第1篇 基礎知識

本篇從Java的基本概念及特性開始Java的學習之旅，并通過一些實例來了解Java的實際開發過程。

讀者在學完本篇后將會了解到Java軟件和編程的基本概念，掌握Java的基本操作及應用方法，為后面的學習打好基礎。

第1章 揭開Java的神秘面紗

本章視頻教學錄像：1 小時47 分鐘

通過上一章的閱讀，相信你已經對Java語言有了大概的了解，本章更進一步地介紹如何在Windows和Linux的環境下下載與安裝JDK，并詳細描述Windows下開發環境的配置。最后介紹如何編譯和運行第1個Java程序。

本章要點（已掌握的在方框中打鉤）

□ 掌握下載、安裝Java開發工具箱

□ 掌握開發環境變量的配置

□ 學會編寫第 1個 Java 程序

1.1 Java開發環境

本節視頻教學錄像:2分鐘

學習Java的第一步就是要搭建Java開發環境(Java Development Kit，JDK)，它是在操作系統（如Windows、Linux等）下搭建的Java最基本的開發環境，目前由Oracle公司維護開發并免費提供。

JDK由一個處于操作系統層之上開發環境和運行環境組成，如下圖所示。JDK除了包括編譯（javac）、解釋（java）、打包（jar）等工具，還包括開發工具及開發工具的應用程序接口等。當Java程序編譯完畢后，如果想運行，還需要JRE（Java Runtime Environment，Java運行環境）。

JRE是運行JAVA程序所必需的環境的集合，包含JVM標準實現及Java核心類庫。如果僅僅想運行Java程序，安裝JRE就夠了。也就是說，JRE是面向Java程序的使用者的。如果想開發Java程序，就需要安裝JDK，它是面向Java程序的開發者。Java程序的開發者自然也是Java程序的應用者。從下圖也容易看出，JDK包含JRE。

由上圖可以看出，Java程序開發的第一步就是編寫Java語言的源代碼。而編寫源代碼的工具可以是任何文本編輯器，如Windows 下的記事本、Linux下的Vim均可。這里推薦讀者使用對編程語言支持較好的編輯器：Notepad++、UltraEdit、Editplus等。

Java源文件編寫完畢后，就可以在命令行下通過javac命令將Java源程序編譯成字節碼(二進制文件)，然后通過java命令來解釋執行編譯好的Java類文件（文件擴展名為.class）。但如果想正確使用javac和java等命令，用戶必須自己搭建Java開發環境。在1.3節，我們將詳細介紹此步驟。

采用Oracle公司提供的JDK開發Java程序，能夠讓初學者專注于Java語法的理解，代碼模塊之間的關系比較清晰明了，有利于初學者理解Java面向對象的設計思想。此外，JDK的版本也會隨Java （J2EE、J2SE以及J2ME）版本的升級而升級。但它的缺點也是明顯的，從事大規模企業級Java應用開發比較困難，也不利于團體協同開發。

因此，目前市面上出現了很多優秀的Java集成開發環境 (Integrated Development Environment，簡稱 IDE)，如NetBeans和Eclipse等。IDE在JDK的基礎上，為程序提供了很多輔助功能的支持，極大方便了程序的開發。在第2章我們將系統地介紹Eclipse的使用。

本節分別介紹兩種應用最為廣泛的操作系統—Windows和Linux環境下安裝JDK的過程。

1.2 安裝Java開發工具箱

Oracle公司提供多種操作系統下的不同版本的JDK。

1.2.1 下載JDK

JDK軟件包的下載方法如下。

⑴ 首先登錄Oracle官方網站下載最新版的JDK版本。在瀏覽器地址欄中輸入www.oracle.com，打開Oracle官方網站，單擊“Downloads（下載）”下載，如下圖所示。

⑵ 如0.3節介紹， Java技術體系可以分為4個平臺：Java SE（Standard Edition，標準版）、Java EE（Enterprise Edition，企業版）、Java ME（Micro Edition，微型版）和Java Card（智能卡版）。后面三個版本都是以Java SE為核心的，所以掌握Java SE最為重要，這也是本書的主要講解范圍。因此，在“Downloads”單擊打開的網頁中選擇下載“Java SE”，如下圖所示。

⑶ 進入正式下載頁面http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html，如下圖所示。

單擊下載“Java Platform (JDK) 8u5”。需要讀者注意的是，雖然我們下載的是Java 8，但Java 8的推廣使用還需要假以時日，Java 7仍然是廣泛應用的開發環境。

