Java学习总结——下载、配置并详解Java环境及其基本注意事项

壹——Java基础知识

一、Java开发环境

学习Java的第一步就是要搭建Java开发环境(Java Development kit, JDK)。

JDK有一个处于操作系统层之上的开发环境和运行环境组成。JDK除了包括编译(javac)、解释(java)、打包(jar)等工具，还包括开发工具及开发工具的应用程序接口等。当Java程序编译完毕后，如果想运行，还需要JRE(Java Runtime Environment,Java运行环境)。

JRE试运行Java程序所必需的环境的集合，包含JVM标准实现及Java核心类库。如果仅仅想运行Java 程序，安装JRE就够了。也就是说，JRE是面向Java程序使用者的，JDK是面向Java开发者的，它们的关系是JDK包含JRE。

从上面表格可以看出，Java程序开发的第一步就是编写Java语言的源代码，而编写源代码的工具可以是任何文本编辑器，如Windows下的记事本、Linux下的Vim等。也可以使用对编程语言支持较好的编辑器：Notepad++、UItraEdit、Editplus等。

Java源文件编写完毕后，就可以在命令行下通过javac命令将Java源程序编译成字节码(二进制文件)，然后通过java命令来解释执行编译好的Java类文件(文件扩展名为.class)。但如果想正确使用javac和java等命令，必须自己搭建Java开发环境。

二、安装Java开发工具箱

下载官方最新JDK版本地址链接：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

选择相应的版本与所对应的系统版本，点击下载，根据提示安装索要安装的本地目录下。

三、Java的命名规则

在Java 1.1之前，其命名方式和传统的方式一样。但当Java 1.1升级到Java 1.2时，Sun公司的Java市场推广部门觉得，Java的内涵发生了很大的变化，应给予Java一个“新”的名称——Java 2，而它内部发行编号仍是Java 1.2。当Java 内部发行版从 1.2过渡到1.3和1.4时，Sun公司对外宣称的版本依然是Java 2。Sun公司从来没有发布过Java 3和Java 4。从Java的内部发行版的1.5开始，Java的市场推广部门又觉得Java已经变化很大，需要给予一个更“新”的称呼。于是Java 1.5直接对外宣称Java5，Java 1.6对外宣称Java 6，以此类推，Java 7，其内部版本是Java 1.7。

如下列表所示：

为了避免混淆，Oracle公司宣布改变Java版本号命名方式：自JDK 5.0起，Java以两种方式发布更新。第一种是Limited Update(有限更新)模式，其包含新功能和非安全修正。第二种方式是Critical Patch Updates（CPUs,重要补丁更新），只包含安全的重要修正。

举例说明一下，Java SE 8u5 的解释：

编程语言趋势是一直向上升级的，只要大版本 “8” 不变，“u” 后面的小版本号有所变化，基本上不会影响普通用户的使用。

四、环境变量的配置

在开发Java程序之前，通常需要先在操作系统中配置好有关Java的系统环境变量（Environment Variable）。

环境变量的定义：

环境变量是指在操作系统指定的运行环境中的一组参数，它包换一个或多个应用程序使用的信息。环境变量一般是多值的，即一个环境变量可以有多个值，各个值之间以英文状态下的分号 “;”（即半角的分号）分隔开来。

对于Windows等操作系统来说，一般都有一个系统级的环境变量Path（路径）。当用户要求操作系统运行一个应用程序，却没有指定应用程序的完整路径时，操作系统首先会在当前路径下寻找该应用程序，如果找不到，便会到环境变量路径 “Path” 指定的路径下寻找。若找到该应用程序则执行它，否则会给出错误提示。用户可以通过设置环境变量来指定自己想要运行的程序的所在位置。

例如，编译Java程序需要用到 javac 命令，运行Java程序需要java命令。而这两个命令并不是Windows系统自带的命令，所以用户需要通过设置环境变量（JDK的安装位置）来指定这两个命令的位置。设置完成后就可以在任意目录下使用这两个命令了，而无需每次都输入这两个命令的所在的精确全路径（如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05）。javac和java等命令都放在JDK安装目录的bin目录下。基于类似于环境变量“Path”相同的理由。

JDK中的3个环境变量代表的含义：

（1）JAVA_HOME：顾名思义，“JAVA的家”——该变量是指安装Java的JDK路径，它告知操作系统在哪里可以找到JDK。

（2）Path：该变量是告诉操作系统可执行文件的搜索路径，即可以在哪些路径下找到要执行的可执行文件，它仅对可执行文件有效。

（3）ClassPath：该变量是用来告诉Java解释器（即Java命令）在哪些目录下可找到所需要执行的class文件（即javac编译生成的字节码文件）。

JDK的3个环境变量的配置(Windows 7系统)：

1.JAVA_HOME的配置

（1）右击【我的电脑】，在弹出的快捷菜单中选择【属性】选项。

（2）在弹出的界面左上方，选择【高级系统设置】选项。

（3）单击【高级系统设置】选项后弹出【系统属性】对话框，然后单击【高级】【环境变量】。

（4）在【环境变量】对话框中，单击【系统变量】下的【新建】按钮。

（5）在【编辑系统变量】对话框中输入，变量名为：“JAVA_HOME”，变量值为：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05。（具体值需要根据安装JDK的路径而定），然后单击【确定】按钮。

