)，其代碼已靜態(tài)地加載到內(nèi)存中。Java的類是程序構(gòu)成的模塊，Java程序執(zhí)行時所需要調(diào)用的類是在運(yùn)行時動態(tài)地加載到內(nèi)存中的，這使得Java程序運(yùn)行所需的內(nèi)存開銷小。這也是它可以被用于許多嵌入式系統(tǒng)和部署在許多微小型智能設(shè)備上的原因。Java還可以利用反射機(jī)制動態(tài)地維護(hù)程序和類，而C/C++不經(jīng)代碼修改和重新編譯就無法做到這一點。

此外，Java語言還具有網(wǎng)絡(luò)適用性、可移植性、類庫豐富、高性能等特點。