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全书共分3部分，10章，54小节。第1部分讲解Java的基本概念，运行机制，开发方式，基础语法；第2部分讲解Java的核心思想：面向对象，教会读者使用面向对象的思想进行软件开发；第3部分讲解Java的高级特性，包括多线程，集合框架，实用类，IO流，反射机制，网络编程。
书名：Java零基础实战
ISBN：978-7-115-50895-9
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著 宁 楠
责任编辑 胡俊英
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
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读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Java是一门经典的面向对象的编程语言，具有很强的通用性、平台可移植性和安全性，并且一直在编程语言排行榜上稳居前列。本书旨在通过浅显易懂的语言，讲清Java的特性，帮助读者掌握面向对象编程的核心思想；同时，通过丰富实用的代码示例，帮助读者快速上手，轻松掌握Java语言。
本书分11章，带领读者从零开始认识Java，了解Java，会用并且用好Java。书中不仅对Java的运行机制、体系结构和基本的安装配置进行了讲解，还对面向对象编程的思想进行了深刻的剖析和总结，同时作者以丰富的代码示例演示了基本的Java编程。除此之外，本书还对Java的集合框架、多线程、实用类、IO流、反射机制和Web编程等进行了讲解，让读者在掌握基本编程技巧的基础上，进一步探索Java的强大功能。
本书由资深Java开发老手编写，汇集了丰富的实践经验和实用的编程思想，非常适合想入门Java的新手学习，也适合用作计算机相关专业的辅助教程，其他非科班出身的想学习Java编程的读者也可以参考学习。
我大学读的是软件工程专业，在校期间学校开设了很多高级编程语言课程，如C、C++、C#、Java等。经过一段时间的学习实践和对比，我决定专攻Java，原因有三点：一、Java易上手且功能强大，经过20多年的发展，Java生态体系已经非常成熟；二、应用面广，无论是Web端、移动端，还是企业级项目，都可以使用Java进行开发；三、Java开发工程师的市场需求量很大，并且待遇也不错。基于以上三点原因，我非常坚定地选择了Java作为自己主要的编程语言。当然这并不是说其他语言不好，每种语言都有自己的优势和劣势，没有绝对的好与坏，要结合自己的实际情况选择一门编程语言学习。在我看来，对于零基础的初学者，选择相对容易上手且成熟的编程语言来入门，效率会更高，做到“先有再精”，后期可根据工作情况和个人选择来学习其他的高级编程语言，有了基础以后，学起来就会很快。编程思想都是相通的，拿我本人来说，除了继续深入学习Java，我也在学习其他编程技术，毕竟选择从事编程行业的工作就注定了要不断地学习。
我从第一次接触Java到现在也有将近10年的时间了，从初级开发工程师做起，一路进阶到高级开发、项目经理、技术总监。在职业生涯中的每个阶段，我对Java编程都会有新的认识，甚至很多时候对于过去的理解有颠覆性的改变。这是因为学习技术需要有一个沉淀和积累的过程，由量变完成质变。毕竟，写过一万行代码和写过10万行代码的人对技术的认知是不一样的，不同阶段对编程的理解也是不一样的，我们在工作和学习中需要不断总结思考，通过实际项目研发去夯实基础，建立自己的知识体系。
对于初入职场的新人来说，什么是最重要的？不是理论知识是否扎实，更不是你懂多少新技术，而是解决问题的能力，公司花钱雇你来上班，那你最基本的职责就是要在规定的时间内完成规定的任务。项目研发的不可预期性很高，你不知道什么时候会遇到哪些技术难点，解决这些难点需要花费多少时间和精力，这就要求你具备快速解决问题的能力。能在短时间内把问题搞定，能保证项目按时交付，你才是一名合格的程序员。在工作中，我们常常会遇到痴迷于技术的程序员，这本身没有问题，每个程序员都应该痴迷于技术，但是需要明确的是技术应为项目服务，也就是说能按时交付合格的项目是最重要的。应用的技术是否高端并不是最重要的，如果不能按时完成项目，连最基本的要求都无法达到，何谈技术优化升级？所以我们在实际工作中不要过于追求技术，一切要以实践为主。我曾经遇到过这样的同事，技术很厉害，喜欢在项目中炫技，把自认为好的技术强行加入项目中。他不考虑是否合适，是否会影响项目进度，想方设法也要把自认为好的技术加进去，最终的结果往往是辛苦加班很多天也没有实现需要的功能，而别人使用相对传统的技术很快就能完成任务。这就是本末倒置，得不偿失。技术固然很重要，但是应该以项目为重，为项目选择最合适的技术，而不是你认为最新最好的技术。公司对项目的要求首先是能按时交付，在这个基础之上，再去考虑技术的迭代和优化。