借助搜索引擎，如百度（www.baidu.com）或者谷歌（www.google.com.hk），輸入關鍵字諸如“Java 7 下載”等，可以搜索到很多可用的下載地址，或者在下面的官方鏈接地址：http://www.oracle. com/technetwork/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html，也可以選擇下載Java 7的最后更新版本，如下圖所示。

而對于初學者來說，我們主要關注的是Java的基礎知識的學習，在這點上，Java 7和Java 8沒有太明顯的差別。在后續的章節中，如果基礎知識部分涉及Java 8的新特性時，我們會單獨列出說明。

在Java 的發展過程中，其版本編號有一定的“混亂”性，容易讓用戶產生某種程度的困擾。譬如，有的時候讀者朋友(特別是初學者)可能在閱讀一些Java書籍時，發現版本為Java 2，如J2EE。有時又發現一些書籍說自己代碼編譯的平臺是Java 6.0或Java 7.0，那Java 3 或Java 4 去哪里了？因此這里有必要給予解釋一下。下面簡要的介紹一下Java的版本號命名規則。

在Java 1.1之前，其命名方式和傳統的方式一樣。但當Java 1.1升級到Java 1.2時，Sun公司的Java市場推廣部門覺得， Java的內涵發生了很大的變化，應給予Java一個“新”的名稱——Java 2，而它內部的發行編號仍是Java 1.2。當Java內部發行版從1.2過渡到1.3和1.4時，Sun公司對外宣稱的版本依然是Java 2.Sun公司從來沒有發布過Java 3和Java 4。從Java的內部發行版的1.5開始，Java的市場推廣部門又覺得Java已經變化很大，需要給予一個“新”的稱呼來在市場中“博得眼球”，于是Java 1.5 直接對外宣稱Java 5，依此類推，Java 1.6 對外宣稱Java 6，而目前我們即將學到的Java 7，其內部版本是Java 1.7。如下表所示。

為了避免混淆，Oracle公司宣布改變Java版本號命名方式：自JDK 5.0起，Java以兩種方式發布更新。第一種方式是Limited Update（有限更新）模式，其包含新功能和非安全修正。第二種方式是Critical Patch Updates（CPUs，重要補丁更新），只包含安全的重要修正。舉例來說，Java SE 8u5的解釋如下圖所示。

⑷ 由于Oracle的Java實施的是“許可證（License）”，所以需要選擇“ Accept License Agreement（接受許可證協議）”，然后選擇與自己所使用操作系統匹配的SDK版本，如下圖所示。

讀者朋友可以根據自己的操作系統類型以及位數（32位的還是64位的），下載所對應的Java JDK。我們用下表詳細說明上圖所示的各種不同版本JDK的含義。

請注意，對于Linux版本而言，rpm為Red Hat和CentOS為代表的安裝包，假設下載的是32位的rpm安裝包：jdk-8u5-linux-i586.rpm，則其安裝格式為：

rpm -ivh jdk-8u5-linux-i586.rpm

而以tar.gz的軟件包則需要先解壓，假設我們下載的是jdk-8u5-linux-i586.tar.gz，則需要用tar命令先解壓：

tar zxvf jdk-8u5-linux-i586.tar.gz

然后在解壓后的文件夾中查找安裝文件jdk1.8.0_version，這里的version是下載時的次版本號，在不同時期下載，version可能是不同的，因為JDK總是不斷在升級的。

Java 8的JDK軟件包多在100MB以上，下載需要一定的時間，請讀者耐心等待。下面為讀者說明JDK在兩種常用的操作系統——Windows和Linux下的詳細安裝流程。

1.2.2 在Windows 7中安裝JDK

在下載過程中，有個小問題需要讀者注意：如何識別自己所使用的Windows操作系統版本號？在Windows 7下，在桌面上鼠標右鍵單擊“我的電腦”圖標，選擇“屬性”命令，在彈出“屬性”窗口下，如下圖所示，“系統類型”處即可顯示讀者所用的操作系統版本信息。

目前，在筆者寫作本書時， Java的JDK版本號是Java SE 8u5，但編程語言趨勢是一直向上升級，只要大版本“8”不變，“u”后面的小版本號有所變化，基本上不會影響普通用戶的學習。

