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Java程序設計語言是一種高級語言，它用我們熟悉的字詞、句等表述需要計算機為我們做的事情。大多數(shù)程序設計語言，都要經(jīng)過編譯或解釋以便能在計算機上運行。

在Java程序設計語言中，所有源代碼寫在一個擴展名是.java的純文本文件里。這些源文件通過Java編譯器(javac.exe)編譯成.class文件。.class文件不包含本地處理器的代碼，而包含Java虛擬機機器語言代碼，它是一種在Java平臺上被解釋器解釋的平臺無關代碼，稱之為“字節(jié)碼”。

Java執(zhí)行工具(java)用來運行.class文件，它是一個解釋程序，又稱“Java虛擬機”，它負責解釋分解并執(zhí)行每個Java字節(jié)碼指令。下圖反映這個過程：

Java虛擬計算機，可以認為Java字節(jié)碼像機器指令碼一樣。任何Java解釋器，不論是開發(fā)工具的，還是運行applet的web瀏覽器，都可認為是運行的Java虛擬計算機。Java虛擬機在許多不同的操作系統(tǒng)都是有效的，所以同樣的.class文件有能力運行在Windows、Solaris、 linux、MacOS等多種操作系統(tǒng)下，如圖：

平臺是程序運行的硬件和軟件環(huán)境。我們已經(jīng)了解的一些流行平臺像Windows、Linux、Solaris和MacOS等。多數(shù)平臺被描述成操作系統(tǒng)與硬件的復合體。Java平臺不同于其它平臺，它是一個純軟件平臺，在其它硬件基礎平臺上運行，如下圖：

Java平臺有兩個部分：

Java虛擬機(Java VM)

Java應用程序接口(Java API)

Java虛擬機是Java平臺的基礎，是在各種不同的硬件基礎平臺上的接入口。Java字節(jié)碼程序就是由它解釋并執(zhí)行，同時提供程序的運行環(huán)境。

Java API是一個巨大的，提供許多有用功能的，軟件組成的集合體。Java API被組合在庫中，由相關的類和接口構成，這些庫稱做“包”。下圖表示運行在Java平臺上的程序。圖中顯示，Java API和虛擬機把程序與硬件隔離開，Java程序通過API在VM上運行。

JVM － java虛擬機

　　JVM將 java 字節(jié)碼程序翻譯成機器語言。然后由計算機執(zhí)行。

JRE － java 運行環(huán)境

　　JRE 是由JVM 和 java platform 核心類以及相關支撐文件組成。

API － application PRogramming interface.

　　API 是rules(syntax) ：在java技術中如何編程。

　　API包括數(shù)百個類——公司預先編好的代碼，你可以在編程中充分利用它們的功能。

JVM提供以下定義：

• 指令集（Bytecodes 是JVM的機器指令）。

• 寄存器組

• 類文件格式

• 棧

• 垃圾回收“堆”(實現(xiàn)內(nèi)存的動態(tài)分配和自動回收)

• 內(nèi)存區(qū)域

Java程序執(zhí)行時，首先虛擬機對要執(zhí)行的class文件裝載，然后對字節(jié)碼進行驗證，最后用解釋器對字節(jié)碼解釋執(zhí)行，下圖是jvm的邏輯構造：

加載代碼 — 類裝配器

加載程序運行所需要的所有的類。類裝配器將本地文件系統(tǒng)的類的名字空間與從網(wǎng)絡資源來的類的名字空間分開。這樣就限制了特洛伊木馬程序，因為本地類總是首先加載。

一旦所有的類被加載，可執(zhí)行程序的內(nèi)存布局就被確定了。內(nèi)存地址被分配給符號引用表，查找表被建立。由于內(nèi)存的布局出現(xiàn)在運行時刻，防止了對于代碼域的未授權的訪問。

驗證代碼 — 字節(jié)碼驗證器

java代碼在你的機器上執(zhí)行前要經(jīng)過幾個測試。字節(jié)碼驗證器測試代碼段的格式，檢查代碼段是否有非法代碼（偽造指針，對象上的非法存取，試圖改變對象類型等）。

所有網(wǎng)絡來的類文件都要經(jīng)過字節(jié)碼驗證。

執(zhí)行代碼 — 解釋器

Java平臺的建立只需安裝JDK或JRE就可以完成。JRE是Java運行環(huán)境（Java Runtime Environment）縮寫,如果僅僅用來運行Java程序，僅安裝JRE就可以了。如果需要開發(fā)和運行Java程序，就必須安裝JDK。

第一步：下載JDK。

第二步：運行JDK安裝程序。

以上兩步比較簡單，不贅述

第三步：設置JDK環(huán)境變量。

通常JDK安裝完成后需要設置Java環(huán)境變量PATH和CLASSPATH。

(1).PATH變量

是操作系統(tǒng)用于查找可執(zhí)行文件的目錄集，格式如下：

PATH=<PATH原有的內(nèi)容>;<JDK安裝目錄>/bin

JDK安裝完成以后需要將開發(fā)工具的存放目錄加入到PATH變量中，使得在編譯或執(zhí)行Java程序時操作系統(tǒng)能夠找到編譯程序javac或解釋程序java。

(2).CLASSPATH變量

是Java編譯器編譯用于查找相關類或接口的目錄集，也是Java解釋器用于查找相關類或接口的目錄集，格式如下：

CLASSPATH=<class文件目錄>或<jar文件路徑名>[;...]

