第1篇 基础知识

本篇从Java的基本概念及特性开始Java的学习之旅，并通过一些实例来了解Java的实际开发过程。

读者在学完本篇后将会了解到Java软件和编程的基本概念，掌握Java的基本操作及应用方法，为后面的学习打好基础。

第1章 揭开Java的神秘面纱

本章视频教学录像：1 小时47 分钟

通过上一章的阅读，相信你已经对Java语言有了大概的了解，本章更进一步地介绍如何在Windows和Linux的环境下下载与安装JDK，并详细描述Windows下开发环境的配置。最后介绍如何编译和运行第1个Java程序。

本章要点（已掌握的在方框中打钩）

□ 掌握下载、安装Java开发工具箱

□ 掌握开发环境变量的配置

□ 学会编写第 1个 Java 程序

1.1 Java开发环境

本节视频教学录像:2分钟

学习Java的第一步就是要搭建Java开发环境(Java Development Kit，JDK)，它是在操作系统（如Windows、Linux等）下搭建的Java最基本的开发环境，目前由Oracle公司维护开发并免费提供。

JDK由一个处于操作系统层之上开发环境和运行环境组成，如下图所示。JDK除了包括编译（javac）、解释（java）、打包（jar）等工具，还包括开发工具及开发工具的应用程序接口等。当Java程序编译完毕后，如果想运行，还需要JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境）。

JRE是运行JAVA程序所必需的环境的集合，包含JVM标准实现及Java核心类库。如果仅仅想运行Java程序，安装JRE就够了。也就是说，JRE是面向Java程序的使用者的。如果想开发Java程序，就需要安装JDK，它是面向Java程序的开发者。Java程序的开发者自然也是Java程序的应用者。从下图也容易看出，JDK包含JRE。

由上图可以看出，Java程序开发的第一步就是编写Java语言的源代码。而编写源代码的工具可以是任何文本编辑器，如Windows 下的记事本、Linux下的Vim均可。这里推荐读者使用对编程语言支持较好的编辑器：Notepad++、UltraEdit、Editplus等。

Java源文件编写完毕后，就可以在命令行下通过javac命令将Java源程序编译成字节码(二进制文件)，然后通过java命令来解释执行编译好的Java类文件（文件扩展名为.class）。但如果想正确使用javac和java等命令，用户必须自己搭建Java开发环境。在1.3节，我们将详细介绍此步骤。

采用Oracle公司提供的JDK开发Java程序，能够让初学者专注于Java语法的理解，代码模块之间的关系比较清晰明了，有利于初学者理解Java面向对象的设计思想。此外，JDK的版本也会随Java （J2EE、J2SE以及J2ME）版本的升级而升级。但它的缺点也是明显的，从事大规模企业级Java应用开发比较困难，也不利于团体协同开发。

因此，目前市面上出现了很多优秀的Java集成开发环境 (Integrated Development Environment，简称 IDE)，如NetBeans和Eclipse等。IDE在JDK的基础上，为程序提供了很多辅助功能的支持，极大方便了程序的开发。在第2章我们将系统地介绍Eclipse的使用。

本节分别介绍两种应用最为广泛的操作系统—Windows和Linux环境下安装JDK的过程。

1.2 安装Java开发工具箱

Oracle公司提供多种操作系统下的不同版本的JDK。

1.2.1 下载JDK

JDK软件包的下载方法如下。

⑴ 首先登录Oracle官方网站下载最新版的JDK版本。在浏览器地址栏中输入www.oracle.com，打开Oracle官方网站，单击“Downloads（下载）”下载，如下图所示。

⑵ 如0.3节介绍， Java技术体系可以分为4个平台：Java SE（Standard Edition，标准版）、Java EE（Enterprise Edition，企业版）、Java ME（Micro Edition，微型版）和Java Card（智能卡版）。后面三个版本都是以Java SE为核心的，所以掌握Java SE最为重要，这也是本书的主要讲解范围。因此，在“Downloads”单击打开的网页中选择下载“Java SE”，如下图所示。

⑶ 进入正式下载页面http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html，如下图所示。

单击下载“Java Platform (JDK) 8u5”。需要读者注意的是，虽然我们下载的是Java 8，但Java 8的推广使用还需要假以时日，Java 7仍然是广泛应用的开发环境。

