Java入门的第一课

从现在开始，让我来带你一起学习Java。

你可能要说了：为什么要学Java？

因为，Java如此优秀！

且听我为你一一道来。。。

你可以使用Java做什么

Java语言应用广泛，从诞生之初就广受欢迎。Java应用无处不在，几乎渗透了各行各业：金融、网站、嵌入式领域、大数据技术、高频交易空间、科学应用、移动设备、车载设备以及风靡的万物互联、人工智能等领域。

没错，Java无处不在。甚至连我们吃饭、喝水、走路。。。都离不开Java提供的服务。

Java：定位高端的风云人物

正是因为Java如此优秀，同时又有数以千万计的开发者为 Java 的不断完善添砖加瓦，让 Java 这门编程语言从诞生之初就炙手可热，并长期霸占编程语言排行榜第一和第二的位置（谦虚地说，与C语言不相上下）：

下面是长期以来Java语言的市场占有率（黑色线条），可以明显看出Java语言一直名列前茅：

（数据来源：https://www.tiobe.com/tiobe-index/）

Java在企业服务、移动设备、大数据等多个领域拥有不可撼动的市场份额，这也是它作为风云人物的重要依据。Java定位高端，薪资高昂，简单易学却功能强大。无论是对当作入门语言的新手，还是对于作为终生职业的开发者，都是货真价实的不二之选。

你还在等什么，快上车！

本节课程为你介绍Java语言概况，然后完成你的第一个Java程序。
主要内容包括：

• Java是什么
• 你可以使用Java做什么
• Java有什么特点
• Java的发展历程是怎样的
• 你该怎么开始？
• 你的第一个Java程序
• Java程序是怎么工作的？（选学）
• 集成开发环境搭建
• 总结

内容看起来很多，其实一点都不难。仔细看，只有一个加粗的重点任务哦！

学完本节课程，你会有以下两个收获：

• 了解Java语言的概况
• 能够使用IDEA编写、运行HelloWorld程序

怎么样，是不是看起来很简单？

动动手指就能完成，快来开始你的新手任务吧！

Java 是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的高级程序设计语言。由James Gosling（詹姆斯 · 高斯林）和同事们共同研发，并在1995年正式推出。由于该公司在2009年被Oracle公司收购，所以，Java现在是Oracle公司的一部分。Java的官网：https://www.oracle.com/java/。

Java应用程序可运行于不同的操作系统，如Windows，Mac OS，及其他多种UNIX版本的系统。根据Java不同的用途，分为三个版本：

• JavaSE：Java Platform Standard Edition，Java平台标准版，开发桌面应用程序，比如一些小游戏、音乐播放器、安卓系统和安卓手机的App
• JavaEE：Java Platform,Enterprise Edition，Java平台企业版，开发企业级应用，比如天猫、京东、百度之类的大型网站
• JavaME：Java Platform Micro Edition，Java平台微型版，嵌入式设备开发，比如数字电视、机顶盒、电冰箱、车载电子设备