安裝環境介紹。

操作系統：64位Windows 7

安裝軟件：jdk-8u5-windows-x64.exe

⑴ 開始安裝，下載完成后，就可以安裝Java JDK。雙擊“jdk-8u5-windows-x64.exe”，具體流程如下圖所示。

⑵ 選擇安裝路徑，確定是否安裝公共JRE。公共JRE提供了一個Java運行環境。JDK默認自帶了JRE?？蓡螕簟救∠堪粹o，選擇不安裝公共JRE，并不會對Java運行造成影響。如下圖所示。

⑶ 單擊【Next】按鈕，正在安裝JDK，如圖所示。

⑷ 安裝公共JRE，如果在上一步中沒有取消安裝公共JRE，在安裝JRE過程中會提示安裝公共JRE?？梢栽诒静襟E中單擊取消，不安裝公共JRE。或者單擊下一步按鈕，安裝公共JRE。

⑸ 正在安裝公共JRE。

⑹ JDK安裝完成。

⑺ 查看安裝目錄（C:\Program Files\Java）。如果安裝了公共JRE，會在本目錄下出現公共JRE安裝后的目錄（如下圖所示），否則則沒有。

⑻ 查看JDK安裝目錄（C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05）。JDK默認安裝了JRE，提供了Java程序運行時默認環境，運行時并不使用公共JRE。

1.2.3 在Red Hat Enterprise Linux中安裝JDK

Windows是Java程序員應用廣泛的操作系統，但是Linux操作系統在服務器領域（如Red Hat）占據重要地位，其桌面系統（如Ubuntu）的市場份額也日益擴大。所以，學有余力的讀者可以在Linux平臺下開展Java程序開發。因此也有必要介紹一下Linux下安裝JDK的流程。

在Linux環境下，在安裝Java JDK之前，首先要下載正確的JDK軟件包。下載的方式和Windows環境下的流程基本一致。但在判定用戶所使用的操作系統版本上，是有所不同的。

筆者使用的Linux操作系統為Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 6.5。下面在終端演示的幾條命令，是下載JDK之前需要了解的操作系統信息。

⑴ 查詢Linux操作系統是32位還是64位。使用命令getconf LONG_BIT或getconf WORD_BIT，如下圖所示。

如果顯示32則說明是Linux32位操作系統。類似的，如果顯示為64，則說明Linux為64位操作系統，其中root是Linux的根用戶（類似于Windows的超級管理員）。下面我們還可以用file命令來顯示Linux的版本號。

⑵ 使用file /bin/ls顯示Linux的版本號，如下圖所示。

如果輸出有32-bit字樣，則說明是Linux 是32位操作系統。類似的，如果含有64-bit字樣，則說明為Linux 是64位操作系統。

⑶ 查詢Linux的發行版本。

在命令行模式下，輸入 lsb_release -a ，即可列出所有版本信息，如下圖所示。

上面輸出說明當前的Linux操作系統為Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5。根據上面的操作系統版本信息，我們選擇單擊下載32位的JDK：“jdk-8u5-linux-i586.rpm”，如下圖所示。

安裝環境介紹。

操作系統：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5 32位。

安裝軟件：jdk-8u5-linux-i586.rpm。

⑴ 將安裝包下載至用戶家目錄（home）下的文件夾Downloads。

我們用pwd命令顯示當前的工作目錄，用ls -l 命令顯示當前的工作目錄下的文件列表，jdk-8u5-linux-i586.rpm就是我們要安裝的文件，如下圖所示。