借助搜索引擎，如百度（www.baidu.com）或者谷歌（www.google.com.hk），输入关键字诸如“Java 7 下载”等，可以搜索到很多可用的下载地址，或者在下面的官方链接地址：http://www.oracle. com/technetwork/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html，也可以选择下载Java 7的最后更新版本，如下图所示。

而对于初学者来说，我们主要关注的是Java的基础知识的学习，在这点上，Java 7和Java 8没有太明显的差别。在后续的章节中，如果基础知识部分涉及Java 8的新特性时，我们会单独列出说明。

在Java 的发展过程中，其版本编号有一定的“混乱”性，容易让用户产生某种程度的困扰。譬如，有的时候读者朋友(特别是初学者)可能在阅读一些Java书籍时，发现版本为Java 2，如J2EE。有时又发现一些书籍说自己代码编译的平台是Java 6.0或Java 7.0，那Java 3 或Java 4 去哪里了？因此这里有必要给予解释一下。下面简要的介绍一下Java的版本号命名规则。

在Java 1.1之前，其命名方式和传统的方式一样。但当Java 1.1升级到Java 1.2时，Sun公司的Java市场推广部门觉得， Java的内涵发生了很大的变化，应给予Java一个“新”的名称——Java 2，而它内部的发行编号仍是Java 1.2。当Java内部发行版从1.2过渡到1.3和1.4时，Sun公司对外宣称的版本依然是Java 2.Sun公司从来没有发布过Java 3和Java 4。从Java的内部发行版的1.5开始，Java的市场推广部门又觉得Java已经变化很大，需要给予一个“新”的称呼来在市场中“博得眼球”，于是Java 1.5 直接对外宣称Java 5，依此类推，Java 1.6 对外宣称Java 6，而目前我们即将学到的Java 7，其内部版本是Java 1.7。如下表所示。

为了避免混淆，Oracle公司宣布改变Java版本号命名方式：自JDK 5.0起，Java以两种方式发布更新。第一种方式是Limited Update（有限更新）模式，其包含新功能和非安全修正。第二种方式是Critical Patch Updates（CPUs，重要补丁更新），只包含安全的重要修正。举例来说，Java SE 8u5的解释如下图所示。

⑷ 由于Oracle的Java实施的是“许可证（License）”，所以需要选择“ Accept License Agreement（接受许可证协议）”，然后选择与自己所使用操作系统匹配的SDK版本，如下图所示。

读者朋友可以根据自己的操作系统类型以及位数（32位的还是64位的），下载所对应的Java JDK。我们用下表详细说明上图所示的各种不同版本JDK的含义。

请注意，对于Linux版本而言，rpm为Red Hat和CentOS为代表的安装包，假设下载的是32位的rpm安装包：jdk-8u5-linux-i586.rpm，则其安装格式为：

rpm -ivh jdk-8u5-linux-i586.rpm

而以tar.gz的软件包则需要先解压，假设我们下载的是jdk-8u5-linux-i586.tar.gz，则需要用tar命令先解压：

tar zxvf jdk-8u5-linux-i586.tar.gz

然后在解压后的文件夹中查找安装文件jdk1.8.0_version，这里的version是下载时的次版本号，在不同时期下载，version可能是不同的，因为JDK总是不断在升级的。

Java 8的JDK软件包多在100MB以上，下载需要一定的时间，请读者耐心等待。下面为读者说明JDK在两种常用的操作系统——Windows和Linux下的详细安装流程。

1.2.2 在Windows 7中安装JDK

在下载过程中，有个小问题需要读者注意：如何识别自己所使用的Windows操作系统版本号？在Windows 7下，在桌面上鼠标右键单击“我的电脑”图标，选择“属性”命令，在弹出“属性”窗口下，如下图所示，“系统类型”处即可显示读者所用的操作系统版本信息。

目前，在笔者写作本书时， Java的JDK版本号是Java SE 8u5，但编程语言趋势是一直向上升级，只要大版本“8”不变，“u”后面的小版本号有所变化，基本上不会影响普通用户的学习。