闯关练习

1、Java语言的作者是谁？

A. Mark Zuckerberg（马克扎克伯格）
B. Elon Musk（埃隆马斯克）
C. Bill Gates（比尔盖茨）
D. James Gosling（詹姆斯高斯林）

答案：

James Gosling（詹姆斯高斯林）

错误提示：往上翻一翻，聪明绝顶的老爷爷叫什么名字！

Java 的设计者已经编写了颇有影响力的“ ”，用来解释设计的初衷以及完成的情况，并且发布了一个简短的摘要， 这个摘要用下面 11 个关键术语进行组织：

• Java语言是简单的： Java 语法是 C++ 语法的一个“ 纯净” 版本，Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换，这也使得大多数程序员很容易学习和使用。 简单的另一个方面是小。 Java 的目标之一是支持开发能够在小型机器上独立运行的软件。 基本的解释器以及类支持大约仅为 40KB，再加上基础的标准类库和对线程的支持（基本上是一个自包含的微内核） 大约需要增加 175KB，在当时，这是一个了不起的成就。
• Java语言是面向对象的：面向对象设计是一种程序设计技术， Java是一个纯的面向对象程序设计语言。 我们几乎可以透过现实生活去理解Java语言中的一切，这大大减少了编程语言与现实之间的阻隔。
• Java语言是安全的： Java通常被用在网络或分布式环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码攻击。除了Java语言具有的许多安全特性以外，Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类加载器），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类SecurityManager）让Java应用设置安全哨兵。
• Java是高性能的： 尽管对解释后的字节码性能已经比较满意， 但在有些场合下还需要更加高效的性能。 字节码可以（在运行时刻 ）动态地翻译成对应运行这个应用的特定 CPU 的机器码。 与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于C++。
• Java语言是多线程的： 多线程可以带来更好的交互响应和实时行为，来确保用户界面不会“ 冻住”。如今，我们非常关注并发性，因为摩尔定律行将完结。我们不再追求更快的处理器，而是着眼于获得更多的处理器，而且要让它们一直保持工作。 在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。线程的活动由一组方法来控制。Java语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制。

那么它是如何一步步发展到现在的样子的？

• 1995年5月23日，Java语言正式发布
• 1999年6月，SUN公司发布三个Java版本：标准版（J2SE,）、企业版（J2EE）和微型版（J2ME）。
• 2002年2月26日，J2SE1.4发布，自此Java的计算能力有了大幅提升
• 2004年9月30日18:00PM，J2SE1.5发布，新增了枚举、泛型、可变参数、自动装箱/拆箱、For-each循环、注解等多个重要而实用新特性，成为Java语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性，J2SE1.5更名为Java SE 5.0
• 2005年6月，JavaOne大会召开，SUN公司公开Java SE 6。此时，Java的各种版本已经更名，以取消其中的数字"2"：J2EE更名为Java EE，J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME
• 2009年04月20日，甲骨文74亿美元收购Sun，取得Java的版权。
• 2014年3月18日，Oracle公司发表 Java SE 8，里程碑版本，发布了大量的优秀特性，如Lambda表达式，方法引用，函数式编程，Stream API，Date Time API，全新的Nashorn javascript引擎，以便我们在JVM上运行特定的JavaScript应用，
• 2018年9月25日，Java SE 11 发布，里程碑版本，最近的长期支持（LTS，Long Term Support）版本，Oracle承诺会一直维护到2026年。这个版本除了对之前发布的8、9、10中的特性进行优化之外，还新增了类型推断、HTTP Client API、类的增强、ZGC（低功耗可扩展GC）、嵌套访问控制、堆分析能力增强（JVMTI）、新增并优化一些加密算法，同时，Oracle宣布将不再单独发布JRE和Server JRE，统一名称为Oracle JDK，并宣布以后每6个月发布一次新版本，每三年发布一次LTS版本。
• 2021年9月，最新的LTS版本Java SE 17 发布，敬请期待。

闯关练习

2、Java现在（2020年）最新的LTS（长期支持）版本是？

A. Java 8
B. Java 9
C. Java 11
D. JDK 14

答案：

Java 11

你该怎么开始使用Java进行程序设计呢？

Java的设计者们也考虑到了这个问题。为了方便广大开发者方便的使用Java语言开发应用，设计者们提供了大量的开发工具，通过使用这些工具，我们能够以非常简单的方式开发Java程序（其中最典型的就是 和两个命令，稍后介绍）。

那么，这些工具在哪里呢，如何使用呢？

设计者们把这些工具打包在一起，叫做 JDK， Java Development Kit，即Java开发工具包。一般情况下，我们开发了程序之后，肯定是要运行一下看看效果的，所以，设计者们把Java程序的运行环境一并打包进了JDK里面，这个运行环境就叫 JRE，Java Runtime Environment，所以 JDK 的 JRE 之间是包含关系。

现在，我们要想办法获取 JDK。

既然Java现在属于Oracle公司，那么我们去Oracle的官网应该就能获取到 JDK。在浏览器输入Oracle的官方网址：https://www.oracle.com/，进入首页之后，你可以在搜索框里输入 “Java”进行搜索，也可以在导航栏里找到Products并进入 Java频道：

