學習Java從哪裡開始

Java語言

Java不僅是一種程式語言，而且是一個具有廣泛功能的完整軟體平台。該平台的主要組件是：

• 用於編寫和運行 Java 程式的基本工具。
• 庫和類別是該語言的核心。它們提供核心 Java 程式功能：異常處理、多執行緒、集合、日誌記錄、反射、安全性、網路、XML、序列化、正規表示式。
• 用於部署和自動啟動應用程式的工具。
• 用於建立前端的工具（GUI、使用者介面）。這些是 JavaFX、Swing 和 Java2D 函式庫的類別。
• 用於透過網路遠端使用資料庫的程式庫，例如 JDBC、JNDI、RMI 和 Java RMI-IIOP。

如果您想了解有關 Java 類別和工具的更多信息，請閱讀Oracle 文件- 一切都在那裡。Java JDK 1.0 的第一個版本「僅」包含數百個類別。但現在他們的數量已經增加到了數千人。在該語言的整個生命週期中，作者進行了大量的更改，以提高其安全性、功能性和可移植性。由於開發人員對語言的不斷改進和支持，Java 始終與 IT 技術的發展保持同步。現在我們面前有一種現代語言，它的主要特徵是：

• 進入門檻低。
  Java 比大多數具有類似 C 語法的語言更容易學習。

• 面向對象。
  Java 程式是圍繞物件及其互動構建的，這使您可以充分利用 OOP。

• 可移植性。
  透過使用解釋器（Java 虛擬機器），程式可以移植到各種平台和裝置。

• 平台獨立性
  為一個平台用 Java 編寫的程式被編譯成可以在其他平台上運行的中間字節碼，這要歸功於每個平台的 JVM 的解釋​​。

• 高級多線程。
  Java 特性可讓您控制多個執行緒的執行，從而允許您建立多執行緒應用程式。

• 安全。
  由於 JVM 中內建的字節碼驗證、Java 缺乏手動記憶體管理、堆疊溢位檢測以及允許您控制安全性的各種 API 的存在，您可以使用這種語言建立真正安全的應用程式。

• 容錯性。
  無論是在編譯期間還是在直接執行期間，異常機制都增加了程式的容錯能力並減少了錯誤的數量。

• 可解釋性。
  Java 解譯器可以在任何具有 JVM 和 JRE 的機器上執行 Java 字節碼。

• 分配。
  Java 具有用於建立分散式應用程式的工具。

• 表現。JIT（即時）編譯器
  的使用確保了應用程式的高速運行，其速度可與 C 和 C++ 語言相媲美。

此流程圖清楚地展示了步驟的順序：

在您的電腦上安裝 Java

我們已經發現，當我們從頭學習Java時，第一步就是安裝JDK。為此，您需要執行一些簡單的操作：

1. 造訪Oracle網站。
2. 根據您的作業系統選擇並下載安裝檔。
3. 按照安裝程式的說明完成安裝。
4. 如果您使用的是 Windows，請設定環境變數。

這裡以Windows作業系統的JDK安裝和環境變數 為例進行說明。

基本定義

如果你剛開始學習Java，你一定會遇到以下術語： JVM（Java Virtual Machine）－Java虛擬機器。它是一個特定於平台的軟體模組，用於將原始字節碼解釋為機器代碼並執行它。 JRE（Java 執行環境）－Java 執行環境。包括 JVM 的特定於平台的實作以及運行 Java 程式所需的一組庫。 JDK（Java Development Kit）是一套以Java編寫程式必備的開發工具。包括編譯器、JRE、一組標準 Java 函式庫、文件和各種實用程式。 原始碼是 Java 中擴展名為 .java 的文字檔案。 字節碼是與機器無關的低階程式碼，是 JVM 的一組指令。 機器碼是一組由處理器直接執行的二進位格式的機器指令。 編譯是將原始碼轉換為字節碼。 解釋- 將字節碼轉換為機器代碼。 平台是執行程式和應用程式的硬體和軟體環境。最受歡迎的平台是 Microsoft Windows、Linux、Solaris OS 和 Mac OS。這張圖將幫助你更能理解JVM、JRE和JDK的概念：