安装环境介绍。

操作系统：64位Windows 7

安装软件：jdk-8u5-windows-x64.exe

⑴ 开始安装，下载完成后，就可以安装Java JDK。双击“jdk-8u5-windows-x64.exe”，具体流程如下图所示。

⑵ 选择安装路径，确定是否安装公共JRE。公共JRE提供了一个Java运行环境。JDK默认自带了JRE。可单击【取消】按钮，选择不安装公共JRE，并不会对Java运行造成影响。如下图所示。

⑶ 单击【Next】按钮，正在安装JDK，如图所示。

⑷ 安装公共JRE，如果在上一步中没有取消安装公共JRE，在安装JRE过程中会提示安装公共JRE。可以在本步骤中单击取消，不安装公共JRE。或者单击下一步按钮，安装公共JRE。

⑸ 正在安装公共JRE。

⑹ JDK安装完成。

⑺ 查看安装目录（C:\Program Files\Java）。如果安装了公共JRE，会在本目录下出现公共JRE安装后的目录（如下图所示），否则则没有。

⑻ 查看JDK安装目录（C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05）。JDK默认安装了JRE，提供了Java程序运行时默认环境，运行时并不使用公共JRE。

1.2.3 在Red Hat Enterprise Linux中安装JDK

Windows是Java程序员应用广泛的操作系统，但是Linux操作系统在服务器领域（如Red Hat）占据重要地位，其桌面系统（如Ubuntu）的市场份额也日益扩大。所以，学有余力的读者可以在Linux平台下开展Java程序开发。因此也有必要介绍一下Linux下安装JDK的流程。

在Linux环境下，在安装Java JDK之前，首先要下载正确的JDK软件包。下载的方式和Windows环境下的流程基本一致。但在判定用户所使用的操作系统版本上，是有所不同的。

笔者使用的Linux操作系统为Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 6.5。下面在终端演示的几条命令，是下载JDK之前需要了解的操作系统信息。

⑴ 查询Linux操作系统是32位还是64位。使用命令getconf LONG_BIT或getconf WORD_BIT，如下图所示。

如果显示32则说明是Linux32位操作系统。类似的，如果显示为64，则说明Linux为64位操作系统，其中root是Linux的根用户（类似于Windows的超级管理员）。下面我们还可以用file命令来显示Linux的版本号。

⑵ 使用file /bin/ls显示Linux的版本号，如下图所示。

如果输出有32-bit字样，则说明是Linux 是32位操作系统。类似的，如果含有64-bit字样，则说明为Linux 是64位操作系统。

⑶ 查询Linux的发行版本。

在命令行模式下，输入 lsb_release -a ，即可列出所有版本信息，如下图所示。

上面输出说明当前的Linux操作系统为Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5。根据上面的操作系统版本信息，我们选择单击下载32位的JDK：“jdk-8u5-linux-i586.rpm”，如下图所示。

安装环境介绍。

操作系统：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5 32位。

安装软件：jdk-8u5-linux-i586.rpm。

⑴ 将安装包下载至用户家目录（home）下的文件夹Downloads。

我们用pwd命令显示当前的工作目录，用ls -l 命令显示当前的工作目录下的文件列表，jdk-8u5-linux-i586.rpm就是我们要安装的文件，如下图所示。

