作者：宁楠
出版社：人民邮电出版社有限公司
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Java零基础实战试读：
前言
写作本书的目的我个人在学习Java的过程中有这样一种感受，很多书本上的知识偏重于理论，没有太多的实践案例，不利于快速上手。网上的一些博客教程偏重于实践，没有太多晦涩难懂的理论知识，能快速上手进行开发，往往学习效率更高。但是博客也有不好的地方，一方面是不够系统，往往只是一些单一的技术点，并没有形成完整的知识体系。另一方面是不够严谨，错误也比较多，找到一篇优质且技能点完整的博客不是一件容易的事情。那么一本以实践为主，理论为辅，能快速上手的Java系统性入门图书，对于零基础的初学者来讲就显得尤为重要，甚至可以帮助他们达到事半功倍的效果。我写作本书的目的就是为所有对Java感兴趣的零基础读者提供一本可以帮助他们快速入门，以实际开发为导向的书。
一直以来我都有做笔记和写总结的习惯，并且坚持以实践为主，用实践去验证理论。也正是因此，我的笔记和总结实用性很强，我通过各种网络渠道分享过一些自认为比较好的笔记，反响还不错，尤其是很多初学者很喜欢看我写的教程，觉得通俗易懂，很适合他们。我在工作之余录制过一些视频课程，也做过在线直播授课，久而久之发现初学者的很多问题和困惑都是相同的，就集中在那么几个关键点上，所以我在写教程的时候就会侧重于这些技术点的讲解，并且尽可能用通俗易懂的语言去讲解，抓住了关键点，自然会得到受众群体的青睐。
我将多年来的心得体会和技术笔记进行汇总，历时数月，历经反复推敲修改，最终整理成本书。目标群体定位为零基础的初学者，让他们可以通过本书实现Java编程的快速入门，并且能将书中所讲的知识学以致用，写出功能完善的Java项目。读者对象
本书适合以下几类读者阅读：● 计算机相关专业的学生；● 有兴趣从事Java开发工作的人群；● 初级Java开发工程师。如何阅读本书
本书的结构是按照Java知识体系的进阶来编写的，全书分为4个部分共11章。
第1部分是Java基础，也就是第1～3章，介绍了Java的历史、功能、运行机制和体系结构，以及Java环境的安装。重点讲解了Java的基本语法、变量、内存模型、运算符、流程控制、循环和数组等内容。
第2部分是Java面向对象，包括第4～5章，主要介绍了面向对象编程思想，以及在Java中的应用，包括类与对象、封装、继承、抽象、多态、包装类和异常。
第3部分是Java高级应用，包括第6～9章，主要讲解了Java的集合框架、多线程、实用类和IO流，学完这部分内容，就可以使用Java开发出功能完善的程序了。
第4部分是底层扩展，包括第10～11章，主要讲解了Java的反射机制和网络编程，这两块内容对于初学者可能有些难度，但是都非常重要。要搞清楚Java企业级开发组件和框架的底层原理，这两部分知识必不可少。
大家可以根据自己的需求选择阅读的侧重点，不过初学者最好能够按照顺序来阅读，这样可以有一个循序渐进的过程，对整个技术结构有一个清晰的梳理，有助于读者建立自己的知识体系。本书示例代码说明
本书共有300多段示例代码，为了让阅读更加精简，书中只摘取了代码的核心部分，其余部分做了省略，省略的部分包括包的引入、导入其他包的类、成员变量的getter、setter方法以及try-catch等常规操作，完整的代码片段如下所示。package com.southwind.io;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;public class IOTest { private String path; public String getPath() { return path; } public void setPath(String path) { this.path = path; } public static void main(String[] args) { OutputStream outputStream = null; try { outputStream = new FileOutputStream("..."); outputStream.write(99); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } finally { try { outputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }}
精简之后的代码片段如下所示。public class IOTest { private String path; //getter、setter方法 public static void main(String[] args) { OutputStream outputStream = null; try { outputStream = new FileOutputStream("..."); outputStream.write(99); } catch (IOException e) { } finally { try { outputStream.close(); } catch (IOException e) { } } }}