进入Java频道之后，是关于Java优势的宣传。你可以在这个页面了解到Java的优势。在页面的下半部分，找到“ Java”，可以看到 “Java SE”，点击“Download Java now”：

进入Java SE详情页面，你可以看到最新版本以及Oracle官方推荐使用的版本，这些版本都是当前市场上使用量比较高，而且比较稳定的版本。你当然可以下载最新版的JDK软件包尝尝鲜，如果是生产环境，还是更推荐使用上一个稳定的LTS（长期支持）版本，或者你的公司指定使用的版本。这里我们以JDK11版本为例（目前最新的LTS版本），点击Java SE 11的“Download”连接，进入下面的页面：

继续点击上图中的“JDK Download”链接，进入JDK安装包下载列表，在这里，你可以根据自己操作系统的版本来选择适合的JDK，比如下载64位Windows版本的JDK安装包：

tips： 下载后缀名为.zip的免安装版本也是可以的。直接将压缩包解压到指定目录，进行配置之后就可以直接使用了，省去了安装的过程。但是该版本文件包比较大，在下载过程中要考虑网络因素。

选择你的安装包之后，点击链接，页面弹出提示框，直接勾选接受协议的复选框（好像也没有别的选择）：

点击弹出框的下载按钮就可以开始下载了。

还有一个细节要注意，Oracle网站要求下载JDK的用户必须是登录用户，如果你没有登录或者没有帐号，需要注册一个合法的帐号才能下载，这里不作介绍。

下载完成后，双击软件包安装即可。你可以一直点击 “next” （或 “下一步”）安装到默认路径下，也可以选择将JDK安装到指定目录，以方便管理。比如我的安装路径（DevelopTools是所有开发软件安装的目录）：

JDK安装完成后看起来并不会有什么变化，一般情况下，你也看不到桌面会有快捷方式。想要正常使用JDK，还需要一些配置。

你可以打开JDK安装后的bin目录，里面并不止一个应用程序：

这里面包含 Java 大量的开发命令（即Java开发工具，下同）和运行命令，要想使用这些命令，需要将它们配置到操作系统的环境变量 Path 中，当我们需要系统运行 JDK 的命令时，就可以通过 Path 配置的路径找到并执行它们。

tips:

环境变量：系统或应用程序运行过程中使用到的一些信息（参数），可能是某个值，也可能是某个路径。

1. 打开系统高级设计，找到“高级选项卡”：

   在桌面“计算机”或“此电脑”图标上右键，选择“属性”，进入控制面板的计算机系统页面后，点击“高级系统设置”，打开系统属性-高级选项卡：
   

2. 点击“环境变量”按钮，新建系统变量“JAVA_HOME”，值为JDK安装的根目录：

   进入环境变量配置窗口，在“系统变量”下点击“新建”按钮，创建一个新的环境变量：

3. 使用新建的系统变量“JAVA_HOME”，将JDK安装目录下的 bin目录 添加到 Path 系统变量的最前面：

   选中“系统变量”下的Path变量，选择“编辑”按钮，弹出编辑环境变量的窗口后，点击“新建”按钮，输入“%JAVA_HOME%bin”后确定，使用“上移”按钮将我们新建的内容移到最上面：

4. 如何验证是否配置成功？

   配置完成后，依次点击确定关闭那些窗口。然后同时按住win + R，输入cmd，回车:

   进入DOS命令行窗口后，分别输入命令：  然后回车，如果能够显示一些信息，说明配置成功：

注意事项：

关于Mac版的环境配置，可以点开链接自己学习一下。

请用一句话描述配置环境变量的目的是什么？

答案：

将bin目录配置到Path中，是为了当需要系统运行bin目录下的命令时，可以方便的找到它们并运行。

说了这么多，快来开始写代码吧。不过再给彭彭1分钟时间，带你认识一下代码编译器——它是你在基础学习过程中的重要小助手。

代码编辑器界面如下图所示，其中：

• 代码输入区：用来输入或编辑已有的代码
• 代码执行区：用来展示代码运行后的结果
• 重置：将代码输入区中内容还原为初始内容
• 运行：执行编译代码，在代码执行区输出运行结果