⑵ 查詢系統是否安裝JDK。

使用rpm -qa | grep jdk 命令查看當前系統是否已安裝了JDK；使用java -version 命令查看當前使用的JDK版本，如下圖所示。

上圖顯示，我們的系統中并沒有安裝Java。如果安裝了舊版本的，則需要先卸載舊版本。使用：

rpm -e --nodeps 【軟件包名】

卸載指定的軟件包。卸載完成后使用：

which java

命令確認JDK已完全卸載。

⑶ 安裝Java 8 的JDK。

使用如下命令：

rpm -ivh jdk-8u5-linux-i586.rpm

安裝JDK，如下圖所示。其中rpm是安裝命令，而-ivh是安裝參數，具體含義讀者可以用“man rpm”參考，這里不再贅述。

⑷ 測試JDK是否安裝成功。

使用“java -version”來檢測Java的版本號，如果檢測到版本號，就間接說明安裝成功。用“which java”來檢測Java的安裝路徑，如下圖所示。

需要讀者注意的是，在Linux中，是區分大小寫的。在bash命令行模式下，要使用小寫的“java”，而非“Java”。

對于其他Linux發行版（如Ubuntu等），由于系統配置不同，安裝JDK情況也可能不同，在安裝完成JDK后還需要配置相關的環境變量，下面我們來說明Linux。

1.2.4 在Ubuntu操作系統中安裝JDK

下面我們介紹如何在Ubuntu操作系統上安裝JDK 8，這是Linux環境下最便捷的方法。

安裝環境介紹。

操作系統：Ubuntu 14.04 LTS 32位

安裝軟件：jdk-8u5-linux-i586.tar.gz

Ubuntu 系統安裝Java 8最簡單的方式是通過Ubuntu的PPA（ Personal Package Archives，個人軟件包倉庫）安裝。PPA是專為Ubuntu 用戶設計的軟件倉庫，類似于Windows下的奇虎公司的360軟件管家。

⑴ 打開終端(快捷鍵Ctrl+Alt+t)，在Ubuntu中添加PPA。

輸入命令：sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java

⑵ 更新軟件列表。

輸入命令：sudo apt-get update

等待軟件列表更新完成，如下圖所示。

⑶ 安裝 JDK 8。

輸入命令：sudo apt-get install oracle-java8-installer。

①安裝oracle-java8-installer會暫用部分硬盤空間，系統問是否繼續，輸入y，繼續。

②oracle-java8-installer提示注意Oracle公司的Java SE的許可證協議，按回車鍵確認。

③選擇接受許可證協議，用Tab鍵切換值<YES>處，按回車鍵確認。

④下載安裝jdk-8u5-linux-i586.tar.gz，由于該文件較大，需要耐心等待一會。

⑷ 測試是否安裝成功。

待上述安裝流程完畢后，輸入命令。

      java -version

檢測Java的版本號碼，間接驗證Java是否安裝成功（需要注意的是，在Linux中，有關Java的命令都是小寫的java，否則會出錯）。

從提示中，可以看出java 1.8.0_05安裝成功。

如果原來已經安裝有Java 7，想要設置 Java 8 為默認的編譯環境，則需在終端輸入下面的命令：

      sudo apt-get install oracle-java8-set-default

如果工作需要，想將編譯環境切換為 Java 7，在終端輸入下面的命令：

      sudo update-java-alternatives -s java-7-oracle

類似，如果重新切換為 Java 8，在終端輸入下面的命令：

      sudo update-java-alternatives -s java-8-oracle

1.3 磨刀不誤砍柴工——環境變量的配置

本節視頻教學錄像：44分鐘

環境變量的配置主要包括了解環境變量和具體配置過程等。

1.3.1 理解環境變量

本書主要以Windows 7為操作系統載體來講解Java。而在開發Java程序之前，通常需要先在Windows操作系統中配置好有關Java的系統環境變量（Environment Variable）。

在介紹環境變量的含義之前，我們先舉一個形象的例子，給讀者一個感性的認識。比如我們喊一句：“張三，你媽媽喊你回家吃飯！”可是“張三”為何人？他在哪里呢？對于我們人來說，認不認識“張三”都能給出一定的響應，如認識他，可能就會給他帶個話；而不認識他，也可能幫忙吆喝一聲“張三，快點回家吧！”

然而，對于操作系統來說，假設“張三”代表的是一條命令，它不認識“張三”是誰，也不知道“它”來自何處，它會“毫無情趣”的說，我“不認識“張三”： “not recognized as an internal or external command，然后拒絕繼續服務。

為了讓操作系統“認識”張三，我們必須給操作系統有關張三的精確信息，如“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村張三”，但其他的問題又來了，如果“張三”所代表的命令是用戶經常用到的，每次使用“張三”，用戶都在終端敲入“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村張三”，這是非常繁瑣的，能不能有簡略的辦法呢？聰明的系統設計人員想出了一個簡易的策略——環境變量。把“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村”設置為常見的“環境”，當用戶在終端僅僅敲入“張三”時，系統自動檢測環境變量集合里有沒有“張三這個人，如果在”“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村”找到了，就自動替換為一個精確的地址“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村張三”，然后繼續為用戶服務。如果整個環境變量集合里都沒有“張三”，那么再拒絕服務，如下圖所示。

操作系統里沒有上/下行政級別的概念，但卻有父/子文件夾的概念，二者有“曲藝同工”之處。對“XXX省YYY縣ZZZ鄉QQQ村”這條定位“路徑”，操作可以用“/”來區分不同級別文件夾，即：”“XXX省/YYY縣/ZZZ鄉/QQQ村””，而“張三”就像這個文件夾下的命令文件。