注意：假设JDK安装在“C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05”，在设置完毕对应的环境变量JAVA_HOME后，以后再要用到这个变量时，需用两个%将其包括起来。如要设置另外一个环境变量值为“C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05\bin”，那么我们可以简单的用“%JAVA_HOME%\bin”替代即可。

2.Path的配置

（1）选中系统环境变量中的Path，单击【编辑】按钮。

（2）在弹出的【编辑系统变量】对话框的【变量值】文本框中，在文本框末尾添加：“;%JAVA_HOME%\bin”，特别注意不要忘记前方的分号 “;” ，然后单击【确定】按钮，返回【系统属性】对话框。这个路径务必设置正确，因为诸如Java语言的编译命令javac和解释命令java等都是在这个路径下，设置失败，这些命令将无法找到。

注意：当Path有多个变量值时，一定要用半角（即英文输入法）下的 “;” 将多个变量值区分开。英文分号是1个字节大小，而中文的分号是2个字节大小。

（3）在【系统属性】对话框中单击【确定】按钮，完成环境变量的设置。

注意：检测环境变量是否配置成功，在命令行模式下，在任意目录下输入javac命令来检验，如果能输出javac的用法提示，则说明配置成功。

进入命令行模式的方法：单击Windows 7的【开始】菜单，在搜索矿中输入CMD命令，然后回车即可。

3.ClassPath的指定

如果说JAVA_HOME指定的是java命令的运行路径的话，那么ClassPath指定的就是Java加载类的路径，只有类在ClassPath中，java命令才能找到并解释它。

在Java中可以使用“set classpath”命令指定Java类的执行路径。

例：假设现在的“Hello.class”类位于“C:\”目录下。在“D:\”目录下的命令行窗口执行“set classpath=c:”，之后在"D:\"目录下执行"java Hello"命令，可以成功输出文件运行结果。

之所以会成功，是因为在“D:\”目录中使用了“set classpath”命令，它把类的查找路径指向了“C:\”目录，在运行java时，会从ClassPath中查找这个Hello类文件，而ClassPath中包括了“C:\”，所以会运行成功。

注意：在设置classpath时，最好将classpath指向当前目录，即所有的class文件都从当前文件夹中开始查找：“set classpath=.”。在命令行输入命令时，不包括上面的引号“ ”。在Windows及Linux等操作系统下，一个点“.”代表当前目录，两个点“..”代表上一级目录。

但是这样操作会造成一种局限，每一次所设置的命令行命令都只针对当前窗口有效。一旦重开或系统重启，临时设置的ClassPath中的变量值都会丢失，所以要将ClassPath设置为环境变量。

设置步骤：

（1）在【环境变量】对话框中，单击【系统变量】下的【新建】按钮。新建一个环境变量，变量名为：CLASSPATH，变量值为：.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar。注意不要忽略前面的 “.” ，这里的小点 “.” 代表的是当前路径，既然是路径，也需要用分号“;”隔开。JDK的库所在包即tools.jar，所以也要设置进ClassPath中。

注意：Windows系统环境下，一般只要设置好JAVA_HOME就可以正常运行Java程序。默认的ClassPath是当前路径（即一个点“.”）。有些第三方的开发包，需要使用到环境变量ClassPath，只有这样才能使用JDK的各种工具。在Windows系统环境下，不区分大小写，ClassPath和CLASSPATH是等同的，而在Linux/UNIX/Mac系统环境下，大小写是完全区分开的。

（2）在按照步骤（1）设置好后，如果在Java类（即.class）文件所存储的当前路径下，那么用“java类名”方式解释执行用户类文件，这是可以的。但如果更换了路径，现在的“当前路径”并没有包括.class文件的所在文件夹，那么“java”就无法找到这个类文件。所以如果想在任意路径下执行用户的类文件，就必须把自己编译出的类文件所在路径也加入到ClassPath中，并用分号 “;” 与前一个变量隔开。

（3）最后，参照环境变量Path的配置，将环境变量CLASSPATH添加到Path的最后。CLASSPATH是环境变量，在另外一个地方作为变量使用时，要用两个%将该变量前后包括起来，即在Path后添加";%CLASSPATH%"。

如果原来的命令行窗口一直开启，则需要重启，这是因为需要重新更新命令行窗口的环境变量。之后，就可以在任意路径下执行用户自己的类文件。

五、Java程序的运行流程及代码模块解析

Java程序运行的流程：所有的Java源代码（以.java为扩展名），通过Java编译器javac（javac命令中字母c来自于compiler的首字母）编译成字节码，也就是以.class为扩展名的文件。然后利用命令java将对应的字节码通过Java虚拟机（JVM）解释为特定操作系统（如Windows、Linux等）能理解的机器码，最终Java程序的得以执行。

