如何开始学习 Java

Java语言

Java 不仅仅是一种编程语言。它是一个具有广泛功能的完整软件平台。该平台的主要组成部分是：

• 用于编写和运行 Java 程序的基本工具。
• 库和类（语言的核心）。它们提供 Java 的基本编程功能：异常处理、多线程、集合、日志记录、反射、安全、网络、XML 处理、序列化、正则表达式。
• 用于部署和自动启动应用程序的工具。
• 用于创建前端（GUI、用户界面）的工具。这些可以在 JavaFX、Swing 和 Java2D 库的类中找到。
• 用于通过网络远程处理数据库的库，例如 JDBC、JNDI、RMI 和 Java RMI-IIOP。

如果您想了解有关 Java 类和工具的更多信息，请阅读Oracle 文档。它拥有一切。Java JDK 1.0，第一个版本，“只”包含了几百个类。但现在这个数字已经增加到数千人。在该语言的整个生命周期中，其创建者进行了大量更改以提高其安全性、功能性和可移植性。由于开发人员的不断改进和支持，Java 始终与 IT 技术的发展同步。结果，我们现在拥有了一种最先进的语言，其主要特征是：

• 进入门槛低。
  学习 Java 比大多数具有类似 C 语法的语言更容易。

• 面向对象。
  Java 中的程序是基于对象和对象之间的交互构建的。这使您可以享受 OOP 的所有优势。

• 可移植性。
  由于使用了解释器（Java 虚拟机），程序可以运行在各种平台和设备上。

• 平台独立性
  为一个平台编写的 Java 程序被编译成可以在其他平台上运行的中间字节代码，因为它由 JVM 为每个特定平台解释。

• 先进的多线程。
  Java 工具让您可以控制多个线程的执行，这意味着您可以创建多线程应用程序。

• 安全。
  由于 JVM 具有内置的字节码验证，并且 Java 没有手动内存管理、跟踪堆栈溢出以及具有各种 API 可以让您控制安全性，因此您可以用 Java 创建真正安全的应用程序。

• 容错。
  异常机制增加了程序的容错能力并减少了编译时和运行时的错误数量。

• 可解释性。
  Java 解释器可以在任何具有 JVM 和 JRE 的机器上执行 Java 字节码。

• 可分配性。
  Java 具有用于创建分布式应用程序的工具。

• 表现。
  JIT （即时）编译器提供可与 C 和 C++ 相媲美的高速性能。

如何开始使用 Java 编程？

要从头开始学习 Java，您应该深入了解一些基本概念：Java 语言包括什么，什么是 Java 程序，它是如何运行的？然后继续学习该语言的语法和基础知识，并学习图书馆。阅读几篇有关 Java 的文章后，您就可以掌握基础知识了。下面的流程图清楚地展示了步骤的顺序：

你需要用 Java 编程什么？

首先，您需要安装用于开发和运行程序的软件——Java Development Kit (JDK)。之后在电脑上配置好JDK，下载并安装集成开发环境（IDE），这是一个软件开发的环境。最流行的 IDE 是 IntelliJ IDEA。备选方案是 Eclipse、NetBeans、JCreator，甚至是普通的文本编辑器。

在您的计算机上安装 Java

正如我们已经看到的，当我们从头开始学习 Java 时，第一步是安装 JDK。为此，您需要执行一些简单的操作：

1. 转到甲骨文网站。
2. 选择并下载适用于您的操作系统的安装文件。
3. 按照安装程序的建议执行安装。
4. 如果您使用的是 Windows，请设置一个环境变量。

