[Java · 初窺門徑] Java 語言初識

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0x01：Java · 編程語言簡介

Java 是一種高級計算機編程語言，它是由 Sun Microsystems 公司（已被 Oracle 公司收購）于 1995 年 5 月推出的一種可以編寫跨平臺應用軟件、完全面向對象的程序設計語言。

0x0101：Java · 誕生史 — 從機頂盒到改變世界的編程語言

Java 的誕生史要追溯到 1991 年，由 Patrick Naughton 及其伙伴 James Gosling（被譽為 “Java之父” ）帶領的 Sun 公司的工程師小組想要設計一種小型的計算機語言，主要是面向有線電視轉換盒這類的消費設備。

由于這些消費設備的處理能力和內存都很有限，所以要求語言必須非常短小且能夠生成非常緊湊的代碼。另外，由于不同的廠商會選擇不同的中央處理器（CPU），因此這種語言的關鍵是不能與任何特定的體系結構捆綁在一起。這個項目起初被命名為 “Green”。

為滿足消費電子設備的嚴苛要求，這種新語言必須具備 代碼精簡、運行高效 的特性，同時實現 跨平臺兼容 —— 即同一套代碼無需修改即可在不同硬件架構上運行。盡管 Sun 團隊擁有深厚的 UNIX系統開發背景，但鑒于 C++ 在 跨平臺能力 與 內存管理 上的局限性，他們決定以 C++ 語法為基礎進行改良重構。

在 James Gosling 的主導下，新語言初步定名為 Oak（靈感源自其辦公室窗外的一棵橡樹），意在體現其如同橡樹般穩健可靠的特性。然而，當準備對外發布時，團隊發現 "Oak" 已被其他編程語言占用，最終更名為 Java —— 這個名字既暗合開發團隊對咖啡文化的熱愛（Java是印尼著名咖啡產地），又隱喻著新語言能為開發者帶來如咖啡般提神的高效編碼體驗。

0x0102：Java · 發展史 — Java 版本迭代史

Java 語言發展到今天經歷了一系列的過程 （同時掃盲一波 Java 8 & Java 1.8）：

1991 年：SUN 公司的 Green 項目，Oak 誕生
1995 年：推出 Java 測試版
1996 年：JDK 1.0 — JDK（Java 開發工具包）
1997 年：JDK 1.1
1998 年：JDK 1.2，大大改進了早期版本缺陷，是一個革命性的版本，更名為 Java2
2004 年：J2SE 5.0（1.5.0）Tiger 老虎稱為 Java 語言發展史上的又一里程碑，為了表示該版本的重要性，J2SE 1.5 更名為 Java SE 5.0
2005 年：Java 的各種版本進行更名，以取消其中的數字 “2”，J2ME 更名為 Java ME，J2SE 更名為 Java SE，J2EE 更名為 Java EE。
2006 年：Java SE 6.0（1.6.0）
2009 年：甲骨文（Oracle）收購 SUN，交易額高達 74 億
2011 年：JavaSE 7.0（1.7.0）
2014 年：JavaSE 8.0（1.8.0） - 長期支持
2017 年：Java 9.0
2018 年 3 月：Java 10
2018 年 9 月：Java 11 - 長期支持
2019 年 3 月：Java 12
2019 年 9 月：Java 13
2020 年 3 月：Java 14
2020 年 9 月：Java 15
2021 年 3 月：Java 16
2021 年 9 月：Java 17 - 長期支持
2022 年 3 月：Java 18
2022 年 9 月：Java 19
2023 年 3 月：Java 20
2023 年 9 月：Java 21，9 月 19 日，以六個月為更新頻次的 Java 正式發布了最新的長期支持版本 — Java 21，這一版本將獲得官方 5 年的重要支持，這意味著對于開發者、企業而言，如果想要用上穩定而前沿的 Java，JDK 21 無疑是最好的選擇。
2024 年 3 月：Java 22

Java · 知識掃盲：

Java 1.8 & Java 8 Java 1.8.0 & Java 8 其實是一樣的 😂。得益于 Java 神奇的版本迭代機制，搞亂了一堆初學者。

Java · 學習建議：關于 Java 學習版本的選擇

從 Java 的版本迭代史可以看出來，Java 的版本更新非常的快。對于我們初學者而言，筆者建議學習那些長期支持的版本，比如 8、11、17、21 版本。另外，對于語言的學習我們一開始并不推薦追求最新版，有以下幾點考量：

