AI赋能Java语言编程：从入门到高阶 课件 第一章 Java简介.pptx

Java简介JavaIntroduction第一章

目标/OBJECTIVE0102030405了解Java语言的特点了解Java的跨平台特性熟悉Java开发工具和环境的配置学会运行简单的Java程序学会使用Java核心API文档

01什么是Java语言

1.1什么是Java语言Java语言的特点Java是一种面向对象的编程语言，以其跨平台特性、简洁的语法和强大的生态系统而著称。Java语言自诞生之日起，就广受世界关注，它标志着Java计算时代的到来。Java的众多特点使其广受大众欢迎，尤其是它突出的网络编程能力，使其与Web及Internet紧密相连。语言特点：1.语法简单，功能强大；2.具有跨平台特性；3.分布式计算且具有安全性；4.具有混合模式的运行方式；5.具有多线程程序；6.动态执行特性；7.具有丰富的API文档和类库。

1.1什么是Java语言Java的三层结构Java的三层结构体现了分层设计的智慧，这一设计思想在软件开发领域得到了广泛的应用。这种结构的理念起源于对分布式系统和大型企业应用的开发需求的深刻洞察。通过将系统巧妙地划分为表示、业务逻辑和数据访问这三个独立层次，成功提高了系统的可维护性和可扩展性，就如同建造一座高楼大厦时，每一层都承担着独特的责任，共同构成了稳固的建筑结构。Java作为一门广泛应用于企业级应用的编程语言，通过三层结构为开发者提供了一种精妙的架构范式。这种设计思想犹如一位智者的指引，为当时的软件开发注入了新的活力。而如今，这一思想仍然是软件工程中的重要指导原则，就像是一颗恒久不变的北极星，引领着开发者构建出更为可靠、可维护的应用系统。

1.1什么是Java语言Java虚拟机1.Java虚拟机不同于其他汇编语言，Java程序并不直接在系统CPU上执行，而是依赖于Java虚拟机（JavaVirtualMachine，JVM）。JVM的作用类似于一个翻译器，将Java源代码翻译成可以在不同平台上执行的中间代码，也就是字节码。JVM的工作原理包括类加载、字节码解释与编译、运行时数据区、垃圾回收以及安全性和运行时检查。在类加载阶段，JVM使用类加载器将字节码加载到内存中，而字节码可以通过解释器逐行解释执行，或者通过即时编译器编译成本地机器码以提高执行效率。运行时数据区的合理划分包括堆、栈、方法区等，而垃圾回收器负责回收不再使用的内存。安全性由安全管理器管理，同时运行时进行各种检查以增强程序的健壮性。

1.1什么是Java语言Java虚拟机2.Java虚拟机性能早期JVM采用解释执行方式，每次运行程序都需要实时将字节码翻译成机器码，这就好比是每次演讲都需要现场翻译，效率自然有所牺牲。然而，随着技术的发展，Java的性能逐渐迎来了显著提升。其中Hotspot技术的引入可视为一个重要的里程碑。Hotspot是由Oracle-Sun开发的一种JVM实现，它引入了即时编译器（Just-In-Timecompiler，JIT）技术。这就像是一位翻译官聪明地提前翻译了一部分文章，使得下次需要的时候，不必重新进行翻译，大大提高了执行效率。通过JIT编译，Hotspot在运行时将热点代码（频繁执行的代码段）直接编译成本地机器码，而不是像传统的解释执行方式那样逐行解释。这种技术使得Java应用在运行时能够更接近本地应用的执行速度。

1.1什么是Java语言垃圾收集Java的垃圾收集（GarbageCollection）就好比是一位高效的清理工，负责检查和回收那些不再被程序使用的内存空间，以确保系统的资源得以有效利用。在Java中，垃圾收集器会定期检查程序运行时生成的对象，识别并清理掉那些不再被引用的对象。相比于像C或C++等语言，Java的垃圾收集机制省去了程序员手动管理内存的麻烦，就如同在生活中，有了垃圾分类和回收，人们不再需要亲自去垃圾场倾倒垃圾一样。这种自动化的垃圾收集方式带来了更大的便利性，减轻了程序员的负担，避免了因为内存泄漏而导致的许多潜在问题。然而，与C或C++等语言相比，Java垃圾收集也存在一些性能上的开销。在实时性要求极高的场景，像C语言一样手动管理内存可能更为灵活。

1.1什么是Java语言代码安全Java的代码安全机制好比一座城堡，通过沙箱模型、三级安全检查和Applet审查，构筑了坚实的安全防线。Java的“沙箱”模型像城堡外城门一样，主要限制程序对系统资源的访问，确保程序在受限环境中运行，避免越界或对系统造成不良影响。Java得到三级安全检查机制类似城堡内城墙，进一步强化安全屏障，包括类加载时的验证、字节码验证和运行时的访问控制。这三道防线确保只有受信任的程序进入城内，没有携带潜在威胁。Ap