java程序设计基础第1章幻灯片

1、新世纪计算机基础教育丛书 主编 谭浩强,Java程序设计,第1章 概 述,什么是Java语言,在计算机语言史上，Java是接受最快、并且普及最快的语言。 Java是一种程序设计平台，既是开发环境，又是应用环境。它代表一种新的计算模式。 Java是简单的、面向对象的语言，并具有分布性、安全性和健壮性。,什么是Java语言,Java程序被解释执行，但又不失高性能。 Java是多线程的、动态的语言，最主要的是它与平台无关，解决了困扰软件界多年的软件移植问题。,Java语言的基本概念,Java语言=,面向对象的程序设计语言,Java语言的特点,语法简单，功能强大 分布式与安全性 与平台无关 解释运行，高效率 多线程 动态执行 丰富的API文档和类库,Java的三层架构,Java可用于客户-服务器架构，将公共使用的程序放到服务器上，用户使用时从服务器上下载到客户端，各用户独立使用设备和程序。当程序更新时，只需在服务器上进行。之后，客户再使用时，下载的就是更新后的版本，系统管理员不必在客户端做任何维护工作。,Java语言的目标,开发Java语言的主要目的是： 创建一种面向对象的语言。 提供一种解释

2、环境，缩短了系统开发的编译连接装载测试周期，提高开发速度。 去掉了影响代码健壮性的功能。,Java语言的目标,为程序运行多线程提供了方法。 允许程序下载代码模块。 检查下载的代码模块。,Java虚拟机,Java虚拟机（Java virtual machine，JVM）是运行Java 程序必不可少的机制。JVM是编译后的Java 程序和硬件系统之间的接口，程序员可以把JVM看作一个虚拟的处理器。它不仅解释执行编译后的Java指令，而且还进行安全检查。它是Java程序能在多平台间进行无缝移植的可靠保证，同时也是Java 程序的安全检验引擎。,Java虚拟机,Java 虚拟机规范中给出了JVM的定义：JVM是在一台真正的机器上用软件方式实现的一台假想机。,Java虚拟机,Java虚拟机规范提供了编译所有Java代码的硬件平台。 JVM不但可以用软件实现，而且可以用硬件实现。,Java虚拟机,JVM的具体实现包括： 指令集（等价于CPU的指令集） 寄存器组 类文件格式 栈 垃圾收集堆 内存区,Java虚拟机,JVM的代码格式为压缩的字节码，因而效率较高。 JVM的实现叫做Java运行时系统，简

3、称为运行时。,Java虚拟机的性能,Java在问世之初，因其没有完全优化，并且是解释执行，因此Java程序的运行效率较低。 Java解释器经过不断的优化，字节码的执行速度已有很大提高。,Java虚拟机的性能,在字节码执行之前可以先经过JIT编译器（just in time compiler）进行编译，生成针对具体平台的本机执行代码。 Hotspot技术是一种在字节码指令执行之前动态决定它的执行方式的技术，这一技术是为了从根本上解决Java 程序的效率问题而推出的。,垃圾收集,在Java中，程序员不必亲自释放内存，它提供了后台系统级线程，记录每次内存分配的情况，并统计每个内存指针的引用次数。,垃圾收集,在Java虚拟机运行时环境闲置时，垃圾收集线程将检查是否存在引用次数为0的内存指针；如果有的话，则垃圾收集线程把该内存“标记”为“清除”（释放）。,代码安全,代码安全,Java Applet是从其他机器上下载到本机执行的，在 Applet运行之前，系统要对之进行严格的三级代码安全检查，即验证、分析和跟踪监测。,代码安全,1. Java解释器 Java解释器只能执行为JVM编译的代码。Jav

4、a解释器有三项主要工作： (1) 下载代码由类下载器完成。 (2) 校验代码由字节码校验器完成。 (3) 运行代码由运行时解释器完成。,代码安全,2. 类下载器 当Java运行时系统从Internet网上下载类文件时，它使用类下载器来下载。 类下载器把本地文件系统的类名空间和网络源输入的类名空间区分开来，以增加安全性。,代码安全,3. 字节码校验器 程序通过字节码校验器检查代码的安全性 。 校验器主要检查以下几项内容： (1) 类遵从JVM的类文件格式。 (2) 不出现访问违例情况。,代码安全,(3) 代码不会引起运算栈溢出。 (4) 所有运算代码的参数类型总是正确的。 (5) 不会发生非法数据转换。 (6) 对象域访问是合法的。,一个基本的Java应用程序,/ / 简单的应用程序HelloWorld / public class HelloWorldApp public static void main (String args ) System.out.println (Hello World!); ,常见错误,编译时错误,1. 错误提示内容：javac: Command not

5、found 解释：包含javac编译器的路径变量设置不正确。,常见错误,2. 错误提示内容：HelloWorldApp.java:3: Method printl(java.lang.String) not found in class java.io.PrintStream.System.out.printl(“Hello World!”); 解释： 键入的方法名printl不正确，方法println()的名字被写成printl。,编译时错误,常见错误,编译时错误,3. 错误提示内容：HelloWorldApp.java:1: Public class HelloWorldapp must be defined in a file called “HelloWorldapp.java”.public class HelloWorldapp 解释：文件HelloWorldApp.java中定义的公有类HelloWorldapp的名字和文件名不匹配。,常见错误,运行时错误,1. 错误提示内容：Cant find class HelloWorldApp 解释：（当键入java HelloW

6、orldApp时发生该错误。）系统找不到名为HelloWorldApp的类文件。,常见错误,运行时错误,2. 错误提示内容：In class HelloWorldApp: main must be public and static 解释：如果main()方法的左侧缺少static或public，会发生这个错误。,常见错误,运行时错误,3. 文件中含有的类个数错误 解释：按照Java规则，在一个源文件中最多只能定义一个公有类，否则会发生运行时错误。如果一个应用系统中有多个公有类，则要把它们分别放在各自不同的文件中。文件中非公有类的个数不限。,常见错误,4.层次错误 解释：一个.java源文件可以含有三个“顶层”元素，这三个元素是： 一个包说明，即package语句，包说明是可选的。 任意多个引入语句，即import语句。 类和接口说明。,运行时错误,使用Java核心API文档,Java核心API文档页面如下图：,使用Java核心API文档,在各种Java的API中，程序员使用最多的是Java核心API。 核心API文档是按层设计的，以主页方式提供给用户。类文档中主要包括： 类层次结构、类及其一般目的的说明、成员变量表、构造函数表、方法表、变量详细说明表,使用Java核心API文档,类文档中还包括每一个变量使用目的的详细描述、构造方法的详细说明及进一步的描述、方法的详细说明及进一步的描述。,

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