ITjob就業(yè)培訓(xùn)java教材

../第一章：Java開始學(xué)習(xí)目標(biāo)Java技術(shù)的組成Java虛擬機(jī)的主要功能JAVA內(nèi)存垃圾自動(dòng)回收機(jī)制運(yùn)行代碼的步驟編寫、編譯并運(yùn)行簡(jiǎn)單Java應(yīng)用程序Java歷史1991年，電視機(jī)，機(jī)頂盒，錄象機(jī)的開發(fā)設(shè)計(jì)需要一種可移植、方便、高效的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。為了滿足這種需求，由Sun公司的PatrickHaughton和JamesGosling領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)小組開發(fā)了JAVA。上世紀(jì)九十年代中期，Sun推出了SunJavaDevelopmentToolkits1.0，簡(jiǎn)稱JDK1.0。JDK1.0是一個(gè)功能強(qiáng)大的軟件包，可以用來(lái)開發(fā)小應(yīng)用程序和多種操作系統(tǒng)（SunSolaris，WindowsNt，Windows95，Macintosh）的應(yīng)用程序。1998年Sun推出Java2Platform，它定義了所有Java技術(shù)的概念和標(biāo)準(zhǔn)，即包括已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)也包括尚未實(shí)現(xiàn)的技術(shù)；即包括Sun的實(shí)現(xiàn)的，也包括其它公司的實(shí)現(xiàn)。目前，Java2SDK1.6是Java2Platform的最新定義。這個(gè)定義又可以細(xì)分為四個(gè)版本：標(biāo)準(zhǔn)版：J2SE(JavaSE)，用于開發(fā)普通的小應(yīng)用程序和應(yīng)用程序。它是我們這門課程要講述的內(nèi)容。（JavaSE的體系結(jié)構(gòu)）企業(yè)版：J2EE(JavaEE)，用于企業(yè)級(jí)應(yīng)用。微型版：J2ME(JavaME)，用于開發(fā)移動(dòng)，機(jī)頂盒，個(gè)人數(shù)字設(shè)備等。JavaCard：適用于智能卡的Java平臺(tái)。（Java各版本應(yīng)用領(lǐng)域）Java技術(shù)概述任何復(fù)雜的事物都可以分解成一些相對(duì)簡(jiǎn)單的組成部分。Java作為一門豐富而復(fù)雜的新技術(shù)，它由下列這些技術(shù)層面組成：Java編程語(yǔ)言：定義變量、表達(dá)式、邏輯控制等基本規(guī)則。Java類庫(kù)：Java軟件工具包（SDK）為程序員提供了幾千個(gè)類，包括基本的數(shù)學(xué)函數(shù)、數(shù)組和字符串、窗口，GUI，I/O，網(wǎng)絡(luò)等。Java運(yùn)行環(huán)境：包括Java字節(jié)代碼的加載器、校驗(yàn)器以與Java虛擬機(jī)。Java虛擬機(jī)：Java技術(shù)出于跨平臺(tái)，可移植的考慮，沒有將程序的源代碼編譯連接成CPU的指令序列，直接交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行。Java技術(shù)在不同的硬件，不同的操作系統(tǒng)之上，定義了完全一樣的支持Java程序運(yùn)行的虛擬計(jì)算機(jī)。Java源程序被編譯成字節(jié)（byte）代碼，編譯后的文件名后綴是.class文件，增加一段解說(shuō)在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行。增加一段解說(shuō)Java工具：編譯器，注釋器（interpreter），文檔生成器等工具。Java小應(yīng)用程序：小應(yīng)用程序（Applets）是一種貯存于WWW服務(wù)器上的用Java編寫的程序，它通常由瀏覽器下載到客戶系統(tǒng)中，并通過(guò)支持Java運(yùn)行環(huán)境的瀏覽器運(yùn)行。它由超文本標(biāo)識(shí)語(yǔ)言（HTML）的Web頁(yè)來(lái)調(diào)用。Java應(yīng)用程序：JavaApplications是一種獨(dú)立的程序，它不需要任何Web瀏覽器來(lái)執(zhí)行。