Java零基础入门-初识java！
今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。
我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。
小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！
前言
Java 是一种高层次的编程语言，自 1995 年发布以来，一直在软件开发领域中占据重要地位。其简洁的语法、跨平台的可移植性以及丰富的标准库使其成为开发者的首选工具。Java 既适合初学者，也深受资深开发者的喜爱，因为它在各种领域中提供了强大的功能支持。
Java 被设计为一种一次编写、随处运行（“Write Once, Run Anywhere”）的语言，这意味着用 Java 编写的程序可以在各种操作系统上运行，而无需修改代码。本文旨在为读者提供对 Java 编程语言的全面介绍，涵盖其历史、核心优点以及广泛的应用领域。
摘要
本文将详细探讨以下内容：
- Java 的历史与演变
- Java 的核心优点与特性
- Java 的广泛应用领域及实际案例
- Java 编程的基本示例与代码介绍
Java 的历史
Java 语言由 Sun Microsystems 的 James Gosling 和他的团队在 1990 年代初期开发，最初的目标是为嵌入式设备创建一种新的编程语言。然而，随着互联网的兴起，Java 迅速发展为一种广泛应用于 Web 开发的编程语言。
Java 最早在 1995 年以 Oak 的名义发布，后来改名为 Java，因为 Oak 已经被注册为另一种语言的商标。Java 的设计初衷是提供一种安全、可移植、高效的编程语言，能够适应不断变化的互联网环境。
Java 版本演变
Java 自发布以来，经历了多次版本更新，每个版本都引入了新的特性和改进：
- Java 1.0 (1996)：推出第一个正式版本，提供了核心的 API，支持 applet 和 GUI 编程。
- Java 2 (J2SE 1.2, 1998)：引入了 Swing GUI 工具包和集合框架，增强了企业级应用的支持。
- Java 5 (J2SE 5.0, 2004)：添加了泛型、自动装箱/拆箱、增强的 for 循环等功能，极大地简化了代码编写。
- Java 8 (2014)：引入了 Lambda 表达式、Streams API 和新的日期/时间 API，大大增强了 Java 的功能性编程能力。
- Java 17 (2021)：作为长期支持版本，引入了多个新的语言特性和性能优化，继续巩固了 Java 在现代开发中的地位。
Java 的优点
Java 的优点不仅体现在其简洁的语法和强大的功能上，更在于它的生态系统和开发者社区的支持。以下是 Java 的一些核心优点：
1. 简单易学
Java 的语法设计简洁且直观，易于学习。它抛弃了 C++ 中复杂的指针和多重继承机制，采用了更为简单的对象模型。这使得新手开发者可以更快上手，而不必陷入复杂的语言细节中。
2. 可移植性
Java 的跨平台特性是其最大的优点之一。通过 Java 虚拟机 (JVM)，Java 程序可以在任何支持 JVM 的操作系统上运行，而不需要重新编译。这意味着同一个 Java 程序可以在 Windows、macOS、Linux 等不同平台上无缝运行。
3. 安全性
Java 在设计上强调安全性，特别是在网络环境中。它有着严格的内存管理，防止内存泄漏和非法内存访问。Java 还提供了内置的安全机制，如字节码验证、权限控制等，以确保代码的执行安全。
4. 面向对象
Java 是一种纯面向对象的编程语言，所有内容都是对象。这种面向对象的特性使得代码具有高度的可重用性和可维护性，尤其在大型系统开发中，面向对象的设计模式能够有效地组织和管理复杂的代码结构。
5. 强大的工具支持
Java 拥有丰富的开发工具和框架支持。例如，Eclipse 和 IntelliJ IDEA 是两款非常流行的集成开发环境 (IDE)，它们提供了强大的代码编辑、调试和测试功能。Java 的生态系统中还有大量的库和框架，如 Spring、Hibernate、Maven 等，大大简化了开发过程。
6. 线程支持
Java 从一开始就支持多线程编程，这使得开发者可以轻松编写高效的并发程序。Java 提供了丰富的线程管理 API，并且从 Java 5 开始，引入了更为高级的并发工具类库，如 java.util.concurrent 包，使多线程编程更加容易和安全。
Java 的应用领域
Java 作为一种通用编程语言，已经在许多领域得到了广泛应用。以下是一些典型的应用领域：
1. 桌面应用程序
Java 在桌面应用程序开发中有着广泛的应用，尤其是在需要跨平台运行的场景中。许多大型桌面应用程序都是用 Java 编写的，例如：
- Eclipse：一个流行的 Java 集成开发环境，支持多种编程语言。
- NetBeans：另一个强大的 Java 开发工具，支持多种语言和框架。
- Apache OpenOffice：一个开源办公套件，支持文字处理、电子表格和演示文稿等功能。
2. Web 应用程序
Java 是开发企业级 Web 应用程序的首选语言之一。Java EE（企业版）提供了丰富的 API 和框架，用于开发大规模、分布式、多层次的 Web 应用程序。典型的 Java Web 框架包括：