下面我們給出環境變量的正式定義。

環境變量是指在操作系統指定的運行環境中的一組參數，它包含一個或多個應用程序使用的信息。環境變量一般是多值的，即一個環境變量可以有多個值，各個值之間以英文狀態下的分號“;”（即半角的分號）分隔開來。

對于Windows等操作系統來說，一般都有一個系統級的環境變量Path（路徑）。當用戶要求操作系統運行一個應用程序，卻沒有指定應用程序的完整路徑時，操作系統首先會在當前路徑下尋找該應用程序，如果找不到，便會到環境變量路徑“Path”指定的路徑下尋找。若找到該應用程序則執行它，否則會給出錯誤提示。用戶可以通過設置環境變量來指定自己想要運行的程序的所在位置。

例如，編譯Java程序需要用到javac命令，運行Java程序需要java命令。而這兩個命令并不是Windows系統自帶的命令，所以用戶需要通過設置環境變量（JDK的安裝位置）來指定這兩個命令的位置。設置完成后就可以在任意目錄下使用這兩個命令了，而無需每次都要輸入這兩個命令的所在的精確全路徑（如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05）。javac和java等命令都放在JDK安裝目錄的bin目錄下?；陬愃朴诃h境變量“Path”相同的理由，我們需要掌握JDK中最重要的3個環境變量，下面一一給予介紹。

1.3.2 配置JDK中的3個環境變量

對于環境變量中相關變量的深刻理解極為重要，特別是ClassPath，在日后的Java學習開發過程中會發現，很多問題的出現都與ClassPath環境變量有關。在學習如何配置這些環境變量之前，很有必要深刻理解下面3個環境變量代表的含義。

⑴ JAVA_HOME：顧名思義，”JAVA的家“——該變量是指安裝Java的JDK路徑，它告知操作系統在哪里可以找到JDK。

⑵ Path：前文已經有所介紹。該變量是告訴操作系統可執行文件的搜索路徑，即可以在哪些路徑下找到要執行的可執行文件，請注意它僅對可執行文件有效。當運行一個可執行文件時，用戶僅僅給出該文件名，操作系統首先會在當前目錄下搜索該文件，若找到則運行它，若找不到該文件，則根據Path變量所設置的路徑，逐條到Path目錄中搜索該可執行文件。

⑶ ClassPath：該變量是用來告訴Java解釋器（即java命令）在哪些目錄下可找到所需要執行的class文件（即javac編譯生成的字節碼文件）。

對于初學者來說，Java的運行環境的配置比較麻煩，請讀者按照以下介紹實施配置。

1. JAVA_HOME的配置

下面我們詳細說明Java的環境變量配置流程。

⑴ 在桌面中右擊【我的電腦】，在彈出的快捷菜單中選擇【屬性】選項，如下圖所示。

⑵ 在彈出的界面左上方，選擇【高級系統設置】選項，如下圖所示。

⑶ 單擊【高級系統設置】選項后彈出【系統屬性】對話框，然后單擊【高級】->【環境變量】，如下圖所示。

⑷ 在【環境變量】對話框中，單擊【系統變量】下的【新建】按鈕，顯示如下圖所示。

⑸ 在【編輯系統變量】對話框中輸入，變量名為：“JAVA_HOME”，變量值為：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05。特別需要讀者注意的是，這個路徑的具體值是根據讀者安裝JDK的路徑而定，讀者把Java安裝在哪里，就把對應的安裝路徑放置于環境變量之內，不可拘泥于本書演示的這個路徑值。然后，單擊【確定】按鈕，如下圖所示。

2. Path的配置

⑴ 選中系統環境變量中的Path，單擊【編輯】按鈕，如下圖所示。

⑵ 在彈出的【編輯系統變量】對話框的【變量值】文本框中，在文本框的末尾添加：“;%JAVA_HOME%\bin”，特別注意不要忘了前面的分號“;”，然后單擊【確定】按鈕，返回【系統屬性】對話框，如下圖所示。這里的%JAVA_HOME%就是指代前面設置的“C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05”，這里主要是為了方便起見，避免每次引用這個路徑都輸入很長的字符串。如果不怕麻煩，“;%JAVA_HOME%\bin”完全可以用全路徑“;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05\bin”代替之。這個路徑務必設置正確，因為諸如Java語言的編譯命令javac和解釋命令java等都是在這個路徑下，設置失敗，這些命令將無法找到。注意：Path路徑都是系統路徑，配置的過程中要小心，以防無意刪掉，最好先備份到文檔中。