点击这里，可以使用在线编译器边学边练，无需自己安装环境，用于学习Java基础知识非常方便。

但如果你是立志学好Java，以后从事Java相关工作，拍前浪于沙滩上的后浪少年，那么一定要在自己电脑上安装更专业的编译器，老师在第五关会教你怎么安装。加油吧，后浪！

说了这么多，快来开始写代码吧。

几乎每一种编程语言的第一个程序，都是大名鼎鼎的“Hello world”，好像是在向全世界宣告：我来了。

Java也不例外，下面这段代码，就是Java语言的Hello world程序：

这段代码的输出结果：

Hello World

快来试一试

Java程序为什么是这样的？每个部分代表什么意思呢？

现在就告诉你答案。

上面的HelloWorld程序一共有5行，事实上，只有前三行是可以执行的代码，那么，我们就来分别看看这三行是什么意思：

第一行：

这段代码【声明】了一个类，或者说，创建了一个类，这个类叫做 。而前面紧挨着的单词 ，它的中文意思就是类，第一个单词  意思是“公共的”，所以  是一个“公共的类”，这就是这段声明的意思。至于类的具体含义，我会在“面向对象”章节详细的为你介绍，现在，你需要知道的是：
在Java中，一个最小的Java程序，至少包含一个类，或者说，类是Java程序的最小单位。
这就是为什么要创建一个  的原因。

第二行：

这行代码【声明】了一个方法，或者说，创建了一个方法，这个方法叫  。main方法是Java程序的入口，也就是说，Java程序是从这个方法开始运行的。main方法的格式是固定的，不能随意修改，这是Java语言的约定（或者说规范）。所以，建议你先把main方法的格式记住，我会通过后面的知识为你介绍它每一部分的含义。

对比第一行，这一行代码也有一对括号，而刚才我们编写的代码里，花括号开始  和结尾  并没有紧紧挨在一起，为什么这样？其实，花括号代表了类和main方法的范围。也就是说，类的花括号中的内容，才是属于这个类的，而如果在一个类的结尾花括号外面编写代码，这些代码是不属于这个类的。由此可见，main方法是HelloWorld类的一部分，同样的，第三行代码也是main方法的一部分。

Java中的括号，都是成对出现的，比如：( )、[ ]、{ }，所以在编写代码的时候一定要注意哦！

第三行：

要把这行代码分成两部分： 和  。第一部分，我们称为“输出语句”，它的格式也像main方法一样是固定的，它的作用在于 输出内容；而第二部分，也就是双引号中间的Hello world，就是输出语句要输出的内容。这么说来，双引号里面的内容是可以修改的，快去试试自己的名字？

Java中的引号，无论是双引号还是单引号，一般都要成对出现，而且都是英文输入法下的，其它符号同理。

好记性不如烂笔头，赶紧把它们记下来：

看起来，编写一个Java程序非常简单，但是，Java程序的运行过程，是非常复杂的。这部分知识 不要求 你掌握，你只需要了解它的大致过程就可以了。现在，为你介绍的内容是：Java程序的开发与运行原理。大致分为三步：
编写源文件 ——> 编译 ——> 运行。

上面编写的代码，称为“源代码”或“源码”。一般情况下，我们会把源代码保存到后缀名为  的文本文件里，这样的文件叫“源文件”。为了方便，我们会保持文件名与类的名字一致（包括大小写）：

源文件是程序员编写的，我们能够轻松识别每一行代码的意思，但是，在计算机中，CPU只能识别二进制指令。所以，现在要做的工作就是，需要在源文件和计算机指令之间进行转换。由于Java语言的结构和特性，设计者们先将源文件转换成一种特殊的二进制文件，然后将这个二进制文件交给Java运行时环境（JRE）去执行。转换成二进制文件的过程，叫做编译（这个过程使用了  命令），生成的二进制文件，叫做字节码文件（后缀名是  ）。这个过程全部由Java编译器自动完成，不需要程序员进行任何特殊操作：