- Spring Framework：一个广泛使用的企业级应用开发框架，提供了全面的解决方案，包括依赖注入、事务管理、MVC 架构等。
- JavaServer Faces (JSF)：一个用于构建用户界面的 Java Web 应用框架。
- Apache Struts：一个基于 MVC 模式的开源框架，用于构建 Web 应用程序。
3. 移动应用程序
在移动开发领域，Java 是 Android 开发的主要编程语言。通过使用 Android SDK，开发者可以轻松地使用 Java 编写 Android 应用程序。Android 是世界上最流行的移动操作系统，Java 的广泛应用也让它成为移动开发的重要工具。
4. 嵌入式设备
Java 在嵌入式系统开发中也有着重要应用。由于 Java 的可移植性和小型 JVM（如 Java ME）的存在，它可以运行在各种嵌入式设备上，如智能卡、机顶盒、工业控制系统等。这使得 Java 成为物联网 (IoT) 领域的一股强大力量。
5. 游戏开发
虽然 C++ 在高性能游戏开发中更为常见，但 Java 也被用于开发许多流行的游戏，尤其是跨平台的在线游戏。Java 的高可移植性和强大的网络通信能力使其成为开发多人在线游戏的理想选择。例如：
- Minecraft：一款由 Mojang Studios 开发的沙盒游戏，是用 Java 编写的，已成为世界上最畅销的游戏之一。
- Runescape：一款使用 Java 开发的多人在线角色扮演游戏 (MMORPG)，曾拥有大量的玩家群体。
6. Web 服务器和中间件
Java 在服务器端技术中占有重要地位，许多 Web 服务器和中间件软件都是用 Java 编写的。Java 提供了稳定、高效的环境来运行大型企业级应用程序，例如：
- Apache Tomcat：一个开源的 Web 服务器和 Servlet 容器，支持 Java Servlet 和 JSP。
- JBoss：一个开源的 Java EE 应用服务器，支持企业级应用的部署和管理。
- Spring Boot：一个基于 Spring Framework 的框架，用于快速构建独立、生产级的 Spring 应用程序。
Java 编程基础示例
为了展示 Java 的基本语法和编程结构，我们提供了一个简单的 “Hello, World!” 示例。这是每个编程语言的经典入门示例。
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, World!");
}
}
代码方法介绍
在这个简单的 Java 代码中，我们定义了一个名为 HelloWorld 的类，并在其中定义了一个名为 main 的方法。main 方法是 Java 应用程序的入口点，当程序运行时，JVM 会从 main 方法开始执行代码。
在 main 方法中，我们使用了 System.out.println() 方法来输出 “Hello, World!” 到控制台。这是 Java 中的一个标准输出方法，用于在控制台打印信息。
扩展示例：用户输入和条件判断
在了解了基本的 Java 语法后，我们可以扩展这个示例，添加一些用户输入和条件判断的功能，以进一步展示 Java 的灵活性和功能性。
import java.util.Scanner;
public class Greeting {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个 Scanner 对象用于获取用户输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 提示用户输入他们的名字
System.out.print("请输入您的名字: ");
String name = scanner.nextLine();
// 使用条件判断对不同的输入作出反应
if (name.equalsIgnoreCase("Alice")) {
System.out.println("你好, Alice! 欢迎回来!");
} else if (name.equalsIgnoreCase("Bob")) {
System.out.println("你好, Bob! 好久不见!");
} else {
System.out.println("你好, " + name + "! 很高兴见到你!");
}
// 关闭 Scanner 对象
scanner.close();
}
}
代码方法介绍
-
导入
Scanner类：我们首先导入了java.util.Scanner类，这个类用于从键盘获取用户输入。Scanner是 Java 提供的一个非常方便的工具，适用于各种输入场景。 -
创建
Scanner对象：在main方法中，我们创建了一个Scanner对象scanner，它会监听来自控制台的用户输入。 -
获取用户输入：使用
scanner.nextLine()获取用户输入的字符串，并将其存储在变量name中。 -
条件判断：我们使用
if-else语句，根据用户输入的名字进行条件判断，并作出不同的回应。equalsIgnoreCase()方法用于比较两个字符串是否相等，而忽略大小写差异。 -
关闭
Scanner对象：在使用完Scanner对象后，我们调用scanner.close()方法关闭它，以释放资源。
测试用例
为了验证上面的代码是否正常工作，我们可以创建一些测试用例：
- 输入 “Alice”：程序应该输出 “你好, Alice! 欢迎回来!”。