⑶ 在【系統屬性】對話框中單擊【確定】按鈕，完成環境變量的設置，如下圖所示。

請注意，檢測環境變量是否配置成功，在命令行模式下，在任意目錄下用javac命令來檢驗，如果能輸出javac的用法提示，則說明配置成功，如下圖所示。

進入命令行模式的方法是，單擊Windows 7的【開始】菜單，在搜索框中輸入CMD命令，然后回車即可。

3. ClassPath的指定

ClassPath的設定對初學者來說，有一定的難度，容易配錯。如果說JAVA_HOME指定的是java命令的運行路徑的話，那么ClassPath指定的就是java加載類的路徑，只有類在ClassPath中，java命令才能找到它，并解釋它。

在Java中可以使用“set classpath”命令指定Java類的執行路徑。下面通過一個例子來了解一下classpath的作用，假設這里的“Hello.class”類位于“C:\”目錄下。

在“D:\”目錄下的命令行窗口執行下面的指令。

        set classpath=c:

之后在“D:\”目錄下執行“java Hello”命令，如下圖所示。

從上圖所示的輸出結果可以發現，雖然在“D:\”目錄中并沒有“Hello.class”文件，但是也可以用“java Hello”執行“Hello.class”文件。之所以會有這種結果，就是因為在“D:\”目錄中使用了“set classpath”命令，它把類的查找路徑指向了“C:\”目錄，在運行java時，會從ClassPath 中查找這個Hello類文件，而ClassPath 中包括了“C:\”，所以運行成功。

但是這樣的操作行命令操作模式，實際上又會造成一種局限：每一次啟動命令行窗口所設置的ClassPath都只是針對于當前命令行窗口有效。一旦重新開啟命令行窗口，或系統重啟，命令行臨時設置的ClassPath中變量值都丟失了。如果想“一勞永逸”，最好的辦法還是將ClassPath設置為環境變量。

⑴ 參照上一節中JAVA_HOME的配置，在【環境變量】對話框中，單擊【系統變量】下的【新建】按鈕，如下圖所示。新建一個環境變量，變量名為：CLASSPATH，變量值為：.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar。注意不要忽略了前面的 "." ，這里的小點“.”代表的是當前路徑，既然是路徑，自然也需要用分號“;”隔開。JDK的庫所在包即tools.jar，所以也要設置進ClassPath中。

⑵ 在按照步驟⑴設置后，如果在Java類（即.class）文件所存儲的當前路徑下，那么用“java+類名”方式解釋執行用戶類文件，這是沒有問題的。但是如果用戶更換了路徑，現在的“當前路徑”里沒有在.class文件，那么“java”就無法找到這個類文件。

這時，即使在命令行下給出.class文件所在的全路徑，java依然會出錯，這會讓初學者很困惑。下面具體說明，假設Java文件Hello.java存在在“D:\src\chap01\”路徑下，由于JAVA_HOME和Path環境變量正確，用戶可以正確編譯、運行，使用javac和java命令無誤，如下圖所示。

但是如果用戶切換了路徑，比如使用“cd”命令切換至“D:\src\”，再次用java運行Hello類文件，就會得到錯誤信息：“Error: Could not find or load main class TestJava2_1”，如下圖所示。這是因為Java在ClassPath里找不到Hello.class，因為現在的這個當前路徑（也就是那個“.”代表的含義）已經變更為“D:\src\”，而“D:\src\”路徑下確實沒有Hello.class這個文件。

所以如果想在任意路徑下執行用戶的類文件，就必須把用戶自己編譯出的類文件所在路徑，這里指的是“D:\src\chap01”，也加入到ClassPath中，并用分號“;”與前一個變量隔開，如下圖所示。

⑶ 最后，參照環境變量Path的配置，將環境變量CLASSPATH添加到Path的最后，如下圖所示。CLASSPATH是環境變量，在另外一個地方作為變量使用時，要用兩個%將該變量前后包括起來。

如果用戶原來的命令行終端窗口一直開啟著，則需要關閉再重啟命令行窗口，這是因為需要重新更新命令行窗口的環境變量。之后，就可以在任意路徑下執行用戶自己的類文件，如下圖所示。

1.4 享受安裝成果——開發第1個Java程序

本節視頻教學錄像：18分鐘

現在就自己來動手編寫一個Java的程序，親自感受一下Java語言的基本形式。需要說明的是， Java程序分為兩種形式：一種是網頁上使用的Applet程序（Java小程序），該程序可以嵌入在 HTML（標準通用標記語言的一個應用）頁中。另一種是Application程序（即Java應用程序），本書主要講解的是Java應用程序。下面就以Java應用程序為例，開始我們第1個Java程序。

