《Java起源及應(yīng)用》課件

Java起源及應(yīng)用Java誕生的背景1C++的復(fù)雜性C++過(guò)于復(fù)雜，難以維護(hù)，并且存在安全隱患。2互聯(lián)網(wǎng)的興起網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，需要一種安全、可靠、跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言。3Sun公司的目標(biāo)Sun公司希望開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單、安全、可移植、高效的編程語(yǔ)言，以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。Java語(yǔ)言的特點(diǎn)面向?qū)ο驤ava是完全面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，支持封裝、繼承和多態(tài)等特性，使代碼更易于組織和維護(hù)。平臺(tái)無(wú)關(guān)性Java的“一次編寫(xiě)，隨處運(yùn)行”特性使其能夠在不同的平臺(tái)上運(yùn)行，而無(wú)需重新編譯。安全可靠Java具有嚴(yán)格的安全機(jī)制，可以有效地防止惡意代碼的攻擊，確保應(yīng)用程序的安全性。簡(jiǎn)單易學(xué)Java的語(yǔ)法簡(jiǎn)潔易懂，學(xué)習(xí)曲線較為平緩，適合初學(xué)者入門(mén)。Java應(yīng)用領(lǐng)域概述Web開(kāi)發(fā)Java在Web開(kāi)發(fā)中扮演著重要角色，例如：服務(wù)器端開(kāi)發(fā)、Web框架、云計(jì)算等。移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)Android平臺(tái)廣泛使用Java，支持開(kāi)發(fā)各種移動(dòng)應(yīng)用程序，例如游戲、社交軟件等。桌面應(yīng)用程序Java可用于創(chuàng)建跨平臺(tái)的桌面應(yīng)用程序，例如辦公軟件、游戲、圖形處理等。大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)Java被廣泛用于大數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)算法開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域，支持高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)分析。Java的發(fā)展歷程11991年SunMicrosystems的JamesGosling領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出Oak語(yǔ)言，最初用于嵌入式設(shè)備。21995年Oak更名為Java，并發(fā)布了第一個(gè)版本。該版本支持跨平臺(tái)運(yùn)行，并迅速成為互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的熱門(mén)語(yǔ)言。32000年Java2Platform,StandardEdition(J2SE)發(fā)布，為Java帶來(lái)了重要的增強(qiáng)和改進(jìn)。42004年Java5發(fā)布，引入了泛型、自動(dòng)裝箱/拆箱、枚舉和注解等新特性。52011年Oracle收購(gòu)SunMicrosystems，成為Java的新?lián)碛姓摺?2014年Java8發(fā)布，包含lambda表達(dá)式、流API和日期/時(shí)間API等重大更新。72017年Java9發(fā)布，引入了模塊化系統(tǒng)和新的API。82018年Java10發(fā)布，帶來(lái)更快的版本發(fā)布節(jié)奏和新特性。JavaSE平臺(tái)介紹核心類(lèi)庫(kù)JavaSE提供豐富的核心類(lèi)庫(kù)，涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、集合框架、輸入/輸出、網(wǎng)絡(luò)、多線程等方面，為開(kāi)發(fā)者提供基礎(chǔ)功能和工具。虛擬機(jī)Java虛擬機(jī)（JVM）是Java程序運(yùn)行的基礎(chǔ)。JVM負(fù)責(zé)將Java字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令，并在操作系統(tǒng)上執(zhí)行。開(kāi)發(fā)工具JavaSE包含了用于開(kāi)發(fā)、編譯和運(yùn)行Java程序的工具，例如javac編譯器、java運(yùn)行時(shí)環(huán)境以及其他輔助工具。JavaEE平臺(tái)介紹ServletServlet是JavaEE的核心技術(shù)之一，用于處理Web請(qǐng)求并生成動(dòng)態(tài)內(nèi)容。JSPJSP是一種基于Java的Web頁(yè)面開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)標(biāo)簽和腳本嵌入Java代碼，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容生成。EJBEJB是JavaEE中用于構(gòu)建企業(yè)級(jí)應(yīng)用的組件模型，提供事務(wù)管理、安全性和持久化等功能。JavaME平臺(tái)介紹移動(dòng)設(shè)備JavaME主要用于開(kāi)發(fā)移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用程序，例如手機(jī)、平板電腦等。嵌入式系統(tǒng)JavaME也可用于開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序，例如智能家電、汽車(chē)儀表盤(pán)等。