看到这里，有的人可能会说，那编程工作就很简单了，只需要掌握一些基本的技术，能完成工作就可以了，不需要学习什么新技术呀。我上面说的是对一个开发者最基本的要求，或者说是最低标准，如果你希望自己的事业节节高升，就需要不断学习新技术，不断更新优化自己的知识体系，并且记住一点，那就是只学有用的。什么是有用的呢？一方面是你当前工作所需要具备的技能，可以更好地帮你完成工作。另一方面是前瞻性的技术，比如未来两三年你可能需要掌握的，或者是大趋势所指向的技术。
当你从初级开发者成长为中高级开发者时，就不能仅限于实现基本的业务功能了，这样的工作没有多少含金量，干一年和干3年不会有太大的区别。打个比方，当搬砖对你来说已经是驾轻就熟，你就需要去思考怎么设计房子了，也就是从CRUD基本操作到软件设计架构的进阶。怎样提高自己的软件架构能力呢？首先你要具备扎实的基础知识，其次要有足够的项目经验，还要视野开阔，在技术领域的涉猎面要广。提高编程能力最直接也有效的方法就是看源码，学习源码是有一定门槛的，刚开始看的时候可能会遇到很多问题，或者根本就看不懂。这个时候也不能放弃，要逼着自己看源码，第一遍第二遍完全不懂没关系，坚持看到第三遍、第四遍的时候会发现自己好像懂了那么一点，继续坚持下去，你就会理解源码的思路了。
学习的阶段性很重要，找准自己当前所处的位置，学自己最应该学习的东西，慢慢提升自己的水平，不要跟风，不要别人学什么你就学什么。不同的阶段需要有针对性地部署学习计划来不断地提高和完善自己。假如你是刚入行的初级开发者，你首先应该考虑如何提高自己解决问题的能力，学习业务知识，更加高效地完成工作，而不是去学习软件架构设计。连地基都没有，何来万丈高楼？学习编程是一个从无到有、从有到精、从精到广的过程，想要做好Java软件开发的工作，需要不断地总结、思考、学习。
欢迎大家加入QQ群“Java零基础实战”（群号：688588534）来参与互动学习，我会在群里答疑解惑，还会适时分享实用且超值的学习资料。
宁楠
2019年1月于西安
感谢一起工作过的同事们，感谢你们在工作中给予我的帮助。感谢人民邮电出版社胡俊英编辑，她非常专业的指导和建议使得本书的内容更加完善。感谢我的家人，因为有你们的理解和支持，我才能顺利完成本书的写作。
宁楠，资深Java开发工程师，历任高级开发工程师、项目经理、技术总监。同时也是公众号原创博主、知识星球嘉宾、慕课网讲师、GitChat认证作者，对Java编程有着丰富的经验和独到的见解，热衷于分享技术干货。欢迎大家搜索微信公众号“Java大联盟”关注我的技术文章，也期待与大家有更多的技术交流。
我个人在学习Java的过程中有这样一种感受，很多书本上的知识偏重于理论，没有太多的实践案例，不利于快速上手。网上的一些博客教程偏重于实践，没有太多晦涩难懂的理论知识，能快速上手进行开发，往往学习效率更高。但是博客也有不好的地方，一方面是不够系统，往往只是一些单一的技术点，并没有形成完整的知识体系。另一方面是不够严谨，错误也比较多，找到一篇优质且技能点完整的博客不是一件容易的事情。那么一本以实践为主，理论为辅，能快速上手的Java系统性入门图书，对于零基础的初学者来讲就显得尤为重要，甚至可以帮助他们达到事半功倍的效果。我写作本书的目的就是为所有对Java感兴趣的零基础读者提供一本可以帮助他们快速入门，以实际开发为导向的书。
一直以来我都有做笔记和写总结的习惯，并且坚持以实践为主，用实践去验证理论。也正是因此，我的笔记和总结实用性很强，我通过各种网络渠道分享过一些自认为比较好的笔记，反响还不错，尤其是很多初学者很喜欢看我写的教程，觉得通俗易懂，很适合他们。我在工作之余录制过一些视频课程，也做过在线直播授课，久而久之发现初学者的很多问题和困惑都是相同的，就集中在那么几个关键点上，所以我在写教程的时候就会侧重于这些技术点的讲解，并且尽可能用通俗易懂的语言去讲解，抓住了关键点，自然会得到受众群体的青睐。
我将多年来的心得体会和技术笔记进行汇总，历时数月，历经反复推敲修改，最终整理成本书。目标群体定位为零基础的初学者，让他们可以通过本书实现Java编程的快速入门，并且能将书中所讲的知识学以致用，写出功能完善的Java项目。
本书适合以下几类读者阅读：
本书的结构是按照Java知识体系的进阶来编写的，全书分为4个部分共11章。
第1部分是Java基础，也就是第1～3章，介绍了Java的历史、功能、运行机制和体系结构，以及Java环境的安装。重点讲解了Java的基本语法、变量、内存模型、运算符、流程控制、循环和数组等内容。