读者在复现书中示例时需要注意补全代码，完整的源码可到异步社区的官网下载。关于勘误
作者水平有限，加之时间仓促。虽然我花费了大量的精力反复审读，但书中仍难免会有一些错误和纰漏。如果读者发现了任何问题，恳请反馈给我，可以通过邮箱ningnan9801@163.com与我取得联系，也可以提交到异步社区。资源与支持
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Hello，欢迎来到Java的世界！本书适用于零基础且有兴趣学习Java编程的小伙伴，全程会以理论和实践相结合的方式，手把手地教你用Java开发出自己的程序。你是否已经迫不及待了呢？现在就随我一起来探索Java的学习之道吧！
本章我会带领大家一起来认识Java这门高级编程语言，在学习一个新技术时，应该从3个方面入手。首先，它是什么？其次，它能干什么？最后，如何使用？大家需要记住这3个步骤，我们后续的讲解都是按照这个模式进行的。好了，接下来就开始我们的Java初体验。1.1 Java概述
本节带领大家了解Java的基本知识、运行原理、体系结构、Java的用途，以及如何使用Java进行编程。1.1.1 什么是Java
众所周知，IT是一个高速发展、技术更迭日新月异的行业。随着编程技术的不断发展、更新，越来越多的编程语言层出不穷，令大家不知如何选择。面对种类繁多的编程语言，零基础的初学者究竟应该选择哪种编程语言来入门呢？掌握哪门编程语言能够更好地应对IT技术日益革新、多态化发展的大趋势呢？综合以上思路，这门语言应该具备以下特质：● 容易上手；● 适用于多平台，多行业；● 发展稳定；● 开发需求量大。
什么语言这么强大，可以满足这些要求呢？没错，就是Java。Java是由Sun（Stanford University Network）公司于1995年5月23日正式推出的一套计算机高级编程语言，它拥有20多年的发展历史，这足以表明Java很稳定。
Java适用于多个领域，从早期的终端设备到现在流行的电商、桌面管理软件、机顶盒设备、车载导航、安卓移动端等，涵盖面非常之广，并且可以做到跨平台，无论是Windows系统、Linux系统，还是Mac OS系统，都可以运行Java程序。
多年以来，Java始终在编程语言排行榜中名列前茅（见图1-1），是全球范围内使用人数最多的编程语言之一。同时，市场对Java开发工程师的需求量也很大，在各大招聘网站上，Java相关岗位的招聘信息非常多。图1-1
Java是面向对象的编程语言，面向对象是一种易理解、上手快的编程思想，同时Java提供了功能非常强大的系统类库，多种多样的工具类任你使用，开发者只需要关注业务逻辑，然后根据具体需求去调用这些工具类即可，底层的具体实现不需要关注。因此，相比于C++这种偏向底层的高级编程语言，Java更容易上手。
Java语言具备如下特点。1．简洁高效
Java语言非常简洁，相比于C++中头文件、指针等各种抽象的概念，Java更好理解、便于上手，同时还提供了功能强大的系统类库，使开发变得更加简洁高效。2．跨平台
程序在不同平台的兼容性问题一直困扰着开发者，如果我们开发的程序能够无障碍地同时运行在Windows、Mac OS和Linux系统中，那是多么美妙的一件事。Java就帮我们实现了这个美好的愿望，一套代码可以在多种平台上运行。3．面向对象
面向对象是一种编程思想，这种编程思想的诞生，对于软件工程有着划时代的意义。开发者告别了面向过程开发的烦琐步骤，从一个新的维度重新解读编程这件事，极大地提升了软件开发效率和能力，Java就是这样一种面向对象的高级编程语言。4．分布式计算
Java提供了一套网络操作类库，很适合开发分布式计算的程序，开发者可以通过调用类库进行网络程序开发，实现分布式特性。5．健壮性
Java提供了非常强大的排错机制，在程序编译阶段就可以检测出程序中的错误，无需等到运行时才暴露出存在的问题。同时在运行阶段会再一次进行相应的检查，多种手段保证了程序的稳定性和健壮性。6．可处理多线程
线程是进程的基本单位，是程序开发中必不可少的一种基础资料，Java提供了良好的多线程处理机制，使程序具备更为优秀的交互性。
好了，听完了这些，你是不是已经迫不及待地想要开始学习Java了呢？别着急，我们说过，学习新技术，首先应该了解它是什么？其次要了解它能干什么，接下来，我们就来一起看看Java有哪些方面的实际应用。
在全球范围内，选择Java作为后台开发语言的公司数不胜数，比较知名的国外互联网公司包括Google、YouTube、Amazon、Twitter等，国内的知名公司有阿里、腾讯、百度、新浪、搜狐等。尤其是在电商领域，大部分公司都在使用Java，包括天猫、京东、苏宁易购、当当、美团等，这么多知名企业都选择Java作为开发语言，你还在犹豫什么呢？1.1.2 Java的运行机制
简单来讲，Java开发可分为3步：● 在后缀为.java的文件中编写Java程序，此文件称之为Java源文
件；● 通过编译器将源文件编译为后缀为.class的字节码文件；● 计算机读取字节码文件运行程序。
运行原理如图1-2所示。图1-2
我们可以这样理解，Java源文件是开发者编写的，以开发者自己能看懂的方式去编写代码，但是计算机无法直接识别编写好的程序，因为计算机只能识别二进制的数据，相当于两者语言不通，要进行交流就必须有翻译，编译器就是这个翻译，它可以将开发者编写的程序翻译成计算机能识别的二进制数据，即将Java源文件编译为字节码文件，这样一来计算机就可以运行程序了。
