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JAVA 主流技术教程：从初学者到进阶的全面指南

标签：
杂七杂八
概述

JAVA 主流技术教程引领你从基础语法、面向对象编程、集合框架到多线程编程的全面学习，通过实战项目加深理解，最终掌握Java 的核心技能。从简单实例到进阶知识，循序渐进地探索Java 世界，为你的技术栈添砖加瓦。

Java入门基础知识
Java语言的基础知识

Java的历史与用途

Java 是由Sun Microsystems 于1995 年推出的面向对象的编程语言，因其跨平台（Java 虚拟机）特性、编写一次、到处运行（Write Once, Run Anywhere）的口号，以及丰富的类库支持，而广受欢迎。Java 被广泛应用于 Web 应用、企业级开发、移动应用（尤其是Android）以及游戏开发等领域。

安装与配置Java 开发环境

在开始Java 编程之前，你需要确保已经安装了Java Development Kit（JDK）。可以访问Java 官网下载最新版本的JDK，并按照官方指南完成安装。安装完成后，配置环境变量，使系统能够识别Java 命令。

# 安装JDK
wget https://download.java.net/java/GA/jdk11/Oracle_JDK11_for_Linux_UNIX_x86_64.tar.gz
tar -xzvf Oracle_JDK11_for_Linux_UNIX_x86_64.tar.gz
sudo mv jdk11 /usr/local/

# 设置环境变量
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/jdk11/bin' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

基本语法与数据类型

Java 是一种强类型语言，意味着变量在声明时必须指定其类型，例如：

int age = 25;  // int 类型整数变量
String name = "Alice";  // String 类型字符串变量

Java 支持的基本数据类型如下：

  • 整型：byte, short, int, long
  • 浮点型：float, double
  • 字符型：char
  • 布尔型：boolean

Java 的注释

Java 支持单行注释（使用//）和多行注释（使用/* */）：

// 这是一行注释
/*
这是多行注释
可以包含多个语句
*/

编写第一个Java 程序

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

保存为HelloWorld.java，使用以下命令编译并运行：

javac HelloWorld.java
java HelloWorld

输出应为：

Hello, World!
面向对象编程
类和对象

在Java 中，类是对象的模板，对象是类的实例。例如：

class Person {
    String name;
    int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, my name is " + name + " and I am " + age + " years old.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Alice", 25);
        person.sayHello();
    }
}

输出：

Hello, my name is Alice and I am 25 years old.
封装、继承与多态

封装

封装是隐藏类的内部实现细节的过程。例如，通过添加私有成员变量和公共访问器/修改器方法：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, my name is " + name + " and I am " + age + " years old.");
    }
}

继承

继承允许创建一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法：

class Student extends Person {
    public Student(String name, int age) {
        super(name, age); // 调用父类构造器
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hi, I am a student.");
    }
}

多态

多态允许不同类型的对象对相同方法做出响应：

class AbstractClass {
    public void saySomething() {
        System.out.println("I am a parent class object.");
    }
}

class ChildClass extends AbstractClass {
    public void saySomething() {
        System.out.println("I am a child class object.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClass parent = new ChildClass(); // 实例化子类对象并当作父类对象引用
        parent.saySomething(); // 调用父类的saySomething 方法，输出：I am a child class object.
    }
}
Java 集合框架
List、Set 与 Map 集合

List 集合

列表（List）是有序的集合，可以包含重复元素。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");
for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

Set 集合

集合（Set）是无序、不重复的元素集合。

Set<String> names = new HashSet<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");
for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

Map 集合

映射（Map）关联键值对。

Map<String, String> contacts = new HashMap<>();
contacts.put("Alice", "alice@example.com");
contacts.put("Bob", "bob@example.com");
for (String key : contacts.keySet()) {
    System.out.println(key + " : " + contacts.get(key));
}
Iterator 和 ListIterator 的运用 
List<Integer> nums = new ArrayList<>();
nums.add(1);
nums.add(2);
nums.add(3);