它們是普通的應(yīng)用程序；應(yīng)改為逗號(hào)可運(yùn)行于任何具備Java運(yùn)行環(huán)境的設(shè)備中。應(yīng)改為逗號(hào)其它Java程序：JavaBean,Servlet,JSP等。Java技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)Java技術(shù)取得今天這樣的成就，依賴于這門技術(shù)的先進(jìn)性，Java技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、健壯：java=(c++)--++，繼承了c++語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，去掉了c++的難點(diǎn)，又加入了新的特性;許多高級(jí)語(yǔ)言都要由程序員進(jìn)行指針運(yùn)算和存儲(chǔ)器管理。這項(xiàng)工作即復(fù)雜又容易出錯(cuò)。Java不需要程序員進(jìn)行指針運(yùn)算和存儲(chǔ)器管理，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，減少了出錯(cuò)的可能性。面向?qū)ο螅篔ava是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。與面向過(guò)程的語(yǔ)言相比，面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言更能反映人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)和處理模式，具有良好的代碼重用性。處理復(fù)雜、龐大而且不斷變化的信息系統(tǒng)，必須使用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。分布式：目前，在所有軟件產(chǎn)品中，僅供單個(gè)計(jì)算機(jī)使用的單機(jī)版軟件所占的比例越來(lái)越小。大多數(shù)軟件都可以運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。Java擁有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)象庫(kù)（TCP/IP,,FTP等），可以象錯(cuò)別字，改為像訪問(wèn)當(dāng)?shù)匚募粯釉L問(wèn)Internet上的對(duì)象。錯(cuò)別字，改為像改進(jìn)的解釋性：為彌補(bǔ)解釋語(yǔ)言速度較慢的不足，Java采用預(yù)編譯的辦法，將源程序生成字節(jié)代碼，減輕運(yùn)行時(shí)的解釋工作。另一方面，有些Java運(yùn)行環(huán)境采用Just-In-Time(JIT)編譯器將字節(jié)代碼編譯成機(jī)器碼直接運(yùn)行，這種運(yùn)行環(huán)境對(duì)于重復(fù)執(zhí)行的服務(wù)器端軟件特別有效，可以達(dá)到C語(yǔ)言的速度。安全：Java語(yǔ)言在編譯時(shí)刪除了指針和內(nèi)存分配，在運(yùn)行時(shí)檢查字節(jié)代碼，拒絕執(zhí)行非法的內(nèi)存訪問(wèn)，超越權(quán)限的訪問(wèn)等?？梢苑烙诳凸簟Ｆ脚_(tái)無(wú)關(guān)：Java通過(guò)采用虛擬機(jī)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了與平臺(tái)無(wú)關(guān)。Java軟件是真正跨平臺(tái)可移植的。編譯過(guò)的JAVA文件，即可以在windowns上運(yùn)行，也可以Linux、Unix等系統(tǒng)上運(yùn)行。加一段文字解說(shuō)加一段文字解說(shuō)多線程：允許一個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)做多個(gè)任務(wù)。動(dòng)態(tài)性：Java允許下載代碼模塊，因此，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)也能動(dòng)態(tài)升級(jí)。高性能：經(jīng)過(guò)實(shí)際的綜合評(píng)測(cè)得出結(jié)論，Java是高性能的。