Java是一种广泛使用的编程语言，以其“一次编写，到处运行”的特性而闻名。下图是TIOBE 11 月编程语言榜TOP20，Java仍稳居前3。

本文将介绍Java的一些基本概念与常识，帮助你建立起对Java的初步认知。让我们开始这段精彩的Java学习之旅吧！

Java的诞生

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Java的历史

Java的名称来源于印度尼西亚的爪哇岛，据说是因为开发团队喜欢喝咖啡，于是选择了这个名字。Java是由Sun Microsystems公司（现已被Oracle公司收购）于1995年正式发布的。Java的创始人是詹姆斯·高斯林（James Gosling），他在Sun Microsystems工作期间领导了Java的研发工作。最初，Java的设计目标是为了家用电器设备的嵌入式系统，但是随着互联网的迅猛发展，Java 在企业级应用开发方面的优势愈发凸显。

Java语言的特性

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简单性

Java的设计非常注重简单性，去除了C++中的一些复杂特性，如指针和多重继承。这使得Java更加易于学习和使用。例如，Java没有指针，因此不会出现指针相关的错误，如野指针和内存泄漏。此外，Java的语法也非常简洁明了，易于理解。

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跨平台性

Java的跨平台性是其最大的特点之一。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，无需重新编译。这意味着你可以在Windows上编写Java程序，然后在Linux或Mac OS上运行，而不需要做任何修改。这种跨平台性使得Java成为了开发跨平台应用的理想选择。

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面向对象

Java是一种纯面向对象的语言，支持封装、继承和多态。面向对象编程使得代码更加模块化，易于维护和扩展。例如，你可以创建一个类，然后通过继承其父类，共享父类的属性和方法。这样，子类不仅可以继承到父类的所有功能，并且还可以添加自己特有的功能。

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自动内存管理

Java通过垃圾回收机制自动管理内存，减少了内存泄漏的风险。程序员不需要手动释放内存，这大大简化了内存管理的工作。例如，当你创建一个对象并分配内存时，Java会自动跟踪该对象的生命周期。当对象不再被引用时，垃圾回收器会自动回收其占用的内存，从而防止内存泄漏。

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丰富的类库

Java提供了大量的内置类库，涵盖了从网络编程到图形界面的各种功能。这些类库使得开发变得更加高效和便捷。例如，java.net包提供了网络编程的功能，java.io包提供了文件I/O操作的功能，java.awt和javax.swing包提供了图形界面开发的功能。通过这些类库，你可以轻松地实现复杂的任务，而不需要从头开始编写代码。

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安全性

Java具有严格的安全模型，确保了程序的安全性。Java沙箱（Sandbox）机制限制了程序的权限，防止恶意代码的执行。例如，Java Applets在浏览器中运行时，只能访问有限的资源，不能随意访问文件系统。此外，Java还提供了数字签名、证书等安全机制，确保了程序的完整性和真实性。

Java SE、EE、ME的区别与联系

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Java SE (Standard Edition)

Java SE 是Java的标准版，它是Java平台的基础。Java SE 包含了核心的Java类库和Java虚拟机（JVM），适用于桌面应用和简单的服务器应用。它是学习Java的基础，也是Java EE和Java ME的基础。

应用场景：桌面应用、简单的服务器应用、命令行工具等。

核心库：java.lang、java.util、java.io、java.nio、java.awt、javax.swing等。

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Java EE (Enterprise Edition)

Java EE 是在Java SE的基础上构建的，它依赖于Java SE的核心库和JVM。Java EE 是Java的企业版，提供了额外的企业级服务和框架，使得开发者可以更方便地构建大规模的企业级应用。Java EE 提供了诸如Servlet、JSP、EJB、JMS、JPA等组件，用于构建复杂的分布式系统、Web应用和服务。

应用场景：大型企业级应用、Web应用、分布式系统、事务处理等。

核心库：javax.servlet、javax.ejb、javax.jms、javax.persistence、javax.transaction等。

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Java ME (Micro Edition)

