前言：
学了很多年的Java，却没有好好的去总结所学的知识。高级的技法，学了很多，但是没有对基础的东西进行总结和提炼。俗话说：基础不牢，地动山摇；
一、Java概述
1、Java历史
Java 是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 面向对象程序设计语言和 Java 平台的总称。由 James Gosling和同事们共同研发，并在 1995 年正式推出。
后来 Sun 公司被 Oracle （甲骨文）公司收购，Java 也随之成为 Oracle 公司的产品。
Java语言的三种技术架构：
- JavaSE（J2SE）（Java2 Platform Standard Edition，java平台标准版）（主要学习—基础）
是为开发普通桌面和商务应用程序提供的解决方案。该技术体系是其他两者的基础，可以完成一些桌面应用程序的开发。比如Java版的扫雷。 - JavaEE(J2EE)(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平台企业版)手机用安卓Android开发
是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案。（浏览器访问）该技术体系中包含的技术如 Servlet Jsp等，主要针对于Web应用程序开发。 - JavaME(J2ME)(Java 2 Platform Micro Edition，java平台微型版)。
是为开发电子消费产品和嵌入式设备提供的解决方案。该技术体系主要应用于小型电子消费类产品，如手机中的应用程序等。
2、Java语言的特点
Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言。
Java 编程语言的风格十分接近C++语言。继承了 C++ 语言面向对象技术的核心，Java舍弃了C++语言中容易引起错误的指针（以引用取代）、运算符重载（operator overloading）、多重继承（以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用的对象所占据的内存空间。在 Java SE 1.5 版本中Java又引入了泛型编程（Generic Programming）、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱等语言特性。
Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。
3、面向对象（OOP）编程的三大特征：
封装
利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起，使其构成一个不可分割的独立实体。数据被保护在抽象数据类型的内部，尽可能地隐藏内部的细节，只保留一些对外接口使之与外部发生联系。用户无需知道对象内部的细节，但可以通过对象对外提供的接口来访问该对象。
优点:
- 减少耦合: 可以独立地开发、测试、优化、使用、理解和修改
- 减轻维护的负担: 可以更容易被程序员理解，并且在调试的时候可以不影响其他模块
- 有效地调节性能: 可以通过剖析确定哪些模块影响了系统的性能
- 提高软件的可重用性
- 降低了构建大型系统的风险: 即使整个系统不可用，但是这些独立的模块却有可能是可用的
继承
继承实现了 IS-A 关系，例如 Cat 和 Animal 就是一种 IS-A 关系，因此 Cat 可以继承自 Animal，从而获得 Animal 非 private 的属性和方法。
继承应该遵循里氏替换原则，子类对象必须能够替换掉所有父类对象。
Cat 可以当做 Animal 来使用，也就是说可以使用 Animal 引用 Cat 对象。父类引用指向子类对象称为 向上转型 。
多态
多态分为编译时多态和运行时多态:
- 编译时多态主要指方法的重载
- 运行时多态指程序中定义的对象引用所指向的具体类型在运行期间才确定
运行时多态有三个条件:
- 继承
- 覆盖(重写)
- 向上转型
二、Java语言与Java虚拟机
1、什么是Java虚拟机
Java 虚拟机(Java Virtual Machine,简称 JVM) 是整个 Java 平台的基石，实现硬件与操作系统无关，编译代码后生成出极小体积，保障用户机器免于恶意代码损害。
JVM 可以看作是一台抽象的计算机。跟真实的计算机一样，它有自己的指令集以及各种运行时内存区域。使用虚拟机来实现一门程序设计语言有许多合理的理由，业界中流传最为久远的虚拟机可能是 UCSD Pascal 的 P-Code 虚拟机。
第一个 JVM 的原型机是由 Sun 公司实现的，它被用在一种类似 PDA（Personal Digital Assistant，俗称掌上电脑）的手持设备上仿真实现 JVM 指令集。时至今日，Oracle 已有许多 JVM 实现应用于移动设备、桌面电脑、服务器等领域。JVM 并不局限于特定的实现技术、主机硬件和操作系统。它不强求使用解释器来执行程序，也可以通过把自己的指令集编译为实际 CPU 的指令来实现，它可以通过微代码来实现，或者甚至直接实现在 CPU 中。
2、JVM、JRE和JDK的关系
JVM
Java Virtual Machine是Java虚拟机，Java程序需要运行在虚拟机上，不同的平台有自己的虚拟机，因此Java语言可以实现跨平台。
JRE
Java Runtime Environment包括Java虚拟机和Java程序所需的核心类库等。核心类库主要是java.lang包：包含了运行Java程序必不可少的系统类，如基本数据类型、基本数学函数、字符串处理、线程、异常处理类等，系统缺省加载这个包
如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。
JDK
Java Development Kit是提供给Java开发人员使用的，其中包含了Java的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就无需再单独安装JRE了。其中的开发工具：编译工具(javac.exe)，打包工具(jar.exe)等
JVM&JRE&JDK关系图：
3、Java语言和JVM的关系
JVM 与 Java 语言并没有必然的联系，它只与特定的二进制文件格式 class 文件格式所关联。class 文件中包含了 JVM 指令集（或者称为字节码、bytecodes）和符号表，还有一些其他辅助信息。
基于安全方面的考虑，JVM 要求在 class 文件中使用了许多强制性的语法和结构化约束，但任一门功能性语言都可以表示为一个能被 JVM 接收的有效的 class 文件。作为一个通用的、机器无关的执行平台，任何其他语言的实现者都可以将 JVM 作为他们语言的产品交付媒介。
字节码：Java源代码经过虚拟机编译器编译后产生的文件（即扩展为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。
采用字节码的好处：
Java语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以Java程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不专对一种特定的机器，因此，Java程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。
java中的编译器和解释器：
Java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（即扩展为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行，这就是上面提到的Java的特点的编译与解释并存的解释。
Java源代码---->编译器---->jvm可执行的Java字节码(即虚拟指令)---->jvm---->jvm中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。
如上图所示，在 Java 编程语言和环境中，即时编译器（JIT compiler，just-in-time compiler）是一个把 Java 的字节码（包括需要被解释的指令的程序）转换成可以直接发送给处理器的指令的程序。当你写好一个 Java 程序后，源语言的语句将由Java 编译器编译成字节码，而不是编译成与某个特定的处理器硬件平台对应的指令代码。字节码是可以发送给任何平台并且能在那个平台上运行的独立于平台的代码。