⑵ 查询系统是否安装JDK。

使用rpm -qa | grep jdk 命令查看当前系统是否已安装了JDK；使用java -version 命令查看当前使用的JDK版本，如下图所示。

上图显示，我们的系统中并没有安装Java。如果安装了旧版本的，则需要先卸载旧版本。使用：

rpm -e --nodeps 【软件包名】

卸载指定的软件包。卸载完成后使用：

which java

命令确认JDK已完全卸载。

⑶ 安装Java 8 的JDK。

使用如下命令：

rpm -ivh jdk-8u5-linux-i586.rpm

安装JDK，如下图所示。其中rpm是安装命令，而-ivh是安装参数，具体含义读者可以用“man rpm”参考，这里不再赘述。

⑷ 测试JDK是否安装成功。

使用“java -version”来检测Java的版本号，如果检测到版本号，就间接说明安装成功。用“which java”来检测Java的安装路径，如下图所示。

需要读者注意的是，在Linux中，是区分大小写的。在bash命令行模式下，要使用小写的“java”，而非“Java”。

对于其他Linux发行版（如Ubuntu等），由于系统配置不同，安装JDK情况也可能不同，在安装完成JDK后还需要配置相关的环境变量，下面我们来说明Linux。

1.2.4 在Ubuntu操作系统中安装JDK

下面我们介绍如何在Ubuntu操作系统上安装JDK 8，这是Linux环境下最便捷的方法。

安装环境介绍。

操作系统：Ubuntu 14.04 LTS 32位

安装软件：jdk-8u5-linux-i586.tar.gz

Ubuntu 系统安装Java 8最简单的方式是通过Ubuntu的PPA（ Personal Package Archives，个人软件包仓库）安装。PPA是专为Ubuntu 用户设计的软件仓库，类似于Windows下的奇虎公司的360软件管家。

⑴ 打开终端(快捷键Ctrl+Alt+t)，在Ubuntu中添加PPA。

输入命令：sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java

⑵ 更新软件列表。

输入命令：sudo apt-get update

等待软件列表更新完成，如下图所示。

⑶ 安装 JDK 8。

输入命令：sudo apt-get install oracle-java8-installer。

①安装oracle-java8-installer会暂用部分硬盘空间，系统问是否继续，输入y，继续。

②oracle-java8-installer提示注意Oracle公司的Java SE的许可证协议，按回车键确认。

③选择接受许可证协议，用Tab键切换值<YES>处，按回车键确认。

④下载安装jdk-8u5-linux-i586.tar.gz，由于该文件较大，需要耐心等待一会。

⑷ 测试是否安装成功。

待上述安装流程完毕后，输入命令。

      java -version

检测Java的版本号码，间接验证Java是否安装成功（需要注意的是，在Linux中，有关Java的命令都是小写的java，否则会出错）。

从提示中，可以看出java 1.8.0_05安装成功。

如果原来已经安装有Java 7，想要设置 Java 8 为默认的编译环境，则需在终端输入下面的命令：

      sudo apt-get install oracle-java8-set-default

如果工作需要，想将编译环境切换为 Java 7，在终端输入下面的命令：

      sudo update-java-alternatives -s java-7-oracle

类似，如果重新切换为 Java 8，在终端输入下面的命令：

      sudo update-java-alternatives -s java-8-oracle

1.3 磨刀不误砍柴工——环境变量的配置

本节视频教学录像：44分钟

环境变量的配置主要包括了解环境变量和具体配置过程等。

1.3.1 理解环境变量

本书主要以Windows 7为操作系统载体来讲解Java。而在开发Java程序之前，通常需要先在Windows操作系统中配置好有关Java的系统环境变量（Environment Variable）。

在介绍环境变量的含义之前，我们先举一个形象的例子，给读者一个感性的认识。比如我们喊一句：“张三，你妈妈喊你回家吃饭！”可是“张三”为何人？他在哪里呢？对于我们人来说，认不认识“张三”都能给出一定的响应，如认识他，可能就会给他带个话；而不认识他，也可能帮忙吆喝一声“张三，快点回家吧！”

然而，对于操作系统来说，假设“张三”代表的是一条命令，它不认识“张三”是谁，也不知道“它”来自何处，它会“毫无情趣”的说，我“不认识“张三”： “not recognized as an internal or external command，然后拒绝继续服务。

为了让操作系统“认识”张三，我们必须给操作系统有关张三的精确信息，如“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村张三”，但其他的问题又来了，如果“张三”所代表的命令是用户经常用到的，每次使用“张三”，用户都在终端敲入“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村张三”，这是非常繁琐的，能不能有简略的办法呢？聪明的系统设计人员想出了一个简易的策略——环境变量。把“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村”设置为常见的“环境”，当用户在终端仅仅敲入“张三”时，系统自动检测环境变量集合里有没有“张三这个人，如果在”“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村”找到了，就自动替换为一个精确的地址“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村张三”，然后继续为用户服务。如果整个环境变量集合里都没有“张三”，那么再拒绝服务，如下图所示。

操作系统里没有上/下行政级别的概念，但却有父/子文件夹的概念，二者有“曲艺同工”之处。对“XXX省YYY县ZZZ乡QQQ村”这条定位“路径”，操作可以用“/”来区分不同级别文件夹，即：”“XXX省/YYY县/ZZZ乡/QQQ村””，而“张三”就像这个文件夹下的命令文件。

