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  1. JAVA开发环境

1. JAVA开发环境

1.1. 认识Linux操作系统

1.1.1. Linux的由来及发展

Linux起源于1991年,1995年流行起来,大家可以看到旁边的这个人,它就叫Linux,是他在上大学时候写的一个操作系统,被开源出来,所谓的开源,就是指开放源代码,也就是,一步一步怎么做的,都可以看到。说它是一个类似Unix的操作系统,Unix也是一个操作系统,只是它是收费的,而Linux是免费的,当然,这也是它发展起来的原因之一。

目前, Linux是主流的服务器操作系统, 广泛应用于互联网、云计算、智能手机(Android)等领域。由于Java主要用于服务器端的开发,因此Java应用的部署环境有很多为Linux。

1.1.2. Linux目录结构

Windows操作系统的目录结构,是以盘符为单位,C盘、D盘、E盘等等,数据存储在各个盘符之下,而Linux操作系统最顶层只有一个根目录root,所有文件都存储在这一个根目录之下。

Windows操作系统若插入一个外部设备(U盘等),在系统中是多了一个盘符H,对H盘的操作就是对外部设备的操作。Linux操作系统是在根目录root下有一个名叫mnt的子目录,在这个目录下,会出现一个目录,假设为sdcard,称之为挂载点,对它的操作就是对外部设备的操作。

Windows操作系统某用户登录系统后,对所有文件都具有增删改查的权限,即:可以操作任意目录,假设将C盘下Windows目录删除,则会导致系统异常,安全性较差。Linux操作系统对权限要求比较严格,用户登录后并非对所有目录具有增删改查权限,默认的当前目录为根目录下的home目录下的soft01,称之为主目录,对这个目录具有最高权限,其余目录文件一般都是只读的,不能随意删除,这样就保证了安全性。

1.1.3. pwd、cd、ls命令

大多数用于服务器的Linux操作系统并不提供图形界面,而是通过命令行的方式进行操作,这一点和Windows不同。Linux提供了很多命令,其中经常用于操作目录的命令如下所示:

  1. pwd:用于显示当前工作目录。
  2. ls:用于查看当前工作目录内容。
  3. cd:用于改变当前工作目录。

1.1.4. 相对路径和绝对路径

路径的作用在于指明一个文件或目录在文件系统中的位置,有两种表示方式:相对路径和绝对路径。一般情况下,哪种方式能够更快速的定位,我们就选择哪种路径。

相对路径:文件或目录相对于当前工作目录的位置。例如:路径“soft01/workspace”表示当前目录下的soft01目录下的workspace;有两个较特殊的相对路径:“.”表示当前目录,“..”表示上一级目录。

绝对路径:文件或目录相对于根目录的位置,绝对路径都从“/”开始。例如:”/home/soft01”,表示根目录下的home目录下的soft01。

再举一个生活中的例子,如何去家乐福?以当前位置为基点,出教室门,下电梯到1楼,出大门右转直行约300米,右侧即到,此为相对路径。固定以龙泽为基点,龙泽坐地铁,大钟寺站下,出门直行约1000米,左侧即到,此为绝对路径。

1.2. JAVA开发环境

1.2.1. Java编译运行过程

程序员所编写的是以.java为后缀的文件,此文件操作系统不能正确识别,因此,首先要经过编译,生成所谓的字节码文件(.class),而字节码文件需要JVM来提供运行环境的支持。

JVM是一个软件,安装在操作系统中,是建立在操作系统之上的,为字节码文件提供运行环境,效果如图 – 1 所示。

图- 1

Java官方提供了针对不同平台的JVM软件,即:不同平台的JVM是不同的。但这些JVM遵循着相同的标准,即:只要是标准的.class文件,就可以在不同的JVM上运行,而且运行的效果相同。这样,就实现了所谓的“一次编程到处使用”。效果如图 – 2所示:

图- 2

Java程序遵循着先编译、后执行的原则。首先,通过javac命令将JAVA源程序(.java文件)编译为JAVA字节码(.class文件),而后,通过java命令启动JVM,由JVM来加载.class文件并运行.class文件。效果如图 – 3所示:

图- 3

1.2.2. JDK、JRE、JVM关系

JDK(Java Development Kit)即为Java开发工具包,包含编写Java程序所必须的编译、运行等开发工具以及JRE。开发工具如:用于编译java程序的javac命令、用于启动JVM运行java程序的java命令、用于生成文档的javadoc命令以及用于打包的jar命令等等

JRE(Java Runtime Environment)即为Java运行环境,提供了运行Java应用程序所必须的软件环境,包含有Java虚拟机(JVM)和丰富的系统类库。系统类库即为java提前封装好的功能类,只需拿来直接使用即可,可以大大的提高开发效率。

JVM(Java Virtual Machines)即为Java虚拟机,提供了字节码文件(.class)的运行环境支持。

JDK、JRE、JVM关系如图 – 4 所示:

图- 4

从图示可以看出,JDK中包含了编译、运行等开发工具及JRE,而JRE中包含了Java系统类库及JVM,运行一个java程序所需要的最小环境即为JRE,而开发一个Java程序所需要的最小环境为JDK,因为JDK中还包含了很多用到的命令。

1.2.3. 安装JDK

可以从官方地址下载并安装JDK:/www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html,但下载安装时,需要注意操作系统(OS)版本与JDK版本之间的对应关系,如图 – 5 所示:

图- 5

1.2.4. 配置环境变量

JDK提供了很多命令,像编译(javac)、运行(java)等等,如果希望能使用这些命令,需要让操作系统可以找到这些命令文件所在的路径,可以通过配置PATH环境变量来实现。

PATH环境变量是一系列的目录,在执行命令时,操作系统会依次在PATH环境变量中的每一个目录中查找该命令,找到就执行,找不到则提示错误。

在Linux系统中,配置文件的路径为:/etc/profile,profile文件为系统的初始化脚本,在系统开机时会自动执行的脚本程序,可以使用cat命令查看配置文件的内容,命令如下所示:

cat  /etc/profile

可以看到里面已经存在很多配置了, 提前设定好的,不需要再修改了。Linux操作系统自行配置的简便方式如下所示:

export  JAVA_HOME=/opt/jdk
export  CLASSPATH=.
export  PATH=/opt/jdk/bin:$PATH

说明:

1.2.5. 控制台版的JAVA HelloWorld

【参见COOKBOOK】

1.3. Eclipse IDE

1.3.1. Eclipse简介

前面学习的控制台版的“Java HelloWorld“程序中,我们使用了最简单的编辑工具编写源代码,但是在真实的企业项目中,这种原始的开发方式会带来大量繁琐、重复、易错的操作,极大的降低工作效益,也不利于项目整体管理,在真实的场景中,开发人员总是会借助一些强大的“集成开发环境”进行代码的编写、调试、测试、提交、重构等操作,例如:Eclipse。

Eclipse 是目前主流的IDE开发环境,所谓集成开发环境(IDE,Integrated Development Environment )是专为程序员提供的应用软件,这些软件往往具备功能强大的图形界面。在IDE的辅助下,程序员可以更加高效的完成编译、调试、提交、重构等工作。作为一个合格的程序员应该对主流的IDE工具有较高的熟练度,但也要防止“过分依赖IDE”问题。

对于Java程序员有许多IDE环境可以选择, 但最主流的要数大名鼎鼎的Eclipse了。Eclipse是IBM斥资数千万美元打造的开源项目,如今几乎统治了IDE市场。除了开源之外,Eclipse成功的最大原因在于它是基于“插件”的特性。Eclipse本身是一个平台框架,提供标准的服务,众第三方厂商可以通过开发插件扩展Eclipse的功能,相较于其他功能相对固定的IDE,Eclipse具有高度的灵活性。

可以从Eclipse的官方网站(/www.eclipse.org/downloads/)下载免费的Eclipse。在Eclipse下载页面中选择下载“Eclipse Classic”,这个版本可以理解为是没有特殊安装插件“标准版”Eclipse,其他的版本,根据不同的需要预置了特定插件。

Eclipse下载完成后,不需要特殊的安装,仅仅需要将下载的压缩包解压在某个文件夹中即可。由于Eclipse本身也是用Java语言编写的,它的运行需要有JRE环境,因此必须先安装JDK(或JRE)。

下面,简单介绍下Eclipse的使用步骤:

1) 步骤一:开启开发工具Eclipse

eclipse启动后会弹出如下对话框,如图-27所示。

图- 27

弹出的对话框“Workspace Launcher”用于选择“工作区”(Workspace)。所谓“工作区”是指Eclipse用于存储工程文件的路径。Eclipse通过“工程”(Project)来组织资料。程序员编写的源文件、编译生成类文件等以特定的目录结构存储在工程文件夹中。

2) 步骤二:创建Java工程

选择菜单操作“File ( NEW ( Java Project”用于创建一个适合编写Java基本应用程序的工程。在弹出的对话框中填写工程的名称(Project Name)然后单击“Finish”按钮。如图-28所示:

图- 28

工程创建完成后,会在工作区目录(Eclipse启动时指定)生成一个与工程名称同名的文件夹。打开此文件夹,会看到如图-29所示的目录结构:

图- 29

其中:“src”文件夹用于存放用户编写的Java源文件;“bin”文件夹用于存放Eclipse自动编译生成的class文件。Eclipse具备自动编译的功能,当用户在编写Java源文件的同时,Eclipse会自动的调用系统的JRE编译该文件,并将编译好的class文件存放在bin目录中。另外,“.classpath”和“.project”两个文件以及“.settings”文件夹中的内容是Eclipse用来维护工程信息的,一般可以不去理会。

3) 步骤三:创建名为HelloWorld的类

工程创建完成以后,可以通过菜单操作“File ( New ( Class”创建Java源文件。在弹出的对话框中,填写要创建的Java类的类名(Name)和包名(Package),如图-30所示。(关于包的含义将在后续课程中详述。)

图- 30

填写完类名(本例中为“HelloWorld”)和包名(本例中为“day01”)后,单击“Finish”按钮。Eclipse即创建了一个名为HelloWorld.java的源文件。

4) 步骤四:定义类

在Eclipse编写HelloWorld程序,如图-31所示。

图- 31

程序编写完成,确认无编译错误后,可以使用菜单操作“Run ( Run As ( Java Application”来运行该程序。运行的结果会在代码下方的Console视图中显示。这里需要指出的是:这个操作在本质上与先前通过命令行方式运行Java程序并没有什么不同,可以理解为是Eclipse调用JDK的java命令,用更加友好的图形化界面方式实现运行Java程序的操作而已。

1.3.2. 使用Eclipse开发JAVA应用程序

【参见COOKBOOK】