【JavaSE专栏1】Java的介绍、特点和历史

作者主页：Designer 小郑 作者简介：Java全栈软件工程师一枚，来自浙江宁波，负责开发管理公司OA项目，专注软件前后端开发（Vue、SpringBoot和微信小程序）、系统定制、远程技术指导。CSDN学院、蓝桥云课认证讲师，全栈领域优质创作者。热爱技术、专注业务、开放合作、乐于分享，期待你我共同成长！ 主打方向：Vue、SpringBoot、微信小程序

Java是一种编程语言，被特意设计用于互联网的分布式环境。Java具有类似于C++语言的“形式和感觉”，但它要比C++语言更易于使用，而且在编程时彻底采用了一种“以对象为导向”的方式。

简单来说，Java 是一门编程语言，用来开发各类应用程序，是后端程序员的开发利器。

就比如这样：

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

JavaSE(Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版)

JavaEE(Java 2 Platform，Enterprise Edition，java平台企业版)

JavaME(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版)

1 面向过程和面向对象

同学们需要记住，Java 是一门面向对象的编程语言，面向过程和面向对象的概念如下：

1.1 从概念角度讲

面向过程是一种以过程为中心的编程思想，简称 POP，强调事件的流程、顺序，如 C 语言。

面向对象是一种以对象为中心的编程思想，简称 OOP，强调事件的角色、主体，如 Java、C#。

1.2 从应用角度讲：

张三下班乘坐公交车到家后，打开电脑，运行英雄联盟开始打游戏。

面向过程角度：

1. 回家
2. 开电脑
3. 打游戏

面向对象角度：

1. 对象：张三、公交车、电脑、游戏
2. 电脑可以做什么：开机、运行游戏
3. 张三可以做什么：乘坐公交车、打开电脑
4. …

1.3 面向过程和面向对象小结

从不同的角度去看待一件事情，就会有不同的分析方案。

面向过程的方案是循序渐进，逐步完成每一件事情，最后全部完成。

面向过程优点：逻辑简单，逐步拆分执行，对简单的事件处理效率高。

面向过程缺点：只关注眼前的事件执行，复杂事件执行效率不高。

面向对象的方案首先定义事件的全部角色对象，列出对象的全部属性和功能，每次使用只需实例化即可，其内部也是面向过程的实现。

面向对象优点：扩展性高、保密性好、可复用、不仅关注眼前实现，也关注未来可能需要实现的业务，支持继承、封装、多态。

面向对象缺点：对于较为简单的业务，处理起来比较繁琐，不利于小白开发者入门。

2 编译型和解释型

当前用编译型、解释型对编程语言进行分类，其实不太合适了，但还是有必要学习两者的概念和区别。

同学们需要记住，Java 是一门一种半编译，半解释执行的语言，编译和解释的概念如下：

2.1 编译型

我们编写的Java代码（高级语言）是人类语言，自己能够轻松理解，但是对于计算机硬件（CPU）来说，无法识别且无法执行，计算机只能识别某些特定的二进制指令，所以在程序真正运行之前，必须将源代码转换成二进制指令。

简单来说，编译型需要将高级编程语言，编译为计算机可识别的二进制代码，然后执行。

在 Java 中，编译器先将先将其编译成 class文件，也就是字节码，然后将字节码交由 jvm（java虚拟机）解释执行，所以 Java 是一种编译型语言。

特点：每次修改必须重新编译，但执行效率高。

2.2 解释型

解释型的语言，将代码一句一句直接运行，不需要像编译语言一样，经过编译器先行编译为机器代码，之后再运行。它不会一次把整个程序翻译出来，而是每翻译一行程序叙述就立刻运行，然后再翻译下一行，再运行，如此不停地进行下去。

这种编程语言需要利用解释器，在运行期，动态将代码逐句解释为机器代码，或是已经预先编译为机器代码的的子程序，之后再运行。

简单来说，解释型语言边解释边执行，更新代码后无需重新编译，但需要依赖解释器。

特点：跨平台性好，通过不同的解释器，将相同的源代码解释成不同平台下的机器码。但一边执行一边转换，效率很低。

Java首先由编译器编译成.class类型的文件，这个是java自己类型的文件，然后再通过虚拟机 (JVM)从.class文件中读一行解释执行一行，所以 Java 也是一种解释型语言，具有较好的跨平台性。

3 Java 和 C++ 的区别

C++是一种计算机高级程序设计语言，C++既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计，C++擅长面向对象程序设计的同时，还可以进行基于过程的程序设计。