Iterator<Integer> iterator = nums.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    int num = iterator.next();
    System.out.println(num);
}

ListIterator<Integer> listIterator = nums.listIterator();
while (listIterator.hasNext()) {
    Integer num = listIterator.next();
    System.out.println(num);
    if (num == 2) {
        listIterator.set(num * 10);
    }
}
集合框架的高级特性

Java 集合框架提供了丰富的接口和实现类，满足不同场景的集合操作需求。

Java 多线程编程
线程的创建与启动 
class CounterThread implements Runnable {
    private int count;
    private final Object lock = new Object();

    public CounterThread(int count) {
        this.count = count;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (lock) {
                count++;
                if (count == 100) {
                    break;
                }
                System.out.println("Count: " + count);
            }
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new CounterThread(0));
        thread.start();
    }
}
同步机制和线程安全

使用 synchronized 关键字确保线程安全：

class Counter {
    private int count;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Counter counter = new Counter();
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                counter.increment();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                System.out.println(counter.getCount());
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
线程池和并发控制

使用 ExecutorService 来创建线程池：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
executor.submit(() -> {
    // 执行任务
});
executor.submit(() -> {
    // 执行任务
});

executor.shutdown();
Java 输入输出与文件操作
文件读写的基本操作 
import java.io.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
             PrintWriter writer = new PrintWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                writer.println("Processed: " + line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
字节流与字符流的使用 
import java.io.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try (InputStream input = new FileInputStream("input.bin");
             OutputStream output = new FileOutputStream("output.bin")) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            while ((length = input.read(buffer)) != -1) {
                output.write(buffer, 0, length);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
使用 Scanner 和 BufferedReader 进行输入输出 
import java.util.Scanner;
import java.io.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner scanner = new Scanner(System.in);
             PrintWriter writer = new PrintWriter(System.out)) {
            System.out.print("Enter your name: ");
            String name = scanner.nextLine();
            writer.println("Hello, " + name);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
实战项目与进阶学习
通过一个简单的项目实例加深理解

项目：简易图书管理系统

import java.util.*;

public class Library {
    private List<Book> books = new ArrayList<>();

    public void addBook(Book book) {
        books.add(book);
    }

    public void removeBook(Book book) {
        books.remove(book);
    }

    public List<Book> searchBooks(String keyword) {
        List<Book> results = new ArrayList<>();
        for (Book book : books) {
            if (book.getTitle().toLowerCase().contains(keyword.toLowerCase())) {
                results.add(book);
            }
        }
        return results;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Library library = new Library();
        Book book1 = new Book("Java Programming", "Alice Smith", 2022);
        Book book2 = new Book("Python Basics", "Bob Johnson", 2021);
        library.addBook(book1);
        library.addBook(book2);

        System.out.println("Search results:");
        List<Book> results = library.searchBooks("Java");
        for (Book book : results) {
            System.out.println(book.getTitle());
        }
    }
}

网络资源推荐

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推荐学习资源与持续进阶的路径
  • 深入了解 Java 语言特性及设计模式。
  • 学习 Spring、MyBatis 等框架，构建企业级应用。
  • 探索 Java 并发、性能优化知识。
  • 实践 React、Vue、Angular 等前端框架，具备全栈开发能力。
  • 关注 Java 新版本更新，如 JDK17 的特性。
Java 最新技术动态及后续学习规划

随着技术的发展，关注 Java 社区动态和开源项目，参与技术交流和开源贡献，这将有助于保持技术竞争力和开拓职业发展机会。持续学习数据科学、人工智能、云计算等相关领域的知识，将有助于适应技术的快速变化，提升自身价值。

通过以上内容，你已经学会了 Java 的基础语法、面向对象编程、集合框架、多线程编程、文件操作等核心知识，并通过项目实践加深了理解。在接下来的学习中，你可以继续深入探索 Java 的高级特性，如并发编程、JVM 调优、微服务架构等，并将所学知识应用于实际项目中，不断提升自己的编程能力和技术栈。

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发表于 2024.08.19 14:49， 共 96 人浏览

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