游戲開(kāi)發(fā)JavaME支持開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的手機(jī)游戲，但隨著移動(dòng)設(shè)備的性能提升，JavaME在游戲開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用已逐漸減少。JavaSE8新特性Lambda表達(dá)式簡(jiǎn)化代碼，提高可讀性StreamAPI高效處理數(shù)據(jù)流DateandTimeAPI更強(qiáng)大、更易用的日期和時(shí)間處理方式Optional類(lèi)處理空值，避免NullPointerExceptionJavaSE9新特性JavaSE10新特性10版本號(hào)18.9發(fā)布時(shí)間3主要更新2重要特性JavaSE10于2018年3月20日發(fā)布，是Java平臺(tái)的第18個(gè)主要版本，其主要更新包括：本地變量類(lèi)型推斷、改進(jìn)的垃圾回收器、改進(jìn)的Java平臺(tái)模塊系統(tǒng)等。JavaSE11新特性特性描述局部變量類(lèi)型推斷使用`var`關(guān)鍵字推斷局部變量類(lèi)型字符串API增強(qiáng)新增`isBlank()`和`lines()`方法HTTP/2支持默認(rèn)支持HTTP/2協(xié)議模塊化系統(tǒng)更精細(xì)的模塊化管理，提高代碼組織和依賴(lài)管理JavaSE12新特性14Switch表達(dá)式支持更簡(jiǎn)潔的switch表達(dá)式語(yǔ)法，并提供更強(qiáng)大的功能181字符串新增String.isBlank()方法，用于判斷字符串是否為空或僅包含空白字符326文件系統(tǒng)改進(jìn)文件系統(tǒng)API，提供更完善的文件操作支持335垃圾回收優(yōu)化G1垃圾回收器，提高性能和效率JavaSE13新特性JavaSE13引入了文本塊、Switch表達(dá)式和動(dòng)態(tài)類(lèi)文件常量等新特性JavaSE14新特性4JEP359Records360JEP361SwitchExpressions363JEP364PackagingTool365JEP367NullPointerExceptionsJavaSE15新特性新特性描述文本塊引入文本塊，允許在代碼中嵌入文本內(nèi)容，使代碼更易于閱讀和理解。密封類(lèi)密封類(lèi)限制了類(lèi)的繼承范圍，增強(qiáng)代碼安全性，并使代碼更容易推理。模式匹配改進(jìn)模式匹配，允許在switch語(yǔ)句中使用更豐富的模式，提高代碼可讀性和效率。記錄類(lèi)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)類(lèi)定義，提高代碼可讀性和效率。Java虛擬機(jī)概述運(yùn)行環(huán)境Java虛擬機(jī)(JVM)是一個(gè)抽象的計(jì)算機(jī)，它負(fù)責(zé)執(zhí)行Java字節(jié)碼。平臺(tái)無(wú)關(guān)性JVM允許Java程序在任何支持JVM的平臺(tái)上運(yùn)行，而無(wú)需重新編譯。內(nèi)存管理JVM管理Java程序的內(nèi)存，包括堆、棧和方法區(qū)。垃圾回收J(rèn)VM使用垃圾回收機(jī)制來(lái)釋放不再使用的內(nèi)存，提高程序性能。Java垃圾回收機(jī)制自動(dòng)內(nèi)存管理Java虛擬機(jī)（JVM）自動(dòng)管理內(nèi)存分配和回收，無(wú)需程序員手動(dòng)干預(yù)。垃圾回收過(guò)程JVM通過(guò)垃圾回收器識(shí)別和釋放不再使用的對(duì)象，釋放內(nèi)存空間。引用計(jì)數(shù)一種常用的垃圾回收算法，通過(guò)跟蹤對(duì)象的引用計(jì)數(shù)來(lái)判斷對(duì)象是否可回收。標(biāo)記清除算法另一種常見(jiàn)算法，通過(guò)標(biāo)記不可達(dá)對(duì)象并清除它們來(lái)回收內(nèi)存。Java多線程編程并發(fā)執(zhí)行Java多線程編程允許程序同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，提高程序效率。資源共享多個(gè)線程可以共享同一個(gè)資源，例如內(nèi)存、文件等，這使得程序能夠更好地利用系統(tǒng)資源。響應(yīng)性通過(guò)使用多線程，程序能夠更好地響應(yīng)用戶的請(qǐng)求，提高用戶體驗(yàn)。Java網(wǎng)絡(luò)編程網(wǎng)絡(luò)協(xié)議Java支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如TCP、UDP、HTTP和FTP。套接字Java提供了Socket類(lèi)，用于創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)編程APIJava提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)編程API，例如URL、URLConnection和HttpURLConnection。JavaWeb開(kāi)發(fā)綜述Spring框架Spring提供了一套全面的企業(yè)級(jí)Java開(kāi)發(fā)框架，涵蓋了Web開(kāi)發(fā)的各個(gè)方面，包括依賴(lài)注入、面向切面編程和數(shù)據(jù)訪問(wèn)等。ServletAPIServletAPI是JavaWeb開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的接口和類(lèi)，用于處理客戶端請(qǐng)求和生成動(dòng)態(tài)Web內(nèi)容。JSPJSP是一種用于創(chuàng)建動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的技術(shù)，允許開(kāi)發(fā)者將Java代碼嵌入到HTML頁(yè)面中，以生成動(dòng)態(tài)內(nèi)容。Java數(shù)據(jù)庫(kù)編程JDBCJava數(shù)據(jù)庫(kù)連接(JDBC)API提供了一種標(biāo)準(zhǔn)接口，用于連接和操作各種數(shù)據(jù)庫(kù)。