简单来说，C++ 执行速度比 Java 块，更偏向于硬件级应用程序，另外还支持游戏开发。

C++更接近机器语言，因此其软件运行速度更快且能够直接与计算机内存、磁盘、CPU或者其它设备进行协作。

3.1 执行性能

Java 代码需要通过 JVM 解释才能运行，执行性能一般。

但 C++ 会被编译为机器语言，因此其能够立即运行且速度更快。

3.2 内存安全

Java是一种内存安全型语言，由 JVM 负责内存的管理。

C++则是通过 new 和 delete 语句实现手动的内存管理，比较灵活，但如果不处理内存，容易引起错误，导致程序崩溃。

3.3 指针功能

Java不支持指针，但可以使用值引用的方式进行值传递。

C++ 支持指针，允许直接在内存空间中进行值管理。

3.4 执行方式

Java 项目代码通过编译器生成 .class 文件，不能在电脑直接运行，必须通过 JVM 环境解释才能运行，可以实现一处编译，多处运行。

而 C++ 通过 IDE 编译链接生成机器语言代码，在特定的编译器生成的特定的代码，只能在特定的操作系统环境下运行，不具备移植性。

3.5 Java 和 C++ 哪个更好

Java 与 C++ 都是程序员的利器，没有哪个更好，只有哪个更合适。

Java 语言更倾向于服务器端的开发，注重 Web 开发和 Android 开发。

C++ 语言更倾向于硬件和游戏的开发。

4 编程语言的发展历史

4.1 机器语言

机器语言是最底层的计算机语言。在用机器语言编写的程序中，每一条机器指令都是二进制形式的代码，即由一连串的二进制数符0和1组合起来的编码。程序中的每一条指令规定了计算机要完成的一个操作。在指令代码中，一般包括操作码和地址码,其中操作码告诉计算机做何种操作，即“干什么”，地址码则指出被操作的对象存放在什么位置。用机器语言编写的程序，计算机硬件可以直接识别。

由于机器语言程序是由二进制数符0和1组成的系列，所以用它编写的程序直接针对计算机硬件，执行效率高，能充分发挥计算机的速度和性能，这也是机器语言的优点。

但是由于二进制数序列难学、难记、难写、难检查、难调试，编写起来非常繁琐，而且用机器语言编写的程序完全依赖于机器，程序的可移植性差，所以一般不用机器语言编写程序。

4.2 汇编语言

人们用一些容易记忆和辨别的有意义的符号来表示机器指令，如用指令助记符表示机器语言指令代码中的操作码，用地址符号表示地址码。这样用一些符号表示机器指令的语言就是汇编语言，也称为符号语言。

汇编语言与机器语言逐一对应，依赖于机器硬件，移植性不好，但执行效率比较高。

针对计算机特定硬件而编制的汇编语言程序，能准确发挥计算机硬件的功能和特长，程序精练而质量高，所以至今仍是一种常用而强有力的软件开发工具。

4.3 高级语言

高级语言是一种更接近于自然语言的计算机语言，包括Fortran、Basic、Pascal、Cobol及C语言等。高级语言源程序主要由语句构成，语句是要计算机完成指定任务的命令。高级语言有各自的语法，独立于具体机器，移植性好。

为了使高级语言编写的程序能够在不同的计算机系统上运行，首先必须将程序翻译成运行程序的计算机特有的机器语言。

在高级语言和机器语言之间执行这种翻译任务的程序叫做编译器。

5 Oracle JDK 和 OpenJDK 的区别

在学习Oracle JDK 和 OpenJDK 的区别之前，首先要了解什么是 JDK。

JDK是 Java 语言的软件开发工具包，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序。JDK是整个java开发的核心，它包含了JAVA的运行环境（JVM+Java系统类库）和JAVA工具。

Oracle JDK 是官方发行的 JDK，每 6 个月发行一次主要版本，经过严格的测试和错误修复而比较稳定，性能更高，但并不是完全开源的，有些功能是收费的。

OpenJDK 可以理解为 JDK 的社区版本，是一个开源的参考模型，不定期更新。

所以大家在学习 Java 时，建议使用 Oracle JDK 17 版本，因为这个版本是免费的长期维护版，无需授权即可使用。

有关 JDK、JRE、JVM 的知识，将在下一节的课时中进行讲解。

6 Java的历史

由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。Java语言是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，由当时任职太阳微系统的詹姆斯·高斯林（James Gosling）等人于1990年代初开发，它最初被命名为Oak。Java伴随着互联网的迅猛发展而发展，逐渐成为重要的网络编程语言。

你需要了解：

• Java 于 1995 年推出。
• Java 最初的名字为 Oak。
• Java 由 C++ 改造而来，去掉了复杂的指针。

7 课时小结

在本节课时中，我们学习了 Java 的简介、面向对象和面向过程的区别、编译型语言和解释型语言的区别、Java 和 C++ 的区别、编程语言的发展历史、Oracle JDK 和 OpenJDK 的区别和 Java 的历史。在下一节课时中将学习 JDK、JRE 和 JVM 的知识。