下面我们给出环境变量的正式定义。

环境变量是指在操作系统指定的运行环境中的一组参数，它包含一个或多个应用程序使用的信息。环境变量一般是多值的，即一个环境变量可以有多个值，各个值之间以英文状态下的分号“;”（即半角的分号）分隔开来。

对于Windows等操作系统来说，一般都有一个系统级的环境变量Path（路径）。当用户要求操作系统运行一个应用程序，却没有指定应用程序的完整路径时，操作系统首先会在当前路径下寻找该应用程序，如果找不到，便会到环境变量路径“Path”指定的路径下寻找。若找到该应用程序则执行它，否则会给出错误提示。用户可以通过设置环境变量来指定自己想要运行的程序的所在位置。

例如，编译Java程序需要用到javac命令，运行Java程序需要java命令。而这两个命令并不是Windows系统自带的命令，所以用户需要通过设置环境变量（JDK的安装位置）来指定这两个命令的位置。设置完成后就可以在任意目录下使用这两个命令了，而无需每次都要输入这两个命令的所在的精确全路径（如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05）。javac和java等命令都放在JDK安装目录的bin目录下。基于类似于环境变量“Path”相同的理由，我们需要掌握JDK中最重要的3个环境变量，下面一一给予介绍。

1.3.2 配置JDK中的3个环境变量

对于环境变量中相关变量的深刻理解极为重要，特别是ClassPath，在日后的Java学习开发过程中会发现，很多问题的出现都与ClassPath环境变量有关。在学习如何配置这些环境变量之前，很有必要深刻理解下面3个环境变量代表的含义。

⑴ JAVA_HOME：顾名思义，”JAVA的家“——该变量是指安装Java的JDK路径，它告知操作系统在哪里可以找到JDK。

⑵ Path：前文已经有所介绍。该变量是告诉操作系统可执行文件的搜索路径，即可以在哪些路径下找到要执行的可执行文件，请注意它仅对可执行文件有效。当运行一个可执行文件时，用户仅仅给出该文件名，操作系统首先会在当前目录下搜索该文件，若找到则运行它，若找不到该文件，则根据Path变量所设置的路径，逐条到Path目录中搜索该可执行文件。

⑶ ClassPath：该变量是用来告诉Java解释器（即java命令）在哪些目录下可找到所需要执行的class文件（即javac编译生成的字节码文件）。

对于初学者来说，Java的运行环境的配置比较麻烦，请读者按照以下介绍实施配置。

1. JAVA_HOME的配置

下面我们详细说明Java的环境变量配置流程。

⑴ 在桌面中右击【我的电脑】，在弹出的快捷菜单中选择【属性】选项，如下图所示。

⑵ 在弹出的界面左上方，选择【高级系统设置】选项，如下图所示。

⑶ 单击【高级系统设置】选项后弹出【系统属性】对话框，然后单击【高级】->【环境变量】，如下图所示。

⑷ 在【环境变量】对话框中，单击【系统变量】下的【新建】按钮，显示如下图所示。

⑸ 在【编辑系统变量】对话框中输入，变量名为：“JAVA_HOME”，变量值为：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05。特别需要读者注意的是，这个路径的具体值是根据读者安装JDK的路径而定，读者把Java安装在哪里，就把对应的安装路径放置于环境变量之内，不可拘泥于本书演示的这个路径值。然后，单击【确定】按钮，如下图所示。

2. Path的配置

⑴ 选中系统环境变量中的Path，单击【编辑】按钮，如下图所示。

⑵ 在弹出的【编辑系统变量】对话框的【变量值】文本框中，在文本框的末尾添加：“;%JAVA_HOME%\bin”，特别注意不要忘了前面的分号“;”，然后单击【确定】按钮，返回【系统属性】对话框，如下图所示。这里的%JAVA_HOME%就是指代前面设置的“C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05”，这里主要是为了方便起见，避免每次引用这个路径都输入很长的字符串。如果不怕麻烦，“;%JAVA_HOME%\bin”完全可以用全路径“;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05\bin”代替之。这个路径务必设置正确，因为诸如Java语言的编译命令javac和解释命令java等都是在这个路径下，设置失败，这些命令将无法找到。注意：Path路径都是系统路径，配置的过程中要小心，以防无意删掉，最好先备份到文档中。