Java虛擬機(jī)Java虛擬機(jī)在Java運(yùn)行環(huán)境中處于核心地位。Java虛擬機(jī)使Java語(yǔ)言可以跨多種平臺(tái)運(yùn)行，保障了SUN提出的"writeonce,runanywhere"的特性，其組成為：指令集（中央處理器［CPU］寄存器類文件格式棧垃圾收集堆存儲(chǔ)區(qū)Java虛擬機(jī)隱藏了計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)的復(fù)雜性。改為逗號(hào)使我們只面對(duì)單一的支持Java的計(jì)算機(jī)。當(dāng)我們寫好Java源程序后，使用編譯器將源代碼轉(zhuǎn)換成JVM的指令序列（字節(jié)代碼），保存為.class文件增加文件。執(zhí)行Java程序時(shí)，JVM負(fù)責(zé)解釋字節(jié)代碼，JVM的指令轉(zhuǎn)換成真實(shí)的機(jī)器指令，并執(zhí)行。改為逗號(hào)增加文件自動(dòng)內(nèi)存回收（垃圾收集）垃圾回收就是將程序不再使用的內(nèi)存塊釋放出來(lái)，以提供給其它程序使用。程序運(yùn)行時(shí)需要占用一定內(nèi)存空間，當(dāng)程序退出后應(yīng)該把占用的內(nèi)存釋放，在c,c++語(yǔ)言中由程序保證內(nèi)存的釋放，但如果程序員忘記釋放內(nèi)存，就會(huì)在內(nèi)存中“垃圾”增多，影響其它程序運(yùn)行；Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)自動(dòng)垃圾回收處理，減輕了程序員的負(fù)擔(dān)，杜絕了因內(nèi)存管理而導(dǎo)致的程序中的問(wèn)題。程序員可以建議垃圾回收，通過(guò)調(diào)用System.gc()實(shí)現(xiàn)。常見垃圾收集機(jī)制介紹JVM中內(nèi)存劃分為：堆棧（Stack）、堆（Heap）、靜態(tài)存儲(chǔ)（Static）大多數(shù)垃圾收集使用了根集(rootset)這個(gè)概念；所謂根集就量錯(cuò)別字，改為是正在執(zhí)行的Java程序可以訪問(wèn)的引用變量的集合(包括局部變量、參數(shù)、類變量)，程序可以使用引用變量訪問(wèn)對(duì)象的屬性和調(diào)用對(duì)象的方法。垃圾收集首選需要確定從根開始哪些是可達(dá)的和哪些是不可達(dá)的，從根集可達(dá)的對(duì)象都是活動(dòng)對(duì)象，它們不能作為垃圾被回收，這也包括從根集間接可達(dá)的對(duì)象。而根集通過(guò)任意路徑不可達(dá)的對(duì)象符合垃圾收集的條件，應(yīng)該被回收。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是沒有任何引用指向這塊內(nèi)存空間，該空間的內(nèi)存就可以被回收。增加一段文字說(shuō)明錯(cuò)別字，改為是增加一段文字說(shuō)明引用計(jì)數(shù)法(ReferenceCountingCollector)一般來(lái)說(shuō)，堆中的每個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)一個(gè)引用計(jì)數(shù)器。當(dāng)每一次創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象并賦給一個(gè)變量時(shí)，引用計(jì)數(shù)器置為1。當(dāng)對(duì)象被賦給任意變量時(shí)，引用計(jì)數(shù)器每次加1當(dāng)對(duì)象出了作用域后(該對(duì)象丟棄不再使用)，引用計(jì)數(shù)器減1，一旦引用計(jì)數(shù)器為0，對(duì)象就滿足了垃圾收集的條件?；谝糜?jì)數(shù)器的垃圾收集器運(yùn)行較快，不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間中斷程序執(zhí)行，適宜地必須實(shí)時(shí)運(yùn)行的程序。但引用計(jì)數(shù)器增加了程序執(zhí)行的開銷，因?yàn)槊看螌?duì)象賦給新的變量，計(jì)數(shù)器加1，而每次現(xiàn)有對(duì)象出了作用域生，計(jì)數(shù)器減1。