SQL語(yǔ)句Java程序使用SQL語(yǔ)句與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，執(zhí)行查詢、插入、更新和刪除等操作。事務(wù)管理JDBC提供事務(wù)管理功能，確保數(shù)據(jù)庫(kù)操作的原子性和一致性。Java游戲開(kāi)發(fā)1豐富的游戲庫(kù)和框架Java擁有廣泛的開(kāi)源游戲庫(kù)和框架，例如LibGDX和jMonkeyEngine，簡(jiǎn)化了游戲開(kāi)發(fā)過(guò)程。2跨平臺(tái)兼容性Java的跨平臺(tái)特性使游戲能夠在不同操作系統(tǒng)上運(yùn)行，擴(kuò)大游戲受眾。3強(qiáng)大的社區(qū)支持Java擁有龐大的游戲開(kāi)發(fā)者社區(qū)，提供豐富的資源和幫助，促進(jìn)游戲開(kāi)發(fā)者的學(xué)習(xí)和交流。Java大數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)處理Java提供強(qiáng)大的庫(kù)和框架，如Hadoop、Spark和Flink，用于處理和分析大規(guī)模數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)Java支持各種大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如HBase和Cassandra，用于高效存儲(chǔ)和檢索大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析Java允許使用機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)，如ApacheMahout和Weka，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模式識(shí)別。Java機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)Java廣泛用于構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型，用于分析大型數(shù)據(jù)集并進(jìn)行預(yù)測(cè)。自然語(yǔ)言處理Java可用于開(kāi)發(fā)自然語(yǔ)言處理(NLP)應(yīng)用程序，例如情感分析、機(jī)器翻譯和文本分類(lèi)。圖像識(shí)別Java可用于構(gòu)建圖像識(shí)別系統(tǒng)，例如面部識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)和圖像分類(lèi)。Java移動(dòng)開(kāi)發(fā)AndroidAndroid是全球最大的移動(dòng)操作系統(tǒng)之一，Java是Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)的官方語(yǔ)言。iOS雖然iOS使用的是Swift語(yǔ)言，但Java仍然可以通過(guò)跨平臺(tái)框架(如ReactNative或Flutter)開(kāi)發(fā)iOS應(yīng)用?？缙脚_(tái)Java可用于創(chuàng)建跨平臺(tái)移動(dòng)應(yīng)用，使用相同的代碼庫(kù)同時(shí)構(gòu)建Android和iOS應(yīng)用。Java物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用智能家居Java可用于開(kāi)發(fā)控制智能家居設(shè)備的應(yīng)用程序，例如智能燈泡、恒溫器和安全系統(tǒng)。工業(yè)自動(dòng)化Java在工業(yè)自動(dòng)化中扮演著重要角色，用于創(chuàng)建監(jiān)控和控制工廠設(shè)備的應(yīng)用程序。醫(yī)療保健Java可用于開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用程序，例如遠(yuǎn)程患者監(jiān)控系統(tǒng)和可穿戴設(shè)備。農(nóng)業(yè)Java可用于開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)應(yīng)用程序，例如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，用于優(yōu)化作物產(chǎn)量和資源使用。Java云計(jì)算應(yīng)用云服務(wù)器Java可用于開(kāi)發(fā)云服務(wù)器應(yīng)用程序，提供靈活的計(jì)算資源和可擴(kuò)展性。云數(shù)據(jù)庫(kù)Java支持多種云數(shù)據(jù)庫(kù)，例如AmazonDynamoDB和GoogleCloudSpanner，提供可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。云網(wǎng)絡(luò)Java可用于構(gòu)建云網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)云環(huán)境中的安全連接和高效數(shù)據(jù)傳輸。Java人工智能應(yīng)用1機(jī)器學(xué)習(xí)Java廣泛用于機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)和框架，例如Weka、Deeplearning4j和TensorFlow，使開(kāi)發(fā)人員能夠構(gòu)建各種機(jī)器學(xué)習(xí)模型。2自然語(yǔ)言處理Java在自然語(yǔ)言處理（NLP）領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，用于構(gòu)建聊天機(jī)器人、情感分析工具和機(jī)器翻譯系統(tǒng)。3計(jì)算機(jī)視覺(jué)Java被用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用，例如圖像識(shí)別、物體檢測(cè)和視頻分析，利用Java的強(qiáng)大圖像處理能力。Java區(qū)塊鏈應(yīng)用