- 输入 “Bob”：程序应该输出 “你好, Bob! 好久不见!”。
- 输入其他名字：程序应该输出 “你好, [name]! 很高兴见到你!”，其中
[name]是用户输入的名字。
可以通过以下步骤运行代码：
- 将代码复制到一个新的 Java 文件中，例如
Greeting.java。 - 在终端或命令提示符中编译代码：
javac Greeting.java。 - 运行编译后的程序：
java Greeting。 - 根据提示输入不同的名字，查看程序的输出。
Java 的高级特性与应用
在掌握了 Java 的基础知识后，可以进一步探索其高级特性，这些特性使得 Java 在处理复杂应用场景时依然得心应手。
1. 泛型（Generics）
Java 的泛型机制允许开发者在编写类、接口和方法时能够使用类型参数。这种类型参数在使用时才指定，增强了代码的灵活性和类型安全性。例如，使用泛型可以创建类型安全的集合，如 ArrayList<T>，避免了强制类型转换带来的潜在错误。
import java.util.ArrayList;
public class GenericsExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个只允许存储字符串的 ArrayList
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 添加字符串到列表中
list.add("Hello");
list.add("World");
// 遍历并输出列表中的每个元素
for (String item : list) {
System.out.println(item);
}
}
}
代码解析：
针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。
这段 Java 代码展示了泛型在集合类中的使用，特别是 ArrayList。以下是代码的详细解释：
-
GenericsExample类定义了一个main方法，这是 Java 程序的入口点。 -
在
main方法中，首先创建了一个ArrayList的实例list，并指定了泛型类型为String。这意味着这个ArrayList只能存储String类型的对象。 -
接着，代码使用
add方法向list中添加了两个字符串元素"Hello"和"World"。 -
然后，代码使用一个 for-each 循环遍历
list中的每个元素，并使用System.out.println方法打印出每个字符串。
当这段代码被编译和运行时，它将输出以下结果：
Hello
World
这些输出表明字符串 "Hello" 和 "World" 已经被成功添加到 ArrayList 中，并且通过遍历输出了列表中的每个元素。
使用泛型的好处是编译时类型安全。在上述代码中，如果尝试将非字符串类型的元素添加到 list 中，编译器将会报错。这样可以避免在运行时出现类型转换错误，提高代码的安全性和可读性。
2. 多线程与并发
Java 的多线程支持使得开发者可以编写并发程序，提高应用程序的性能。Java 提供了多种并发工具和库，例如 java.util.concurrent 包，它包含了线程池、并发集合、原子变量等工具。
public class MultiThreadingExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建两个线程并启动
Thread thread1 = new Thread(new Task("Task 1"));
Thread thread2 = new Thread(new Task("Task 2"));
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class Task implements Runnable {
private String taskName;
public Task(String taskName) {
this.taskName = taskName;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
System.out.println(taskName + " - iteration " + i);
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟工作，线程休眠 1 秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
在这个示例中，我们创建了两个线程，它们分别执行不同的任务。通过使用 Thread.sleep() 方法，我们可以模拟长时间的任务执行。这种多线程的设计使得 Java 程序可以更高效地利用系统资源。
代码解析：
针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。
这段 Java 代码使用 Java 的反射 API 来获取 String 类的所有声明方法，并打印出这些方法的名称。以下是代码的详细解释：
-
ReflectionExample类定义了一个main方法，这是 Java 程序的入口点。 -
在
main方法中，首先使用Class.forName方法来获取String类的Class对象。Class.forName方法接受一个类的全限定名（包括包名）作为字符串参数，并返回该类的Class对象。在这个例子中，它获取了java.lang.String类的Class对象。 -