示例小程序：

01      public class Hello

02      {

03        //main是程序的起点，所有程序由此开始运行

04        public static void main(String args[])

05        {

06            //下面语句表示向屏幕上打印输出“Hello World！”字符串

07            System.out.println("Hello World！");

08        }

09      }

代码模块解析表：

行数 作用

第一行 public是一个关键字，用于声明类的权限，表明这是一个共有类(class)，其他任何类都可以直接访问它。class也是Java的一个关键字，用于类的声明，其后紧跟的Hello是类名，可以自定义。

第二行、第九行 这一对大括号标明了类的区域，在这个区域内的所有内容都是类的一部分。

第三行、第六行 这两行为注释，可以提高程序的可读性。注释部分不会被执行。这种注释属于单行注释，要求以双斜线//开头，后面的部分均为注释。eclipse中的快捷键为：Ctrl+/。

第四行 这是一个main方法，它是整个Java程序的入口，所有的程序都是从public static void main(String args[])开始运行的，该行的代码格式是固定的。String args[]如果漏掉在某些编辑器中将不能被识别。String args[]也可以写成String []args，String为参数类型，表示为字符串型，args是arguments(参数)的缩写。public和static都是Java关键词，它们一起表明main是够用的静态方法。void也是Java的关键词，表示该方法没有返回值。

第五行、第八行 是main方法的开始和结束标志，它们声明了该方法的区域，在 { } 之内的语句都属于main方法。

第七行 System.out.println是Java内部的一条输出语句。引号内部的内容“Hello World！”会在控制台中打印出来。

六、Java虚拟机（JVM）

Java编译器——javac仅仅将源代码编译成.class文件，然后通过命令java将.class文件送往Java虚拟机（JVM），变成最终可执行的程序。

Java中的虚拟机，可以看做是在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟机器，这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码(半成品)，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（ByteCode），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机却是相同的。

Java程序得以执行的环境称之为Java运行时环境（Java Runtime Environment，简称JRE），它由Java的虚拟机JVM和Java的API构成。一个Java程序若想运行在Java虚拟机之中，源代码的语句需由Java编译器编译成字节码。字节码本质上是一种标准化的可移植的二进制格式。该格式以Java类文件(.class)的形式存在。一个Java程序可有多个不同的.class文件构成。在早期发布大型的Java程序，通常把多个.class文件打包成一个发布文件.jar，其扩展名来自于“java archive”（java 归档文件）的简写。

Java虚拟机在执行.class或jar文件时，使用到“即时编译器”（JIT compiler，just-in-time comiler）。“即时编译器”是一个把Java的字节码（包括需要被解释的指令的程序）转换成可以直接发送给处理器（processor）指令的程序。本质上“即时编译器”是Java程序的第二个编译器，它能把通用的字节码编译成特定系统的机器指令代码，它存在但我们无需感知。

扩展：Python语言也可以通过jpython（Python的纯Java实现版本）编译后，同样也生成Java编译生成一样的字节码，从而也大大提供了该类程序的可移植性。

Java虚拟机（JVM），JVM才是Java生态系统的核心，因为它可以跨平台，把所有东西都联系在一起。

七、Java的特性及基本注意事项

1.Java相对于C++的一些特性

Java语言是比C++语言“更加面向对象”的一种编程语言，Java语言的语法结构与C++语言的语法结构十分相似。

（1）提供了对内存的自动垃圾回收（Garbage Collection），程序员无需在程序中进行分配、释放内存。

（2）抛弃了C++语言中容易出错的“指针”，而是用诸如“引用（reference）”的方法来取而代之。避免了赋值语句（如a=6）与逻辑运算语句（如a == 3）的混淆。

（3）取消了多重继承这一复杂的概念。多重继承会导致类中数据成员的“二义性”等问题，从而使得类的访问结构非常复杂。

2.重视Java官网的文档

Java 8 的语言规范（The Java® Language Specification Java SE 8 Edition）是公开的，可在Oracle官方网站（http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/jls8.pdf）上下载。阅读Java语言的规范是提高技术水平的好方法。

3.如何在命令行模式下正确运行Java类文件

使用javac编译java源代码生成对应的.class文件，然后用java来运行这个类文件，有时会得到如下错误信息：

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

产生这种错误的原因通常有两个：

    （1）Java环境变量JAVA_HOME及ClassPath设置不正确。

    （2）未省略类名后的.class，也就是说，java操作的对象虽然是类文件，但是却无需类文件的扩展名.class。

4.正确保存Java的文件名

共有类名名称与这个类所在的源文件必须保存为相对应的名称加.java。

对于没有包括public类的源文件，源文件的名称和非public类的名称可以不相同。

八、本文自我总结

今日事，今日毕。加油，Java！

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作者：原来是松松呀~ 

原文链接：https://blog.csdn.net/QQ20170908/article/details/85226253