【范例1-1】 編寫Hello.java程序。

        01 public class Hello
        02 {
        03   //main是程序的起點，所有程序由此開始運行
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06     //下面語句表示向屏幕上打印輸出“Hello World!”字符串
        07     System.out.println("Hello World!");
        08   }
        09 }

【運行結果】

將上面的程序保存為“Hello.java”文件。行號是為了讓程序便于被讀者（或程序員）理解而人為添加的，真正Java源代碼是不需要這些行號的。在命令行中輸入“javac Hello.java”，沒有錯誤后輸入“java Hello”。運行結果如下圖所示，顯示“Hello World!”。

Java程序運行的流程可用如右圖來說明：所有的Java源代碼（以.java為擴展名），通過Java編譯器javac （javac命令中字母c來自于compiler的首字母）編譯成字節碼，也就是以.class為擴展名的文件。然后利用命令java將對應的字節碼通過Java虛擬機（JVM）解釋為特定操作系統（如Windows、Linux等）能理解的機器碼，最終Java程序得以執行。

這里需要注意的是，此處的java命令在Windows操作系統下，不區分大小寫，諸如java 和JavA都是等同的。而在Linux等類UNIX系統下，由于區分大小寫，javac和java命令等的所有命令字符都必須小寫。

上面的程序如果暫時不明白也沒有關系，讀者只要將程序在任意純文本編輯器（如Windows下的記事本、Notepad++、Linux下的vim等均可）里敲出來，然后按照步驟編譯、執行就可以了。這里只是讓讀者對Java Application程序有一個初步印象，因為以后所有的內容都將圍繞Java Application程序進行。

下面我們來解讀一下這個Java小程序，讓讀者對Java程序有個初步的認知。更為詳細的知識點讀者可以參考后續相關章節進行學習。

第1行。public 是一個關鍵字，用于聲明類的權限，表明這是一個公有類（class），其他任何類都可以直接訪問它。class 也是Java的一個關鍵字，用于類的聲明，其后緊跟的就是類名，這里的類名稱是Hello。

第2行和第9行。這一對大括號{}標明了類的區域，在這個區域內的所有內容都是類的一部分。

第3行和第6行。這兩行為注釋行，可以提高程序的可讀性。注釋部分不會被執行。這種注釋屬于單行注釋，要求以雙斜線//開頭，后面的部分均為注釋。

第4行。這是一個main方法，它是整個Java程序的入口，所有的程序都是從public static void main(String args[])開始運行的，該行的代碼格式是固定的。String args[]不能漏掉，如果漏掉，在一些編輯器中，如Eclipse，該類不能被識別執行。另外String args[]也可以寫成String [] args，String為參數類型，表示為字符串型，args是arguments(參數)的縮寫。public 和static都是Java的關鍵詞，它們一起表明main是公有的靜態方法。void也是Java的關鍵詞，表明該方法沒有返回值。對于這些關鍵詞，讀者可以暫時不用深究，在后面的章節中會詳細講解main方法的各個組成部分。

第5行和第8行是main方法的開始和結束標志，它們聲明了該方法的區域，在{}之內的語句都屬于main方法。

第7行System.out.println是Java內部的一條輸出語句。引號內部的內容"Hello World !"會在控制臺中打印出來。

1.5 探秘Java虛擬機（JVM）

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在上一個小節中，我們看到Java編譯器——javac僅僅將源代碼編譯成.class文件，然后通過命令java將.class文件送往Java虛擬機（JVM），變成最終可執行的程序。下面我們就Java虛擬機的機制進行簡單的討論。

Java中的虛擬機的概念，可以看作是在機器和編譯程序之間加入了一層抽象的虛擬機器。這臺虛擬的機器在任何平臺上都提供給編譯程序一個共同的接口。編譯程序只需要面向虛擬機，生成虛擬機能夠理解的代碼，然后由解釋器來將虛擬機代碼轉換為特定系統的機器碼執行。在Java中，這種供虛擬機理解的代碼叫做字節碼（ByteCode），它不面向任何特定的處理器，只面向虛擬機。每一種平臺的解釋器是不同的，但是實現的虛擬機卻是相同的。

