Java入门的第一课

第一个Java程序

你好，我是 BoBo。 先来个自我介绍，快看这边，看这边，看这边，没错，这就是我 👉👉👉 勇敢而帅气，热情又洋溢！ 我就是无忧无虑，风度翩翩的BoBo！ 做生活的主角，跟我一起说：HAKUNA MATATA！！！

导学：Java，你为何如此优秀？

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）：

May 2020	May 2019	Change	Programming Language	Ratings	Change
1	2		C	17.07%	+2.82%
2	1		Java	16.28%	+0.28%
3	4		Python	9.12%	+1.29%
4	3		C++	6.13%	-1.97%
5	6		C#	4.29%	+0.30%
6	5		Visual Basic	4.18%	-1.01%
7	7		JavaScript	2.68%	-0.01%
8	9		PHP	2.49%	-0.00%
9	8		SQL	2.09%	-0.47%
10	21		R	1.85%	+0.90%
11	18		Swift	1.79%	+0.64%
12	19		Go	1.27%	+0.15%
13	14		MATLAB	1.17%	-0.20%
14	10		Assembly language	1.12%	-0.69%
15	15		Ruby	1.02%	-0.32%
16	20		PL/SQL	0.99%	-0.03%
17	16		Classic Visual Basic	0.89%	-0.43%
18	13		Perl	0.88%	-0.51%
19	28		Scratch	0.83%	+0.32%
20	11		Objective-C	0.80%	-0.83%

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！

课程内容

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！

第一关 Java及其“风云人生”

1.1 Java是什么

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！

1.2 Java有什么特点

Java 的设计者已经编写了颇有影响力的“ 白皮书”，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的优点如此之多，通过不断地学习，你将逐渐体会到。下面简单介绍下几个重要的特点：

• 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。

1.3 Java的发展历程

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、集合类的增强、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

---

第二关 你该怎么开始？

2.1 找到JDK

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java 和javac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）：

D:\DevelopTools\Java\jdk-11.0.8\

2.2 如何以及为何配置JDK

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。

2.3 如何配置JDK

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：java javac 然后回车，如果能够显示一些信息，说明配置成功：

   

   

注意事项：

若输入java命令或者javac命令后提示“不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件”，则JDK安装失败，需卸载后重装。

关于Mac版的环境配置，可以点开链接自己学习一下。

2.4 考一考

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。

第三关 你的第一个Java程序

3.1 认识在线编辑器

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！

3.2 写一写，运行一下

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：

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

这段代码的输出结果：

Hello World

快来试一试

3.3 为什么这么写

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：

public class HelloWorld {}

这段代码【声明】了一个类，或者说，创建了一个类，这个类叫做 HellWorld。而前面紧挨着的单词 class，它的中文意思就是类，第一个单词 public 意思是“公共的”，所以 HellWorld 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 类（class） 的原因。

第二行：

public static void main(String[] args) {}

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 。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：

System.out.println("Hello World");

要把这行代码分成两部分：System.out.println(); 和 "Hello World" 。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。

3.4 一幅图的总结

好记性不如烂笔头，赶紧把它们记下来：

第四关 Java程序是怎么工作的？

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。

4.1 编写源文件

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 .java 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）：

4.2 编译

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 javac 命令），生成的二进制文件，叫做字节码文件（后缀名是 .class ）。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：

4.3 运行

Java程序的运行，并不是将字节码文件（.class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（.class）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 java 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：

闯关练习

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

---

第五关 集成开发环境搭建

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

5.1 在IDEA中创建Java项目

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。

5.2 编写Java程序并运行

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 Ctrl + S。

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！

课程总结

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！

作业

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。

（完）