Java 是一门非常纯粹的面向对象的编程语言，具有功能强大、简单易用的特点。

一、特点

• 支持面向对象
• 通过 JVM 和通用的 class 文件，支持跨平台，一处编写处处运行
• 支持自动垃圾回收

二、运行机制

1. 编译型

编译：使用编译器，将程序源代码编译成可被该平台直接执行的机器代码。

• 在一次编译以后，就可以脱离开发环境独立运行
• 跨平台移植时，往往需要用源代码重新编译
• 运行效率较高

2. 解释型

解释：使用解释器，对程序源代码进行逐行解释和执行，运行完成后，并不保存机器代码。

• 每次执行都需要一次解释
• 可以进行方便的跨平台移植（因为程序代码都是相同的，只要有对应平台的解释器即可）
• 因为每次执行都需要解释，因此效率较低，且不能脱离编译器独立运行

3. Java 运行机制

Java 既是编译型语言，也是解释型语言。

• 开发人员编写 Java 代码

• 代码被编译成 .class 文件

• Java 虚拟机（即 JVM）解释 .class 文件并运行

4. 跨平台

Java 代码会被变异成字节码文件，这种字节码文件与平台无关，并且可以被 Java 虚拟机解释并执行。因此，只要在特定平台上存在 JVM 的实现，Java 代码就能够在该平台上运行。这使得 Java 实现了 “一次编写，处处运行”。

三、JDK、JRE 和 JVM

1. JDK

Java 程序开发工具包，包含：

• JRE
• 开发工具
  • 编译工具
  • 运行工具

2. JRE

Java 程序运行时环境，包含 JVM 和运行时所需的核心类库。

3. JVM

Java 虚拟机，识别 .class 文件，并将其转化为计算机能够识别的语言。

四、基本规则

1. 组织形式

(1) 程序应该放置在类中

Java 是一种纯粹的面向对象的程序设计语言，因此 Java 程序必须以类（class）的形式存在，类是 Java 中最小的程序单位。Java 程序不允许可执行语句、方法等成分独立存在，所有的程序部分都必须放在类中。

类的定义格式：

public class 类名 {

}

(2) 程序的入口为 main

Java 解释器规定：仅当某个类中包含 main 方法（并且 main 方法由 public static 修饰，返回值为 void，形参为 String[] args），该类才能被编译器执行。

因此，main的写法是固定的：

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

Java 编译器从 main 开始解释执行，main 方法是程序的入口。

对于一个大型的 Java 程序而言，往往只需要一个入口，其它类被 main 方法直接或间接调用。

当然，可以给每个类都增加一个 main 方法，方便于模块的调试

2. 命名规则

• Java 源文件的扩展名必须是 .Java

• • 一个文件中可以定义多个类，但只能定义一个 public 类

  • 若文件中定义了一个 public 类，则文件名应与该类名相同

• 建议将文件名与类名始终设为相同

• 建议一个文件只放置一个类

五、Hello World

1. Java 文件

新建 HelloWorld.Java ，填写如下：

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

2. 编译

Javac 文件名.Java

3. 执行

Java 类名

六、垃圾回收器

1. 什么是垃圾回收

对于传统的 C/C++ 等编程语言，程序员需要负责回收已经分配的内存。如果没有及时回收内存空间，将引起系统运行速度下降，甚至导致程序瘫痪，这种现象被称为内存泄漏。

而在 Java 中，内存分配及回收都由 JRE 在后台自动进行。JRE 会负责回收那些不再使用的内存，这种机制被称为垃圾回收。

2. 特性

• 垃圾回收机制只负责回收堆内存中的对象，不会回收物理资源（数据库连接、网络连接等）
• 无法精确控制回收机制

3. 优缺点

垃圾回收机制的优点：

• 提升编程效率
• 防止内存泄漏，保证程序安全

垃圾回收机制的缺点：

• 一定程度上会影响程序的性能，因为虚拟机需要对程序中的对象进行跟踪、判断

4. 基本原则

编写 Java 程序时，一个基本原则是：

对于不再需要的对象，不要引用它们，以便让垃圾回收机制及时回收内存空间。

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参考

• 疯狂 Java 讲义

• Java 教程 | 菜鸟教程