Java程序并不是运行在计算机底层的，Java拥有自己的虚拟计算机，这个虚拟的计算机有自己的内存，有自己的磁盘，我们把它叫作Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）。所有的Java程序都是运行在JVM上的，正是因为有了JVM这样一种机制，Java程序才能做到跨平台，不同的操作系统只要可以安装JVM，就可以运行Java程序。JVM可以将不同操作系统的底层运行机制进行屏蔽，读取与平台无关的字节码文件，由Java解释器将JVM的程序运行在不同的平台上。编译好的字节码文件只需要识别JVM，而不需要关心更底层的操作系统，由JVM去适应并识别不同的操作系统，如图1-3所示。图1-3
举一个生活中的例子，一个中国商人，需要同时跟来自美国、意大利和德国的3个客户洽谈合作，但是中国商人只会说汉语，所以他高价雇佣了一个同时精通英语、意大利语、德语的高级翻译，帮他把汉语分别翻译给来自美国、意大利和德国的客户，这样就可以无障碍地沟通并完成合作了。
在这个例子中，中国商人相当于Java源程序，高级翻译相当于JVM，而来自美国、意大利、德国的客户相当于不同的操作系统。1.1.3 Java三大体系
Java语言后来衍生出3个体系分支，分别是J2SE、J2ME、J2EE。
J2SE（Java2 Platform Standard Edition）定义了Java的核心类库，包含了各种常用组件，是Java开发的基础。
J2ME（Java2 Platform Micro Edition）是基于J2SE衍生出的专用于移动设备的开发组件，如手机、机顶盒、车载导航等。
J2EE（Java2 Platform Enterprise Edition）是基于J2SE扩展出的企业级开发组件，提供了Java Web相关的开发组件，如Servlet、JSP等，是Java开发的主流技术。
2005年之后，三大体系被重新命名，其中J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME，J2EE更名为Java EE。在三大体系中，Java SE是核心，Java ME和Java EE是在Java SE的基础上发展起来的，如图1-4所示。图1-41.2 搭建Java开发环境
上一节我们学习了Java的基本概念，了解了Java的运行原理。Java程序必须依赖于JVM才能运行，所以开发Java程序的第一步就是在计算机上安装Java环境，本节就带大家一起来安装和配置Java环境。1.2.1 安装配置Java10
Java经历了这么多年的发展，最新的版本是Java10（作者在编写本书时的最新版），我们就以Java10为例，给大家演示如何安装和配置Java环境。首先我们需要了解什么是Java环境，有两个重要的概念我们需要掌握——JRE和JDK。
JRE（Java Runtime Environment）是Java的运行环境，包括JVM和Java基础类库，一台计算机要运行Java程序，就必须有JRE。
JDK（Java Development Kit）是Java开发包，它包含JRE和编译Java源文件的编译器，我们要在一台计算机上进行Java程序开发，就必须安装JDK。
由此可知，JRE是Java程序运行环境，JDK是Java程序开发环境，而JDK包含了JRE，我们只需要安装JDK即可。1．下载JDK（1）打开Java官方网站，选择“JDK Download”下载JDK10.0.2（作者在编写本书时的最新版），如图1-5所示。（2）在打开的新网页选中“Accept License Agreement”选项，如图1-6所示。图1-5图1-6（3）根据你的操作系统选择对应的JDK安装文件，这里我们选择Windows系统下的JDK，如图1-7所示。图1-7（4）下载好的安装文件如图1-8所示。图1-82．安装JDK（1）找到JDK安装文件，双击鼠标左键运行该文件。（2）一直单击“下一步”按钮，全部选择“默认”即可。3．配置环境变量（1）配置path环境变量使计算机在运行程序时可以找到Java程序的路径。（2）配置classth可以设置class文件的路径信息。
配置环境变量的具体步骤如下所示。（1）找到自己安装Java的路径，复制下来留着下一步备用，如图1-9所示。（2）计算机→属性→高级系统设置→高级→环境变量→系统变量，点击“新建”，为变量起名“JAVA_HOME”，变量值设置为上一步复制的路径，如图1-10所示。图1-9图1-10（3）在Path路径的开头添加“%JAVA_HOME%\bin;”，如图1-11所示。图1-114．检测是否安装成功（1）按Windows +R组合键，输入cmd，单击“确定”按钮打开终端，如图1-12所示。图1-12（2）在终端输入“javac”以及“java”，如果安装成功就可以看到如图1-13和图1-14所示的信息。图1-13图1-14（3）若出现“javac/java不是内部命令”字样，则表示环境配置失败，需要重新配置。（4）输入“java -version”，可以查看Java的版本信息，如图1-15所示。图1-151.2.2 Java程序开发步骤