Java程序的运行，并不是将字节码文件（文件）简单的交给操作系统去执行，那是因为不同的操作系统中数据的大小、范围和计算方式有很大不同，会导致同一段代码在不同系统之间运行效果差别很大，这不是设计者们想要看到的。Java的设计者们想到了一个聪明的办法，就是针对不同的操作系统，分别编写了一个可以正确执行Java程序的虚拟机（JVM），然后把这个虚拟机内置到 Java 的运行时环境（JRE）中，这样，同一段Java代码，就可以在不同的操作系统上运行出相同的效果了：

将字节码文件（）交给Java运行时环境（JRE）执行的过程，叫做Java程序的运行（这个过程使用了  命令）。

总的来说，从编写源代码，到程序输出结果，大致分为三步：

4、Java程序的入口是什么？

A. 类
B. main方法
C. System.out.println();语句
D. 以上都是

答案：

main方法

JDK安装目录下的bin目录，包含了很多开发工具（即各种命令），我们当然可以直接使用它们来开发Java程序，但是这样做带来的结果就是，无论从使用这些工具的方式，还是从管理代码的角度上看，都会显得非常不方便。如果能把这些工具集成在一个软件里，通过图形界面操作它们，就可以降低开发难度，大大提高开发效率。

工欲善其事，必先利其器。使用集成开发工具要简单、高效的多。所以，我特意为你准备了现在最受开发者欢迎的集成开发工具之一：Intellij IDEA，简称IDEA。

IDEA是JetBrains公司的产品，这家公司总部位于捷克共和国的首都布拉格，开发人员以严谨著称的东欧程序员为主。官方网址为：https://www.jetbrains.com/idea/。

关于IDEA的下载和安装，请参考文档：

IntelliJ IDEA的下载和安装.docx

IDEA的配置、以及常用快捷键，请参考文档：

IntelliJ IDEA开发工具配置.docx

在IDEA中（包括很多其他的集成开发工具，比如eclipse），是以项目的形式来管理Java代码的，一个项目就是一个软件工程，或者理解成一个复杂的Java程序。点击“Create New Project”，创建一个新项目：

在New Project新项目创建窗口，选择Java项目类别，点击next：

下面的页面提示是否从模板创建项目，不用管它，直接点击next：

输入项目名：HelloWorld，选择项目在本地磁盘的地址，点击finish：

小贴士，对IDEA的操作技巧，每次启动IDEA时弹出，可以根据需要选择是否弹出。取消勾选“Show tips on startup”即取消弹出，点击close：

HelloWorld项目创建成功。展开项目结构，如图所示：

在src目录上右键->new->Java Class，并在弹出的对话框中输入HelloWorld（注意大小写）：

这样就创建好了一个类，在类中编写代码即可。

在新建的HellWorld类中编写前面介绍过的代码之后，IDEA会自动保存，不需要我们手动 。

代码编写好了，就可以开始运行程序了：

可以看出，IDEA默认的字号非常小，你可以根据前面介绍的 IntelliJ IDEA开发工具配置.docx 对字体和字号进行配置。运行程序有多种方式，常见的方式比如：

• 一，在左侧编辑区绿色三角形按钮上点击，选择“Run ‘HelloWorld.main()’”菜单运行HelloWorld程序；
• 二，也可以在空白处右键，选择“Run HelloWorld.main()”菜单运行HelloWorld程序：

运行之后，窗口下半部分出现控制台窗口，并打印出“HelloWorld”：

哇，好棒呀，你居然可以开发完成一个Java程序了！

这个小节的内容已经学习完了，是不是感觉收获多多！

刚才我们一起了解了Java的基本信息，同时完成了你的第一个Java程序：HelloWorld。

现在，我们一起做个总结。

1. 了解Java的基本信息

   ​ Java的作者：詹姆斯 · 高斯林

   ​ Java语言目前最新的LTS版本：JDK11

2. 能够编写HelloWorld代码，并成功运行

   ​ Java程序的最小单位：类

   ​ Java程序的入口：main方法

这就是今天学习到的内容，整体来说难度不大。相信你现在肯定已经掌握了上面的知识，你真的太棒了！

最后，去挑战一下今天的作业吧！

1.使用IDEA完成HelloWorld程序，并成功运行。

2.练习IDEA的常用快捷键，看看能不能找到快速编写main方法和输出语句的办法。