第2部分是Java面向对象，包括第4～5章，主要介绍了面向对象编程思想，以及在Java中的应用，包括类与对象、封装、继承、抽象、多态、包装类和异常。
第3部分是Java高级应用，包括第6～9章，主要讲解了Java的集合框架、多线程、实用类和IO流，学完这部分内容，就可以使用Java开发出功能完善的程序了。
第4部分是底层扩展，包括第10～11章，主要讲解了Java的反射机制和网络编程，这两块内容对于初学者可能有些难度，但是都非常重要。要搞清楚Java企业级开发组件和框架的底层原理，这两部分知识必不可少。
大家可以根据自己的需求选择阅读的侧重点，不过初学者最好能够按照顺序来阅读，这样可以有一个循序渐进的过程，对整个技术结构有一个清晰的梳理，有助于读者建立自己的知识体系。
本书共有300多段示例代码，为了让阅读更加精简，书中只摘取了代码的核心部分，其余部分做了省略，省略的部分包括包的引入、导入其他包的类、成员变量的getter、setter方法以及try-catch等常规操作，完整的代码片段如下所示。
package com.southwind.io;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class IOTest {
private String path;
public String getPath() {
return path;
}
public void setPath(String path) {
this.path = path;
}
public static void main(String[] args) {
OutputStream outputStream = null;
try {
outputStream = new FileOutputStream("...");
outputStream.write(99);
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} finally {
try {
outputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}精简之后的代码片段如下所示。
public class IOTest {
private String path;
//getter、setter方法
public static void main(String[] args) {
OutputStream outputStream = null;
try {
outputStream = new FileOutputStream("...");
outputStream.write(99);
} catch (IOException e) {
} finally {
try {
outputStream.close();
} catch (IOException e) {
}
}
}
}读者在复现书中示例时需要注意补全代码，完整的源码可到异步社区的官网下载。
作者水平有限，加之时间仓促。虽然我花费了大量的精力反复审读，但书中仍难免会有一些错误和纰漏。如果读者发现了任何问题，恳请反馈给我，可以通过邮箱ningnan9801@163.com与我取得联系，也可以提交到异步社区。
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Hello，欢迎来到Java的世界！本书适用于零基础且有兴趣学习Java编程的小伙伴，全程会以理论和实践相结合的方式，手把手地教你用Java开发出自己的程序。你是否已经迫不及待了呢？现在就随我一起来探索Java的学习之道吧！
本章我会带领大家一起来认识Java这门高级编程语言，在学习一个新技术时，应该从3个方面入手。首先，它是什么？其次，它能干什么？最后，如何使用？大家需要记住这3个步骤，我们后续的讲解都是按照这个模式进行的。好了，接下来就开始我们的Java初体验。
本节带领大家了解Java的基本知识、运行原理、体系结构、Java的用途，以及如何使用Java进行编程。
众所周知，IT是一个高速发展、技术更迭日新月异的行业。随着编程技术的不断发展、更新，越来越多的编程语言层出不穷，令大家不知如何选择。面对种类繁多的编程语言，零基础的初学者究竟应该选择哪种编程语言来入门呢？掌握哪门编程语言能够更好地应对IT技术日益革新、多态化发展的大趋势呢？综合以上思路，这门语言应该具备以下特质：
什么语言这么强大，可以满足这些要求呢？没错，就是Java。Java是由Sun（Stanford University Network）公司于1995年5月23日正式推出的一套计算机高级编程语言，它拥有20多年的发展历史，这足以表明Java很稳定。