編程語言的基礎語法很難改動 => 學了低版本的基礎語法你到高版本僅僅是換個版本的事情。

新版本生態環境尚未搭建 => 新版本剛推出，參考資料比較少，除了 Bug 很難排查。

0x0103：Java · 體系結構 — SE & EE & ME

針對不同開發市場，Sun 公司將 Java 劃分為 3 個技術平臺（體系結構）：

Java SE（Java Standard Edition）：標準版，定位在個人計算機上使用
Java EE（Java Enterprise Edition）：企業版，定位在服務器端的應用
Java ME（Java Micro Edition）：微型版，定位在消費性電子產品的應用上

1. Java SE — 標準版 Java 技術平臺

適用場景： 開發普通桌面和商務應用程序

這個版本是 Java 平臺的核心，它提供了非常豐富的 API 來開發一般個人計算機上的應用程序，包括用戶界面接口 AWT 及 Swing，網絡功能和國際化、圖像處理高能力以及輸入輸出支持等。

在上個實際 90 年代末互聯網上大放異彩的 Applet 也屬于這個版本。Applet 后來被 Flash 取代，而 Flash 現在也被 HTML5 取代了。

2. Java EE — 企業版 Java 技術平臺

適用場景： 開發企業級應用程序

JavaEE 是 JavaSE 的擴展，增加了用于服務器開發的類庫。如：JDBC 讓程序員能直接在 Java 內使用SQL 的語法來訪問數據庫內的數據；Servlet 能夠延伸服務器的功能，通過請求-響應的模式來處理客戶端的請求；JSP 是一種可以將 Java 程序代碼內嵌在網頁內的技術。

3. Java ME — 微型版 Java 技術平臺

適用場景： 開發電子消費產品和嵌入式設備

JavaME 是 JavaSE 的內伸，包含 J2SE 的一部分核心類，也有自己的擴展類，增加了適合微小裝置的類庫：javax.microedition.io.* 等。該版本針對資源有限的電子消費產品的需求精簡核心類庫，并提供了模塊化的架構讓不同類型產品能夠隨時增加支持的能力。

0x0104：Java · 語言特性

筆者備注：沒有最牛逼的語言，只有最適合的語言！！

下面是 Java 的特性與優勢，簡而言之，Java 牛逼！！！

跨平臺/可移植性： Java 通過 JVM（Java Virtual Machine，Java 虛擬機）以及字節碼實現跨平臺性。Java 程序由 Javac 編譯器編譯為字節碼文件（.class文件），JVM 中的 Java 解釋器會將字節碼文件翻譯成所在平臺上的機器碼文件，執行對應的機器碼文件就可以了。Java 程序只要一次編寫，就可到處運行。
安全性：
- Java 的存儲分配模型可以防御惡意代碼攻擊。
- Java 沒有指針，外界不能通過偽造指針操作存儲器。
- Java 編譯器在編譯程序時不顯示存儲安排策略，程序員不能通過查看聲明猜測出類的實際存儲安排。
- Java 程序的存儲是在程序運行時由 Java 解釋程序決定的。
面向對象： 面向對象是一種程序設計技術，非常適合大型軟件的設計與開發。由于 C++ 為了照顧大量 C 語言使用者而兼容了 C，使得自身僅僅成為了帶類的 C 語言，多少影響了其面向對象的徹底性！而 Java 是完全的面向對象的語言。
簡單性： Java 使用引用代替指針，并提供了自動垃圾回收機制，使程序員不必擔心內存管理。
高性能： Java 最初發展階段，總是被人詬病 ”性能低“；客觀上，高級語言運行效率總是低于級語言的，這個無法避免。Java 語言本身發展中通過虛擬機的優化提升了幾十倍的運行效率。比如，通過 JIT（JUST IN TIME）即時編譯技術提高運行效率。將一些 ”熱點“ 字節碼編譯成本地機器碼，并將結果緩存起來，在需要的時候重新調用。這樣的話，使 Java 程序的執行效率大大提高，某些代碼甚至接近 C++ 的效率。
分布性： Java是為 Internet 的分布式環境設計的，因為它能夠處理 TCP/IP 協議。事實上，通過URL 訪問一個網絡資源和訪問本地文件是一樣簡單的。Java 還支持遠程方法調用（RMI，Remote Method Invocation)，使程序能夠通過網絡調用方法。
多線程： 多線程的使用可以帶來更好的交互響應和實時行為。 Java 多線程的簡單性是 Java 成為主流服務器端開發語言的主要原因之一。