基本定义

如果你刚开始学习Java，你肯定会遇到以下名词： JVM代表Java虚拟机。这是一个依赖于平台的软件模块，用于将源字节码解释为机器码并执行它。JRE 代表 Java 运行时环境。它包括特定平台的 JVM 实现和运行 Java 程序所需的一组库。JDK全称Java Development Kit，是编写Java程序所需要的一套开发工具。它包括编译器、JRE、标准 Java 库、文档和各种实用程序。源代码位于用 Java 语言编写的扩展名为 .java 的文本文件中。字节码是独立于机器的低级代码，由一组 JVM 指令组成。机器代码是由处理器直接执行的二进制机器指令。编译是指将源代码转换为字节码。解释是指将字节码转换为机器码。平台是运行程序的软硬件环境。最流行的平台是 Microsoft Windows、Linux、Solaris OS 和 Mac OS。此图将帮助您更好地理解 JVM、JRE 和 JDK 的概念：

程序生命周期

当源代码写入文本文件时，Java 程序的生命就开始了。通常，这是在称为集成开发环境 (IDE) 的特殊编程环境中完成的，但是可以将简单的程序键入文本编辑器，甚至是任何版本的 Windows 都附带的记事本。源代码必须保存在扩展名为 .java 的文件中。示例程序：HelloWorld.java：

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

在执行此源代码之前，必须由编译器将其编译成字节码。编译器是一种实用程序，是 JDK 的一部分。它生成一个扩展名为 .class 的文件。该文件包含字节码，它是 JVM 的指令。它们的格式类似于汇编语言。我们的 HelloWorld.java 程序将被编译成一个 HelloWorld.class 文件。Java平台没有提供编辑字节码的工具，但是可以查看。要查看 Java 程序的字节码，可以使用 JDK 中包含的 javap 反汇编实用程序。HelloWorld.class 将包含以下字节码：

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
}

现在我们的程序以编译后的形式存储在 HelloWorld.class 文件中。要在任何平台上运行它，必须安装 JRE。JVM 提供了将 Java 程序移植到任何平台的能力。 执行意味着Java 虚拟机执行字节码。使用 java 实用程序执行程序。您需要指定编译文件的名称。执行过程如下：

1. JVM 被加载到计算机的内存中。基本上，这是一个用于运行我们编写的 Java 程序的程序。
2. 使用引导类加载器，JVM 在内存中加载并初始化我们的类。在我们的示例中，这是HelloWorld类。
3. 接下来，JVM在我们的类中寻找public static void main(String [])方法。
4. main方法的代码被执行。如果程序的执行需要其他类，则加载并初始化它们。
5. 代码执行后，进行垃圾回收。这涉及清除内存和关闭 JVM 程序。

在执行所有这些操作时，JVM 将字节码解释（翻译）为处理器的机器指令，同时考虑到它运行的操作系统。我们可以用下图表示 Java 程序的生命周期：

选择和安装开发环境

要快速高效地使用 Java 进行编程，您需要一个开发环境——一个用于编写 Java 程序的应用程序。在 Java 开发人员中，最受欢迎的 IDE 是：

• IntelliJ IDEA
• 蚀
• 网豆

根据RebelLabs 在 2017 年编制的Java 开发工具流行度回顾，领先者是 IntelliJ IDEA，Eclipse 位居第二，NetBeans 排名第三，与前两位领先者有明显差距。其他 IDE 只占市场的一小部分，总计不超过 3%。对于初学者来说，安装 IntelliJ IDEA Community Edition 就足够了。首先，您可以获得现代 IDE 的所有优势（自动完成、代码检查、代码调试、方便地与数据库和服务器集成）以及对许多开发工具和技术的支持。其次，您迈出了掌握大多数开发人员使用的专业开发工具的第一步。关于如何安装 IntelliJ IDEA 的说明在第 3 级的开头提供CodeGym 教育课程。

学习Java需要多长时间？

您大概可以在 6 到 12 个月内学习 Java 的基础知识并培养编程技能，具体取决于您的学习强度。采取结构化的方法：制定学习计划，收集必要的资源，每天留出几个小时用于学习。不要忘记学习如何编程的关键是练习。

结论

自学 Java 实际上比您想象的要容易。您只需要基本的计算机技能。要有效地开始学习 Java，请遵循几个简单的步骤：

1. 在您的计算机上安装 Java
2. 学习基本概念
3. 安装开发环境
4. 编写并运行你的第一个程序