⑶ 在【系统属性】对话框中单击【确定】按钮，完成环境变量的设置，如下图所示。

请注意，检测环境变量是否配置成功，在命令行模式下，在任意目录下用javac命令来检验，如果能输出javac的用法提示，则说明配置成功，如下图所示。

进入命令行模式的方法是，单击Windows 7的【开始】菜单，在搜索框中输入CMD命令，然后回车即可。

3. ClassPath的指定

ClassPath的设定对初学者来说，有一定的难度，容易配错。如果说JAVA_HOME指定的是java命令的运行路径的话，那么ClassPath指定的就是java加载类的路径，只有类在ClassPath中，java命令才能找到它，并解释它。

在Java中可以使用“set classpath”命令指定Java类的执行路径。下面通过一个例子来了解一下classpath的作用，假设这里的“Hello.class”类位于“C:\”目录下。

在“D:\”目录下的命令行窗口执行下面的指令。

        set classpath=c:

之后在“D:\”目录下执行“java Hello”命令，如下图所示。

从上图所示的输出结果可以发现，虽然在“D:\”目录中并没有“Hello.class”文件，但是也可以用“java Hello”执行“Hello.class”文件。之所以会有这种结果，就是因为在“D:\”目录中使用了“set classpath”命令，它把类的查找路径指向了“C:\”目录，在运行java时，会从ClassPath 中查找这个Hello类文件，而ClassPath 中包括了“C:\”，所以运行成功。

但是这样的操作行命令操作模式，实际上又会造成一种局限：每一次启动命令行窗口所设置的ClassPath都只是针对于当前命令行窗口有效。一旦重新开启命令行窗口，或系统重启，命令行临时设置的ClassPath中变量值都丢失了。如果想“一劳永逸”，最好的办法还是将ClassPath设置为环境变量。

⑴ 参照上一节中JAVA_HOME的配置，在【环境变量】对话框中，单击【系统变量】下的【新建】按钮，如下图所示。新建一个环境变量，变量名为：CLASSPATH，变量值为：.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar。注意不要忽略了前面的 "." ，这里的小点“.”代表的是当前路径，既然是路径，自然也需要用分号“;”隔开。JDK的库所在包即tools.jar，所以也要设置进ClassPath中。

⑵ 在按照步骤⑴设置后，如果在Java类（即.class）文件所存储的当前路径下，那么用“java+类名”方式解释执行用户类文件，这是没有问题的。但是如果用户更换了路径，现在的“当前路径”里没有在.class文件，那么“java”就无法找到这个类文件。

这时，即使在命令行下给出.class文件所在的全路径，java依然会出错，这会让初学者很困惑。下面具体说明，假设Java文件Hello.java存在在“D:\src\chap01\”路径下，由于JAVA_HOME和Path环境变量正确，用户可以正确编译、运行，使用javac和java命令无误，如下图所示。

但是如果用户切换了路径，比如使用“cd”命令切换至“D:\src\”，再次用java运行Hello类文件，就会得到错误信息：“Error: Could not find or load main class TestJava2_1”，如下图所示。这是因为Java在ClassPath里找不到Hello.class，因为现在的这个当前路径（也就是那个“.”代表的含义）已经变更为“D:\src\”，而“D:\src\”路径下确实没有Hello.class这个文件。

所以如果想在任意路径下执行用户的类文件，就必须把用户自己编译出的类文件所在路径，这里指的是“D:\src\chap01”，也加入到ClassPath中，并用分号“;”与前一个变量隔开，如下图所示。

⑶ 最后，参照环境变量Path的配置，将环境变量CLASSPATH添加到Path的最后，如下图所示。CLASSPATH是环境变量，在另外一个地方作为变量使用时，要用两个%将该变量前后包括起来。

如果用户原来的命令行终端窗口一直开启着，则需要关闭再重启命令行窗口，这是因为需要重新更新命令行窗口的环境变量。之后，就可以在任意路径下执行用户自己的类文件，如下图所示。