Java ME 是Java的微型版，它也同样基于Java SE的核心库，但它去除了许多不必要的功能，针对资源受限的设备进行了优化。Java ME 提供了轻量级的类库和JVM，适用于嵌入式设备和移动设备。

应用场景：嵌入式设备、移动设备、物联网设备等。

核心库：javax.microedition、javax.microedition.lcdui、javax.microedition.midlet等。

JDK与JRE

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JDK (Java Development Kit)

JDK 是Java开发工具包，包含了JRE（Java Runtime Environment）以及开发工具（如编译器、调试器等）。JDK主要用于开发Java应用程序。

• 主要组成：
• JRE：Java运行时环境，包含了JVM和Java类库。
• 编译器（javac）：将Java源代码编译成字节码。
• 调试器（jdb）：用于调试Java程序。
• 打包工具（jar）：用于打包Java类文件和资源文件。
• 文档生成工具（javadoc）：生成API文档。

• 使用场景：开发人员编写、编译和调试Java代码时使用JDK。例如，当你编写一个Java程序并需要编译和运行时，就需要使用JDK。

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JRE (Java Runtime Environment)

JRE 是Java运行时环境，包含了JVM和Java类库。JRE主要用于运行Java应用程序，而不包含开发工具。

• 主要组成：

• JVM：Java虚拟机，负责解释和执行Java字节码。

• Java类库：提供了大量的内置类库，支持各种功能。

• 使用场景：普通用户在计算机上运行Java应用程序时只需要JRE。例如，当你从互联网上下载一个Java游戏并希望在你的电脑上运行时，只需要安装JRE即可。

JVM的简单介绍

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JVM是什么

JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机，负责解释和执行Java字节码。JVM是Java跨平台特性的核心组件。JVM的存在使得Java程序可以在不同的操作系统上运行，而不需要重新编译。

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JVM的主要功能

• 解释执行：JVM将字节码解释成机器码并执行。JVM会在运行时动态地将字节码转换成特定平台的机器码，从而实现跨平台运行。

• 垃圾回收：JVM自动管理内存，通过垃圾回收机制回收不再使用的内存空间。垃圾回收器会自动跟踪对象的生命周期，并在对象不再被引用时回收其占用的内存。

• 安全管理：JVM提供了安全机制，限制了程序的权限，防止恶意代码的执行。例如，Java沙箱机制限制了Applets的权限，防止其访问敏感资源。

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不同平台的JVM

不同操作系统的JVM实现略有不同，但都遵循相同的规范。（比如我们平时接触最多的HotSpot VM就是JVM规范的一种实现而已）这意味着Java程序可以在不同的操作系统上运行，而无需重新编译。例如，Windows上的JVM和Linux上的JVM虽然实现细节可能有所不同，但都支持相同的字节码格式和Java规范。

“一次编写，到处运行”

“一次编写，到处运行” 是Java的一个核心理念，意味着编写一次Java代码，就可以在任何支持Java的平台上运行，无需重新编译。这意味着你可以在Windows上编写Java程序，然后在Linux或Mac OS上运行，而不需要做任何修改。

• 编译阶段：Java源代码（.java文件）通过Java编译器（javac）编译成字节码（.class文件）。字节码是一种中间代码，不是特定于任何操作系统的机器码。例如，你编写了一个简单的Java程序HelloWorld.java，通过javac HelloWorld.java命令编译成HelloWorld.class。

• 运行阶段：字节码由Java虚拟机（JVM）解释执行。JVM会将字节码转换成特定平台的机器码，从而实现在不同操作系统上的运行。例如，你可以在Windows上通过java HelloWorld命令运行编译后的HelloWorld.class，然后在Linux或Mac OS上同样通过java HelloWorld命令运行，而不需要重新编译。

结语

希望通过这篇文章能为你提供一个清晰的知识脉络，帮助你快速建立起对Java的初步认知。如果你有任何疑问或需要进一步的帮助，请在评论区留言。让我们共同努力，开启Java编程的精彩旅程！

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