Java是一种广泛使用的高级编程语言,由Sun Microsystems公司在1995年推出。Java语言的原始版本名为Oak,由于各种原因,后来改名为Java。Java语言设计的初衷是为了实现跨平台的特性,即“一次编写,到处运行”。Java语言的跨平台能力得益于其虚拟机(JVM)的运行机制,这意味着Java程序可以在任何安装了相应版本JVM的设备上运行。
Java语言本身是一种面向对象的编程语言,它提供了丰富的类库和接口,使得程序员能够用它来开发各类应用程序。Java语言支持面向对象的三大特性:封装、继承和多态。这些特性让Java语言能够适应各种复杂的编程场景,从简单的命令行程序到复杂的图形用户界面(GUI)和大型的企业级应用系统。
Java语言的核心特性包括安全性、可移植性和平台无关性。安全性主要体现在Java提供了沙箱环境来运行程序,防止恶意代码攻击;可移植性意味着Java程序能够在不同的操作系统上无差别地运行;平台无关性则通过字节码的方式实现,使得Java程序能够在任何安装了JVM的机器上运行。
Java语言的平台无关性还有一个重要实现方式是使用Java虚拟机(JVM)。JVM是一种抽象的计算机,是Java程序运行环境的核心。JVM负责解释和执行Java程序的字节码。当Java程序被编译成字节码后,它并不直接运行在操作系统之上,而是需要JVM来实现字节码与具体操作系统的通信。Java程序的编译过程将源代码转换成字节码文件,具有.class扩展名,然后JVM读取并执行这些字节码。
Java开发工具包(JDK)是Java程序开发中不可或缺的部分,它包括了Java语言的编译器javac和运行Java程序的JVM,以及其他实用工具,例如文档生成器javadoc和调试工具jdb等。从JDK 1.3版本起,Sun公司将其更名为Java Platform 2(简称Java 2),并且分为三个版本:J2SE、J2EE和J2ME,分别对应不同的应用需求,包括标准版、企业版和微型版。
开发和运行Java程序需要先安装JDK,并配置环境变量,以便系统能够识别Java相关的可执行文件和库文件。环境变量的配置包括Path变量和classpath变量的设置。Path变量指定系统命令搜索的路径,而classpath变量用于指定Java类加载器搜索类文件的路径。
编写第一个Java程序的步骤包括创建一个文本文件,例如Hello.java,并使用文本编辑器输入Java源代码。源代码文件以.java为扩展名,之后使用JDK中包含的javac编译器编译源文件,生成字节码文件。使用JVM来执行编译后的字节码文件。第一个Java程序通常输出“Hello world!”字符串,作为学习者入门的典型示例。
Java语言经历了长时间的发展,已经成为了编程语言中的重要一员,广泛应用于企业级应用开发、移动应用开发、大数据处理等领域。因其语言本身的功能强大和生态系统的完善,Java语言始终是计算机科学教育和工业应用中的热门选择。