Tracing算法(TracingCollector)基于tracing算法的垃圾收集器從根集開始掃描，識(shí)別出哪些對(duì)象可達(dá)，哪些對(duì)象不可達(dá)，并用某種方式標(biāo)記可達(dá)對(duì)象，例如對(duì)每個(gè)可達(dá)對(duì)象設(shè)置一個(gè)或多個(gè)位。在掃描識(shí)別過(guò)程中，基于tracing算法的垃圾收集也稱為標(biāo)記和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器。compacting算法(CompactingCollector)為了解決堆碎片問(wèn)題，基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想，在清除的過(guò)程中，算法將所有的對(duì)象移到堆的一端，堆的另一端就變成了一個(gè)相鄰的空閑內(nèi)存區(qū)，收集器會(huì)對(duì)它移動(dòng)的所有對(duì)象的所有引用進(jìn)行更新，使得這些引用在新的位置能識(shí)別原來(lái)多余一個(gè)空格，可刪除的對(duì)象。在基于Compacting算法的收集器的實(shí)現(xiàn)中，一般增加句柄和句柄表。多余一個(gè)空格，可刪除垃圾回收的幾個(gè)特點(diǎn)垃圾收集發(fā)生的不可預(yù)知性：由于實(shí)現(xiàn)了不同的垃圾收集算法和采用了不同的收集機(jī)制，所以它有可能是定時(shí)發(fā)生，有可能是當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)空閑CPU資源時(shí)發(fā)生，也有可能是和原始的垃圾收集一樣，等到內(nèi)存消耗出現(xiàn)極限時(shí)發(fā)生，這與垃圾收集器的選擇和具體的設(shè)置都有關(guān)系。垃圾收集的精確性：（a）垃圾收集器能夠精確標(biāo)記活著的對(duì)象；（b）垃圾收集器能夠精確地定位對(duì)象之間的引用關(guān)系。前者是完全地回收所有廢棄對(duì)象的前提，否則就可能造成內(nèi)存泄漏。而后者則是實(shí)現(xiàn)歸并和復(fù)制等算法的必要條件。所有不可達(dá)對(duì)象都能夠可靠地得到回收，所有對(duì)象都能夠重新分配，允許對(duì)象的復(fù)制和對(duì)象內(nèi)存的縮并，這樣就有效地防止內(nèi)存的支離破碎。垃圾收集的實(shí)現(xiàn)和具體的JVM以與JVM的內(nèi)存模型有非常緊密的關(guān)系。不同的JVM可能采用不同的垃圾收集，而JVM的內(nèi)存模型決定著該JVM可以采用哪些類型垃圾收集?，F(xiàn)在，HotSpot系列JVM中的內(nèi)存系統(tǒng)都采用先進(jìn)的面向?qū)ο蟮目蚣茉O(shè)計(jì)，這使得該系列JVM都可以采用最先進(jìn)的垃圾收集。代碼運(yùn)行過(guò)程Java源程序通過(guò)"編譯"，轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼。字節(jié)碼被存儲(chǔ)在.class文件中。構(gòu)成Java軟件程序的字節(jié)代碼在運(yùn)行時(shí)被加載、校驗(yàn)并在解釋器中運(yùn)行。當(dāng)運(yùn)行Applets時(shí)，字節(jié)碼可被下載，然后由瀏覽器中的JVM進(jìn)行解釋。解釋器具備兩種功能，一是執(zhí)行字節(jié)代碼，二是對(duì)底層硬件做適當(dāng)調(diào)用。在一些使用Java技術(shù)的運(yùn)行環(huán)境中，部分校驗(yàn)過(guò)的字節(jié)碼被編譯成機(jī)器碼并直接運(yùn)行于硬件平臺(tái)。這就使Java軟件代碼能夠以接近C或C++的速度運(yùn)行，只是在加載時(shí)，因?yàn)橐幾g成機(jī)器碼而略有延遲。Java技術(shù)運(yùn)行字節(jié)代碼包含如下三大步驟：加載代碼－由類加載器執(zhí)行校驗(yàn)代碼－由字節(jié)碼校驗(yàn)器執(zhí)行執(zhí)行代碼－由運(yùn)行時(shí)的解釋器執(zhí)行（Java程序運(yùn)行的三大步驟）類加載器類加載器為程序的執(zhí)行，加載所需要的類。類加載器將本地文件系統(tǒng)的類名空間，與來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的類名空間相分離，以增加安全性。