這里< jar文件路徑名>由每個jar文件及存放它的目錄名組成，例如

D:/Program Files (x86)/Java/jdk1.7.0_07/lib/dt.jar

多個路徑名之間用“；”分隔。

在Windows系統(tǒng)下設置環(huán)境變量可以從控制面板的系統(tǒng)設置添加，或者“計算機”->“屬性”->"高級系統(tǒng)設置"->"環(huán)境變量"

這里以JDK1.7為例介紹環(huán)境變量的設置過程，假設JDK安裝的安裝路徑是

D:/Program Files (x86)/Java/jdk1.7.0_07

在命令行中輸入下面命令：

java -version

顯示下面的版本信息，說明配置成功！

Java平臺建立(即安裝JDK)完成后就可以運行或開發(fā)Java程序了。JDK提供了基本的Java開發(fā)工具，這些工具放在JDK安裝目錄下的bin目錄。但是，對于復雜大型的Java程序是不能滿足要求，需要專門的集成開發(fā)工具。下面分別介紹JDK提供主要工具軟件，并對常用的集成開發(fā)工具做簡單介紹。

(1)JDK開發(fā)工具

JDK開發(fā)工具包括工具和實用程序，可幫助開發(fā)、執(zhí)行、調(diào)試和保存以 Java 編程語言編寫的程序。在這些程序中主要工具程序有：編譯工具Javac，解釋工具Java，文檔生成工具，Java平臺調(diào)試工具等。

Java編譯器，將Java源程序編譯成字節(jié)碼，生成class文件。在bin目錄下，文件名稱是javac.exe。命令格式：

javac [選項] 源文件 [類] [ @argfiles ]

其中，

選 項 –- 編譯參數(shù)。

源文件 -– 一個或多個需要編譯的java源程序文件。

類 –- 一個或多類。

@argfiles -– 參數(shù)文件。

使用示例：編譯Java源程序helloworld.java。

Java解釋器，直接從類文件執(zhí)行Java應用程序，即application。命令格式：

java [選項] 類 [參數(shù)... ]

java [選項] -jar jar文件 [參數(shù)... ]

javaw [選項] 類 [參數(shù)... ]

javaw [選項] -jar jar文件 [參數(shù)... ]

其中:

選項 -– 運行參數(shù)。

類 -– 被調(diào)用的類的名稱。

-jar jar文件 -– 被調(diào)用的jar文件名稱。

參數(shù) -– 傳送給main方法的參數(shù)串。

使用示例：執(zhí)行Java類hello.class

(2)Java集成開發(fā)工具

集成開發(fā)環(huán)境（簡稱IDE及Integrated Development Environment的縮寫）是用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具。就是集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調(diào)試功能等一體化的開發(fā)軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫做集成開發(fā)環(huán)境,可以獨立運行，也可以和其它程序并用。JAVA的集成開發(fā)環(huán)境很多，比如 JCreator,NeBeans,Java Studio,JBuilder,Java Workshop,JDeveloper,Visual Age for java,Eclipse等等，這里簡單介紹netbeans和eclipse。

NetBeans IDE

NetBeans是一個全功能的開放源碼Java IDE，可以幫助開發(fā)人員編寫、編譯、調(diào)試和部署Java應用，并將版本控制和xml編輯融入其眾多功能之中。NetBeans 可支持Java 2平臺標準版(J2SE)應用的創(chuàng)建、采用jsp和Servlet的2層Web應用的創(chuàng)建，以及用于2層Web應用的API及軟件的核心組的創(chuàng)建。此外，NetBeans 最新牒還預裝了兩個Web服務器，即Tomcat和GlassFish，從而免除了繁瑣的配置和安裝過程。所有這些都為Java開發(fā)人員創(chuàng)造了一個可擴展的開放源多平臺的Java IDE，以支持他們在各自所選擇的環(huán)境中從事開發(fā)工作，如Solaris、Linux、Windows或Macintosh。

Eclipse是著名的跨平臺的自由集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。最初主要用來Java語言開發(fā)，但是目前亦有人通過插件使其作為C++、Python、php等其他語言的開發(fā)工具。Eclipse的本身只是一個框架平臺，眾多插件的支持使得Eclipse擁有其他功能相對固定的IDE軟件很難具有的靈活性。許多軟件開發(fā)商以Eclipse為框架開發(fā)自己的IDE。

Eclipse的運行需要有Java的虛擬機存在，在編譯java的時候不需要額外的編譯器。自身就能對java源代碼進行編譯。由于Eclipse是使用java編寫的,所以在跨平臺上做的很好，常用的平臺Eclipse都能運行。

Eclipse最大的特點使用插件滿足使用者根據(jù)自己的需要對其進行擴展，且Eclipse源代碼進行開放，使插件的數(shù)量不斷增長，其中不乏一些非常優(yōu)秀的插件。也使得Eclipse的功能大大增強，使用Eclipse作為基礎來開發(fā)的軟件也很多。