想必读到这里，大家都已经成功地配置好了Java环境，准备工作就绪，接下来我们就可以正式开始写代码了。
我们的第一个Java程序是输出“Hello World”。在D盘新建一个文件夹，命名为java，进入java文件夹，新建一个名为HelloWorld.java的文件，这就是Java源文件。接下来，用记事本或者其他编辑器打开文件来编写代码，如代码1-1所示。
代码1-1public class HelloWorld{ public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World"); }}
我们之前介绍过，Java程序开发分三步：第一步编写，第二步编译，第三步运行。代码1-1编写完成之后，我们需要进行第二步：编译。（1）打开CMD终端（按Windows+R组合键，然后输入“cmd”），用“d:”命令进入计算机的D盘，然后通过cd命令进入Java程序所在的文件夹，如图1-16所示，HelloWorld.java保存在D盘的java文件夹中。（2）如图1-17所示，使用javac HelloWorld.java命令编译HelloWorld.java文件。（3）如图1-18所示，在编译成功后，会看到D:/java文件夹中自动生成了一个HelloWorld.class文件，该文件就是我们之前提到的字节码文件，JVM就是通过读取这个文件来运行程序的。图1-16图1-17图1-18（4）如图1-19所示，使用java HelloWorld命令来运行Java程序，计算机打印输出了“HelloWorld”字符串。图1-19
成功！这里对代码进行简单的说明，public static void main(String[] args)是程序的入口，我们希望计算机执行的代码都写在这里，大家可以先这样理解，后面我们会详细讲解main方法。
注意事项：● 编译程序的命令是javac；● 运行程序的命令是java；● 编写代码时注意字母的大小写，Java程序对大小写敏感。1.3 小结
作为本书的开篇内容，本章首先为大家介绍了Java的基本运行原理、体系结构以及Java能开发哪些应用程序，让初学者对Java有一个基本的认识和概念。介绍完Java的基本概念，接下来为大家讲解如何安装配置Java环境，第一步安装JDK，第二步配置环境变量，完成之后就可以在计算机上开发Java程序了。Java程序开发共分为3个步骤：第一步编写Java源代码，第二步将Java源代码编译成JVM能识别的字节码文件，第三步计算机读取字节码文件并运行程序。
我们在学习一个新知识的时候，首先是要了解它是什么，它能做什么，然后才是怎么使用。本章对这3个问题做了详细解答，为后续的深入学习做好了铺垫。第2章 Java入门
通过第1章的学习，想必大家已经对Java语言有了初步的认识，对Java的发展历程、运行原理和环境安装有了一定的了解。在本章中，我们继续来学习Java的详细语法与开发规范，教大家用Java编写出简单的程序。2.1 开发第一个Java程序2.1.1 使用Eclipse开发程序
还记得上一章内容讲到过的Java开发三步骤吗？第一步，编写Java源代码；第二步，将Java源代码编译成字节码文件；第三步，运行程序。这三步是Java开发编译的底层步骤，在真正的项目开发中，如果我们按照这种方式去开发代码，很显然是非常麻烦的一件事情。为了简化开发步骤，提高开发效率，我们需要使用集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）来编写代码。
Java开发常用的IDE有Eclipse、NetBeans、IntelliJ IDEA。使用NetBeans的人较少，Eclipse是当下主流的集成开发环境，IntelliJ IDEA也是一款优秀的IDE，具有代码智能提示等强大的功能。因为目前选择Eclipse的公司居多，所以本书采用Eclipse作为开发环境。
使用Eclipse集成环境进行开发，可以将原来的三步走简化为两步：首先编写代码，然后直接运行即可。但底层实际还是三步，只是Eclipse对编译和运行进行了整合，开发者只需要进行一次操作即可完成编译并同时看到运行结果。另外，Eclipse还有代码提示功能，可提高我们的编码效率，你是否已经跃跃欲试了呢？1．安装Eclipse（1）进入Eclipse官网，下载安装文件，如图2-1所示。图2-1（2）运行安装文件，如图2-2所示。图2-2（3）在弹出的窗口选择第二项，该版本包含了JavaEE开发组件，如图2-3所示。图2-3（4）选择安装目录，单击“install”进行安装，如图2-4所示。（5）安装完成，双击“eclipse.exe”，打开Eclipse，在弹出的菜单选择工作空间，即代码在本地硬盘的保存路径，如图2-5所示。（6）看到如图2-6所示的界面，表示我们已经安装成功，接下来就可以使用Eclipse编写程序了。图2-4图2-5图2-62．工程
一个项目是由很多Java文件组成的，我们用工程（Project）来管理所有的Java文件。（1）在Eclipse中新建“Java Project”，单击File→New→Java
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]