1.4 享受安装成果——开发第1个Java程序

本节视频教学录像：18分钟

现在就自己来动手编写一个Java的程序，亲自感受一下Java语言的基本形式。需要说明的是， Java程序分为两种形式：一种是网页上使用的Applet程序（Java小程序），该程序可以嵌入在 HTML（标准通用标记语言的一个应用）页中。另一种是Application程序（即Java应用程序），本书主要讲解的是Java应用程序。下面就以Java应用程序为例，开始我们第1个Java程序。

【范例1-1】 编写Hello.java程序。

        01 public class Hello
        02 {
        03   //main是程序的起点，所有程序由此开始运行
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06     //下面语句表示向屏幕上打印输出“Hello World!”字符串
        07     System.out.println("Hello World!");
        08   }
        09 }

【运行结果】

将上面的程序保存为“Hello.java”文件。行号是为了让程序便于被读者（或程序员）理解而人为添加的，真正Java源代码是不需要这些行号的。在命令行中输入“javac Hello.java”，没有错误后输入“java Hello”。运行结果如下图所示，显示“Hello World!”。

Java程序运行的流程可用如右图来说明：所有的Java源代码（以.java为扩展名），通过Java编译器javac （javac命令中字母c来自于compiler的首字母）编译成字节码，也就是以.class为扩展名的文件。然后利用命令java将对应的字节码通过Java虚拟机（JVM）解释为特定操作系统（如Windows、Linux等）能理解的机器码，最终Java程序得以执行。

这里需要注意的是，此处的java命令在Windows操作系统下，不区分大小写，诸如java 和JavA都是等同的。而在Linux等类UNIX系统下，由于区分大小写，javac和java命令等的所有命令字符都必须小写。

上面的程序如果暂时不明白也没有关系，读者只要将程序在任意纯文本编辑器（如Windows下的记事本、Notepad++、Linux下的vim等均可）里敲出来，然后按照步骤编译、执行就可以了。这里只是让读者对Java Application程序有一个初步印象，因为以后所有的内容都将围绕Java Application程序进行。

下面我们来解读一下这个Java小程序，让读者对Java程序有个初步的认知。更为详细的知识点读者可以参考后续相关章节进行学习。

第1行。public 是一个关键字，用于声明类的权限，表明这是一个公有类（class），其他任何类都可以直接访问它。class 也是Java的一个关键字，用于类的声明，其后紧跟的就是类名，这里的类名称是Hello。

第2行和第9行。这一对大括号{}标明了类的区域，在这个区域内的所有内容都是类的一部分。

第3行和第6行。这两行为注释行，可以提高程序的可读性。注释部分不会被执行。这种注释属于单行注释，要求以双斜线//开头，后面的部分均为注释。

第4行。这是一个main方法，它是整个Java程序的入口，所有的程序都是从public static void main(String args[])开始运行的，该行的代码格式是固定的。String args[]不能漏掉，如果漏掉，在一些编辑器中，如Eclipse，该类不能被识别执行。另外String args[]也可以写成String [] args，String为参数类型，表示为字符串型，args是arguments(参数)的缩写。public 和static都是Java的关键词，它们一起表明main是公有的静态方法。void也是Java的关键词，表明该方法没有返回值。对于这些关键词，读者可以暂时不用深究，在后面的章节中会详细讲解main方法的各个组成部分。

第5行和第8行是main方法的开始和结束标志，它们声明了该方法的区域，在{}之内的语句都属于main方法。

第7行System.out.println是Java内部的一条输出语句。引号内部的内容"Hello World !"会在控制台中打印出来。

1.5 探秘Java虚拟机（JVM）

本节视频教学录像：10分钟

在上一个小节中，我们看到Java编译器——javac仅仅将源代码编译成.class文件，然后通过命令java将.class文件送往Java虚拟机（JVM），变成最终可执行的程序。下面我们就Java虚拟机的机制进行简单的讨论。

Java中的虚拟机的概念，可以看作是在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（ByteCode），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机却是相同的。

Java程序得以执行的环境称之为Java运行时环境（Java Runtime Environment, 简称JRE），它由Java的虚拟机JVM和Java 的API构成。一个Java程序若想运行在Java虚拟机之中，源代码的语句需由Java编译器编译成字节码。字节码本质上是一种标准化的可移植的二进制格式。该格式以Java类文件（.class）的形式存在。一个Java程序可有多个不同的.class文件构成。在早期发布大型的Java程序，通常把多个.class文件打包成一个发布文件.jar ，其扩展名来自于“java archive”（java 归档文件）的简写。