當(dāng)全部類被加載后，可執(zhí)行文件的存儲(chǔ)器格式被確定。這時(shí)，特定的存儲(chǔ)器地址被分配給變量并創(chuàng)建檢索表格。由于存儲(chǔ)器格式在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)，因而Java技術(shù)解釋器增加了保護(hù)以防止對(duì)限制代碼區(qū)的非法訪問(wèn)。JVM中有四種類加載器，分別為（本節(jié)以下內(nèi)容可以在以后再理解）：BootStrapClassLoader：?jiǎn)?dòng)類加載器：虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)最先加載系統(tǒng)加載關(guān)鍵的運(yùn)行類的加載器。ExtClassLoader：擴(kuò)展類加載器，專門用來(lái)加載所有java.ext.dirs下的.jar文件。開發(fā)者可以通過(guò)把自己的.jar文件或庫(kù)文件加入到擴(kuò)展目錄的classpath，使其可以被擴(kuò)展類加載器讀取。AppClassLoader：應(yīng)用（系統(tǒng)）類加載器，用來(lái)讀取所有的對(duì)應(yīng)在java.class.path系統(tǒng)屬性的路徑下的類以上三個(gè)類在JDK中不能查到，他們是JVM底層使用的，我們可以認(rèn)為這三者關(guān)系如下：BootStrapClassLoader<-ExtClassLoader<-AppClassLoaderJDK中定義了一些ClassLoader類，我們可以觀察到繼承關(guān)系如下：ClassLoader<-SecureClassLoader<-URLClassLoader<-AppClassLoader我們也可以繼承ClassLoader類制作自己的ClassLoader（用戶定義的類加載器）。一些關(guān)于ClassLoader的常用方法：sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();//根據(jù)以上敘述，應(yīng)該是先獲取啟動(dòng)類路徑再轉(zhuǎn)成路徑的數(shù)組。MyClass.class.getClassLoader();//MyClass是類名ClassLoader.getSystemClassLoader();//獲得系統(tǒng)（應(yīng)用）級(jí)類加載器ClassLoader.getSystemClassLoader().getClass();//可以知道這個(gè)類加載器的名字等了java.lang.Thread.getContextClassLoader();//獲取當(dāng)前線程的上下文類加載器。字節(jié)代碼校驗(yàn)器所有的class文件都要經(jīng)過(guò)字節(jié)碼校驗(yàn)器。字節(jié)碼校驗(yàn)器主要測(cè)試以下內(nèi)容：代碼段語(yǔ)法格式是否正確？有無(wú)違反規(guī)則的非法代碼？是否違反對(duì)象訪問(wèn)權(quán)限？是否試圖改變對(duì)象類型？字節(jié)碼校驗(yàn)器對(duì)程序代碼進(jìn)行四遍校驗(yàn)，這可以保證代碼符合JVM規(guī)范并且不破壞系統(tǒng)的完整性。如果校驗(yàn)器在完成四遍校驗(yàn)后未返回出錯(cuò)信息，則下列各項(xiàng)要求會(huì)得到保證：程序代碼所在的類，符合JVM規(guī)范的類文件格式。無(wú)訪問(wèn)限制違例，如訪問(wèn)本地文件，訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)等。代碼未引起操作數(shù)錯(cuò)別字，改為堆棧的增加一字說(shuō)明上溢或下溢。錯(cuò)別字，改為堆增加一字說(shuō)明所有操作代碼的參數(shù)類型將總是正確的。無(wú)非法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換發(fā)生，例如：將整數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)象引用。