程式生命週期

Java 程式的生命週期從以文字格式編寫原始程式碼開始。通常，為此使用特殊的開發環境 -整合開發環境 (IDE)，但簡單的程式也可以在文字編輯器中輸入，甚至可以在任何版本的 Windows 作業系統附帶的記事本中輸入。原始碼必須儲存到擴展名為 .java 的檔案中。範例程式HelloWorld.java：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("This is my first program");
    }
}

在執行該原始程式碼之前，必須使用編譯器將其編譯為字節碼。編譯器是實用程序，是 JDK 的一部分。作為其工作的結果，我們將收到一個擴展名為 .class 的檔案。它包含字節碼——JVM 的指令，其格式類似於彙編語言。我們的HelloWorld.java程式將會編譯成HelloWorld.class檔。Java平台不提供編輯字節碼的工具，但您仍然可以查看它。若要查看 Java 程式的字節碼是什麼，可以使用 JDK 中包含的 javap 反組譯實用程式。你好世界。類別將包含如下字節碼：

Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
0: getstatic #2//Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc       #3// String This is my first program
5:invokevirtual#4//Methodjava/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
}

我們的程式現在以編譯的形式儲存在 HelloWorld.class 檔案中。要在任何平台上運行它，您需要安裝 JRE。透過使用 JVM，可以確保 Java 程式向任何平台的可移植性。 程式的執行是Java虛擬機器對字節碼的執行。程式由 java 實用程式執行，這要求您指定編譯檔案的名稱。執行按以下順序發生：

1. JVM 在電腦的 RAM 中運作。本質上，這是一個用來執行我們所寫的Java程式的程式。
2. 使用初始類別載入器，JVM 在電腦記憶體中載入並初始化我們的類別。在我們的範例中，這是 類別HelloWorld。
3. 接下來，在我們的類別中，JVM 會尋找public static void main(String[]).
4. 方法代碼被執行main。如果程式執行需要這樣做，則會載入並初始化其他類別。
5. 程式碼執行後，會進行垃圾回收－記憶體被清除，JVM程式被關閉。

執行所有這些操作時，JVM 將字節碼解釋（轉換）為處理器的機器指令，同時考慮執行該指令的作業系統。Java程式的生命週期可以示意性地表示如下：

選擇並安裝開發環境

為了快速有效地使用 Java 進行編程，您需要一個開發環境——用於編寫 Java 程式的應用程式。Java 開發人員中 最受歡迎的IDE是：

• 智慧IDEA
• 蝕
• 網豆

根據RebelLabs 準備的 Java 開發工具流行度調查顯示，2017 年IntelliJ IDEA成為領先者，Eclipse 排名第二，NetBeans 排名第三，明顯落後於兩位領先者。其他IDE的份額較小，且不超過總量的3%。可以在此處找到這些 IDE 的詳細比較評論。對於初學者來說，安裝IntelliJ IDEA社群版就足夠了。首先，您將獲得現代IDE的所有優點，例如：提示、程式碼檢查、偵錯程式碼的能力、與資料庫、伺服器的方便整合以及對許多開發工具和技術的支援。其次，您將踏出掌握大多數開發人員使用的專業開發工具的第一步。JavaRush 線上培訓課程第三級的開始部分提供了安裝 IntelliJ IDEA 的說明。

結論

當我們自學Java時，事實證明實踐比理論更容易。為此，個人電腦使用者層級的知識就足夠了。要有效地開始學習 Java，請遵循幾個簡單的步驟：

1. 在您的電腦上安裝 Java
2. 學習基本概念
3. 設定您的開發環境
4. 編寫並運行您的第一個程式。