Java虚拟机在执行.class或jar文件时，使用到“即时编译器”（JIT compiler，just-in-time compiler）。“即时编译器”是一个把Java的字节码（包括需要被解释的指令的程序）转换成可以直接发送给处理器（processor）指令的程序。本质上，“即时编译器”是Java程序的第二个编译器，它能把通用的字节码编译成特定系统的机器指令代码。但是这里的二次编译，对用户来说基本上是“透明的”—即它存在但用户无需感知。

值得一提的是，另外一种网络编程常见语言—Python，也可以通过jpython（Python的纯java实现版本）编译后，同样也生成Java编译生成一样的字节码，从而也大大提供了该类程序的可移植性。但python不在本书讨论的范围。

1.6 高手点拨

本节视频教学录像：5分钟

1. 注意Java相对C++的一些特性

由于Java语言的设计者十分熟悉C++语言，所以在设计时很好地借鉴了C++语言。可以说， Java语言是比C++语言“更加面向对象”的一种编程语言。Java语言的语法结构与C++语言的语法结构十分相似，这使得C++程序员学习Java语言更加容易。

如果读者是从C++过渡而来的Java学习者，那么下面几个特性值得读者注意。

⑴ 提供了对内存的自动垃圾回收（Garbage Collection），程序员无需在程序中进行分配、释放内存，那些可怕的内存分配错误不会再打扰设计者了。

⑵ 去除了C++语言中容易出错的“指针”，而是用诸如“引用（reference）”的方法来取而代之。避免了赋值语句（如a = 3）与逻辑运算语句（如a = = 3）的混淆。

⑶ 取消了多重继承这一复杂的概念。多重继承会导致类中数据成员的“二义性”等问题，从而使得类的访问结构非常复杂。

2. 重视Java官网的文档

Java 7的语言规范（The Java® Language Specification Java SE 7 Edition）是公开的，可在Oracle的官方网站上下载（http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/jls7.pdf）。阅读Java语言的规范是提高技术水平的好方法。

3. 如何在命令行模式下正确运行Java类文件

使用javac编译java源代码生成对应的.class文件，比如，范例1-1所示的Hello.class，然后用java来运行这个类文件，初学者很容易犯错，最有可能得到如下错误信息。

        Error: Could not find or load main class Hello.class

产生这种错误的原因通常有两个。

⑴ Java环境变量JAVA_HOME及ClassPath设置不正确，在设置环境变量时，在前一个环境变量前一定要用分号“;”以此区分不同的环境变量。同时要把当前目录“.”放进环境变量中。这里的一个小点“.”代表的就是class类文件所在的当前目录。

⑵ 有可能初学者在命令行模式下按如下方式来运行这个类文件。

        java Hello.class

而正确的方式为：

        java Hello

也就是说，java操作的对象虽然是类文件，但是却无需类文件的扩展名.class。

4. 正确保存Java的文件名

对于包括public类名的Java源程序，在保存时，初学者需要注意该源程序的名称需要和public类名称保持完全一致，如下所示的一个类。

        public class Hello

这个公有类名名称为Hello，那么这个类所在的源文件必须保存为Hello.java，由于Java语言是区分大小写的，保存的Java文件名（除了扩展名.java）必须和公有类的名称一致，包括大小写也一致。例如，如果公有类的名称为HEllo，而文件保存为Hello.java，虽然二者仅有一个字符“E”的在大小写上有差异，但依然无法通过编译，会得到如下错误。

        error: class HEllo is public, should be declared in a file named HEllo.java
        public class Hello
        1 error

上述错误信息的第一句就是提示包含公有类HEllo的文件，应保存的文件名为HEllo.java，而不是目前保存的Hello.java。

需要注意的是，对于没有包括public类的源文件，源文件的名称和非public类的名称可以不相同。

1.7 实战练习

本节视频教学录像：15分钟

编写一个Java程序，运行后在控制台中输出“不抛弃,不放弃。Java, I am coming!”。