Java安裝配置各平臺(tái)安裝程序可以到SUN的網(wǎng)站（java.sun）下載，在安裝完成后應(yīng)該進(jìn)行配置，通常集成開發(fā)環(huán)境（IDE）自帶JDK或進(jìn)行了自動(dòng)配置，如果我們通過(guò)控制臺(tái)編譯或運(yùn)行Java程序則必須手動(dòng)配置。JDK:是Java開發(fā)工具包（J2SESoftwareDevelopmentKit）的縮寫,用Java語(yǔ)言編寫applet小程序和應(yīng)用程序的軟件開發(fā)環(huán)境，Java開發(fā)者應(yīng)該安裝JDK，并且通常JDK中已包含一個(gè)JRE拷貝。JRE:是Java運(yùn)行環(huán)境(JavaRuntimeEnvironment)的縮寫。它基本上就和Java虛擬機(jī)是同一個(gè)概念，運(yùn)行Java程序的應(yīng)該安裝JRE。（JDK安裝目錄示例）bin：java常用開發(fā)工具目錄，例如javac，java，jar等工具。demo:sun提供的一些用于java開發(fā)的示范,如有關(guān)applets，jfc，plugin等。include:Java提供用于c/c++調(diào)用的.h文件；jre:對(duì)應(yīng)版本的java運(yùn)行環(huán)境文件sample:java案例。lib:java類庫(kù)目錄Windows環(huán)境變量應(yīng)設(shè)置的環(huán)境變量包括：JAVA_HOME,PATH,CLASSPATH。假設(shè)J2DK安裝在“C:\JDK1.5”，環(huán)境變量可設(shè)置為：JAVA_HOME=C:\JDK1.5CLASSPATH=.PATH=%JAVA_HOME%\BIN;%PATH%（Windows下環(huán)境變量的設(shè)置）Linux下環(huán)境變量假設(shè)jdk安裝在/home/jdk1.5目錄下，修改配置文件/etc/profiles，在文件的尾部加入如下信息：JAVA_HOME=/home/jdk1.5CLASSPATH=.PATH=$JAVA_HOME/bin:錯(cuò)別字，應(yīng)改為分號(hào)$PATH錯(cuò)別字，應(yīng)改為分號(hào)第一個(gè)Java程序編寫一個(gè)程序，輸出一行文本信息："WelcometoJavaProgramming"編輯器的使用Java代碼的開發(fā)可以使用常見的編輯器，如：寫字板，Editplus，UltraEdit，也可以使用專用的開發(fā)工具，如：uilder,Eclipse,NetBeans,JCreator等。在開始學(xué)習(xí)時(shí)，建議先學(xué)習(xí)使用帶有關(guān)鍵字顏色提示的EditPlus開發(fā)Java代碼。Editplus下的Java程序顯示編寫程序1//這是一行注釋2publicclassWelcome{34publicstaticvoidmain(String[]args){5System.out.println("WelcometoJavaProgramming！");6 }//main方法結(jié)束78}//類結(jié)束行1：注釋：用來(lái)說(shuō)明程序的作用行2：開始聲明一個(gè)類，類名為Welcome,class是JAVA的關(guān)鍵字，用來(lái)定義類，public為訪問(wèn)說(shuō)明。在這里我們聲明了一個(gè)類，類的名字為Welcome.行3，7：空行，用來(lái)增加程序的可讀性行4：是JAVA應(yīng)用程序必須包含的方法，被稱為入口方法：程序運(yùn)行時(shí)從這里開始執(zhí)行，其形式必須是：publicstaticvoidmain(String[]args)或者staticpublicvoidmain(String[]args)上面的語(yǔ)句里，只能修改args這個(gè)字符串?dāng)?shù)組的名字。static表示直接能夠加載該方法運(yùn)行。void是方法的返回類型，每個(gè)方法必須有返回類型（除了構(gòu)造方法）。main是方法的名字，是程序的入口調(diào)用的方法。String[]是方法的參數(shù)，必須是String數(shù)組類型的。行5：System.out.println("WelcometoJavaProgramming！");就是輸出字符串的，雙引號(hào)中的字符串會(huì)在控制臺(tái)輸出。也可以使用以下語(yǔ)句輸出一個(gè)對(duì)話框顯示信息：JOptionPane.showMessageDialog(null,"Welcome\nt