Java程序得以執行的環境稱之為Java運行時環境（Java Runtime Environment, 簡稱JRE），它由Java的虛擬機JVM和Java 的API構成。一個Java程序若想運行在Java虛擬機之中，源代碼的語句需由Java編譯器編譯成字節碼。字節碼本質上是一種標準化的可移植的二進制格式。該格式以Java類文件（.class）的形式存在。一個Java程序可有多個不同的.class文件構成。在早期發布大型的Java程序，通常把多個.class文件打包成一個發布文件.jar ，其擴展名來自于“java archive”（java 歸檔文件）的簡寫。

Java虛擬機在執行.class或jar文件時，使用到“即時編譯器”（JIT compiler，just-in-time compiler）?！凹磿r編譯器”是一個把Java的字節碼（包括需要被解釋的指令的程序）轉換成可以直接發送給處理器（processor）指令的程序。本質上，“即時編譯器”是Java程序的第二個編譯器，它能把通用的字節碼編譯成特定系統的機器指令代碼。但是這里的二次編譯，對用戶來說基本上是“透明的”—即它存在但用戶無需感知。

值得一提的是，另外一種網絡編程常見語言—Python，也可以通過jpython（Python的純java實現版本）編譯后，同樣也生成Java編譯生成一樣的字節碼，從而也大大提供了該類程序的可移植性。但python不在本書討論的范圍。

1.6 高手點撥

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1. 注意Java相對C++的一些特性

由于Java語言的設計者十分熟悉C++語言，所以在設計時很好地借鑒了C++語言?？梢哉f， Java語言是比C++語言“更加面向對象”的一種編程語言。Java語言的語法結構與C++語言的語法結構十分相似，這使得C++程序員學習Java語言更加容易。

如果讀者是從C++過渡而來的Java學習者，那么下面幾個特性值得讀者注意。

⑴ 提供了對內存的自動垃圾回收（Garbage Collection），程序員無需在程序中進行分配、釋放內存，那些可怕的內存分配錯誤不會再打擾設計者了。

⑵ 去除了C++語言中容易出錯的“指針”，而是用諸如“引用（reference）”的方法來取而代之。避免了賦值語句（如a = 3）與邏輯運算語句（如a = = 3）的混淆。

⑶ 取消了多重繼承這一復雜的概念。多重繼承會導致類中數據成員的“二義性”等問題，從而使得類的訪問結構非常復雜。

2. 重視Java官網的文檔

Java 7的語言規范（The Java? Language Specification Java SE 7 Edition）是公開的，可在Oracle的官方網站上下載（http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/jls7.pdf）。閱讀Java語言的規范是提高技術水平的好方法。

3. 如何在命令行模式下正確運行Java類文件

使用javac編譯java源代碼生成對應的.class文件，比如，范例1-1所示的Hello.class，然后用java來運行這個類文件，初學者很容易犯錯，最有可能得到如下錯誤信息。

        Error: Could not find or load main class Hello.class

產生這種錯誤的原因通常有兩個。

⑴ Java環境變量JAVA_HOME及ClassPath設置不正確，在設置環境變量時，在前一個環境變量前一定要用分號“;”以此區分不同的環境變量。同時要把當前目錄“.”放進環境變量中。這里的一個小點“.”代表的就是class類文件所在的當前目錄。

⑵ 有可能初學者在命令行模式下按如下方式來運行這個類文件。

        java Hello.class

而正確的方式為：

        java Hello

也就是說，java操作的對象雖然是類文件，但是卻無需類文件的擴展名.class。

4. 正確保存Java的文件名

對于包括public類名的Java源程序，在保存時，初學者需要注意該源程序的名稱需要和public類名稱保持完全一致，如下所示的一個類。

        public class Hello

這個公有類名名稱為Hello，那么這個類所在的源文件必須保存為Hello.java，由于Java語言是區分大小寫的，保存的Java文件名（除了擴展名.java）必須和公有類的名稱一致，包括大小寫也一致。例如，如果公有類的名稱為HEllo，而文件保存為Hello.java，雖然二者僅有一個字符“E”的在大小寫上有差異，但依然無法通過編譯，會得到如下錯誤。

        error: class HEllo is public, should be declared in a file named HEllo.java
        public class Hello
        1 error

上述錯誤信息的第一句就是提示包含公有類HEllo的文件，應保存的文件名為HEllo.java，而不是目前保存的Hello.java。

需要注意的是，對于沒有包括public類的源文件，源文件的名稱和非public類的名稱可以不相同。

1.7 實戰練習

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編寫一個Java程序，運行后在控制臺中輸出“不拋棄,不放棄。Java, I am coming!”。