接着，代码调用
Class对象的getDeclaredMethods方法来获取String类声明的所有方法，包括公共的、保护的、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。这个方法返回一个Method对象数组。 -
然后，代码使用一个 for-each 循环遍历
Method对象数组，并打印出每个方法的名称。方法名称是通过调用Method对象的getName方法获得的。 -
最后，代码包含一个
try-catch块来捕获并处理ClassNotFoundException，这个异常可能在Class.forName方法无法找到指定的类时抛出。
当这段代码被编译和运行时，它将输出 String 类声明的所有方法的名称。这些方法包括 toString、length、charAt 等。
请注意，由于 String 类有很多方法，输出可能会非常长。此外，由于反射可能会影响应用程序的性能，并且可能会破坏封装性，因此在实际编程中应谨慎使用。
如果在运行时出现 ClassNotFoundException，异常的堆栈跟踪将被打印到控制台，这有助于调试和确定问题所在。
3. 反射机制
反射是 Java 提供的一种强大功能，允许程序在运行时检查或修改自身的结构，例如获取类的属性、方法以及构造函数等。反射在框架开发中广泛使用，例如 Spring 框架通过反射机制动态注入依赖，实现了高度的灵活性。
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 获取 String 类的 Class 对象
Class<?> stringClass = Class.forName("java.lang.String");
// 获取所有定义的方法
Method[] methods = stringClass.getDeclaredMethods();
// 输出方法名称
for (Method method : methods) {
System.out.println(method.getName());
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
通过反射，我们可以动态地获取类的信息并操作它们。上面的代码示例展示了如何使用反射获取 String 类中定义的所有方法的名称。
代码解析：
针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。
这段 Java 代码使用 Java 反射 API 来获取 String 类的所有方法，并打印出这些方法的名称。以下是代码的详细解释：
-
ReflectionExample类定义了一个main方法，这是 Java 程序的入口点。 -
在
main方法中，首先使用Class.forName方法获取String类的Class对象。Class.forName方法接受一个类的全限定名（包括包名）作为字符串参数，并返回该类的Class对象。在这个例子中，它获取了java.lang.String类的Class对象。 -
接着，代码调用
Class对象的getDeclaredMethods方法来获取String类声明的所有方法，包括公共的、保护的、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。这个方法返回一个Method对象数组。 -
然后，代码使用一个 for-each 循环遍历
Method对象数组，并打印出每个方法的名称。方法名称是通过调用Method对象的getName方法获得的。 -
最后，代码包含一个
try-catch块来捕获并处理ClassNotFoundException，这个异常可能在Class.forName方法无法找到指定的类时抛出。
当这段代码被编译和运行时，它将输出 String 类声明的所有方法的名称。这些方法包括 toString、length、charAt 等。
请注意，由于 String 类有很多方法，输出可能会非常长。此外，由于反射可能会影响应用程序的性能，并且可能会破坏封装性，因此在实际编程中应谨慎使用。
如果在运行时出现 ClassNotFoundException，异常的堆栈跟踪将被打印到控制台，这有助于调试和确定问题所在。
全文小结
本文从 Java 的历史和基本特性开始，深入探讨了 Java 的多线程、泛型和反射等高级特性。Java 是一种功能强大、用途广泛的编程语言，能够胜任从简单到复杂的各种开发任务。通过学习 Java，开发者不仅能掌握一种编程语言，还能深入理解面向对象编程的核心思想，并应用到实际开发中。
Java 的广泛应用和强大的工具支持，使其在现代软件开发中始终占据重要位置。无论你是初学者还是资深开发者，Java 都是一个值得深入学习和应用的编程语言。
希望这些扩展内容能帮助你更好地展示 Java 的优势和应用领域。如果有需要进一步调整或补充的地方，请随时告诉我。
… …
文末
好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。
… …
学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！
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