Java适用于多个领域，从早期的终端设备到现在流行的电商、桌面管理软件、机顶盒设备、车载导航、安卓移动端等，涵盖面非常之广，并且可以做到跨平台，无论是Windows系统、Linux系统，还是Mac OS系统，都可以运行Java程序。
多年以来，Java始终在编程语言排行榜中名列前茅（见图1-1），是全球范围内使用人数最多的编程语言之一。同时，市场对Java开发工程师的需求量也很大，在各大招聘网站上，Java相关岗位的招聘信息非常多。
图1-1
Java是面向对象的编程语言，面向对象是一种易理解、上手快的编程思想，同时Java提供了功能非常强大的系统类库，多种多样的工具类任你使用，开发者只需要关注业务逻辑，然后根据具体需求去调用这些工具类即可，底层的具体实现不需要关注。因此，相比于C++这种偏向底层的高级编程语言，Java更容易上手。
Java语言具备如下特点。
Java语言非常简洁，相比于C++中头文件、指针等各种抽象的概念，Java更好理解、便于上手，同时还提供了功能强大的系统类库，使开发变得更加简洁高效。
程序在不同平台的兼容性问题一直困扰着开发者，如果我们开发的程序能够无障碍地同时运行在Windows、Mac OS和Linux系统中，那是多么美妙的一件事。Java就帮我们实现了这个美好的愿望，一套代码可以在多种平台上运行。
面向对象是一种编程思想，这种编程思想的诞生，对于软件工程有着划时代的意义。开发者告别了面向过程开发的烦琐步骤，从一个新的维度重新解读编程这件事，极大地提升了软件开发效率和能力，Java就是这样一种面向对象的高级编程语言。
Java提供了一套网络操作类库，很适合开发分布式计算的程序，开发者可以通过调用类库进行网络程序开发，实现分布式特性。
Java提供了非常强大的排错机制，在程序编译阶段就可以检测出程序中的错误，无需等到运行时才暴露出存在的问题。同时在运行阶段会再一次进行相应的检查，多种手段保证了程序的稳定性和健壮性。
线程是进程的基本单位，是程序开发中必不可少的一种基础资料，Java提供了良好的多线程处理机制，使程序具备更为优秀的交互性。
好了，听完了这些，你是不是已经迫不及待地想要开始学习Java了呢？别着急，我们说过，学习新技术，首先应该了解它是什么？其次要了解它能干什么，接下来，我们就来一起看看Java有哪些方面的实际应用。
在全球范围内，选择Java作为后台开发语言的公司数不胜数，比较知名的国外互联网公司包括Google、YouTube、Amazon、Twitter等，国内的知名公司有阿里、腾讯、百度、新浪、搜狐等。尤其是在电商领域，大部分公司都在使用Java，包括天猫、京东、苏宁易购、当当、美团等，这么多知名企业都选择Java作为开发语言，你还在犹豫什么呢？
简单来讲，Java开发可分为3步：
运行原理如图1-2所示。
图1-2
我们可以这样理解，Java源文件是开发者编写的，以开发者自己能看懂的方式去编写代码，但是计算机无法直接识别编写好的程序，因为计算机只能识别二进制的数据，相当于两者语言不通，要进行交流就必须有翻译，编译器就是这个翻译，它可以将开发者编写的程序翻译成计算机能识别的二进制数据，即将Java源文件编译为字节码文件，这样一来计算机就可以运行程序了。
Java程序并不是运行在计算机底层的，Java拥有自己的虚拟计算机，这个虚拟的计算机有自己的内存，有自己的磁盘，我们把它叫作Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）。所有的Java程序都是运行在JVM上的，正是因为有了JVM这样一种机制，Java程序才能做到跨平台，不同的操作系统只要可以安装JVM，就可以运行Java程序。JVM可以将不同操作系统的底层运行机制进行屏蔽，读取与平台无关的字节码文件，由Java解释器将JVM的程序运行在不同的平台上。编译好的字节码文件只需要识别JVM，而不需要关心更底层的操作系统，由JVM去适应并识别不同的操作系统，如图1-3所示。
图1-3
举一个生活中的例子，一个中国商人，需要同时跟来自美国、意大利和德国的3个客户洽谈合作，但是中国商人只会说汉语，所以他高价雇佣了一个同时精通英语、意大利语、德语的高级翻译，帮他把汉语分别翻译给来自美国、意大利和德国的客户，这样就可以无障碍地沟通并完成合作了。
在这个例子中，中国商人相当于Java源程序，高级翻译相当于JVM，而来自美国、意大利、德国的客户相当于不同的操作系统。
Java语言后来衍生出3个体系分支，分别是J2SE、J2ME、J2EE。
J2SE（Java2 Platform Standard Edition）定义了Java的核心类库，包含了各种常用组件，是Java开发的基础。
J2ME（Java2 Platform Micro Edition）是基于J2SE衍生出的专用于移动设备的开发组件，如手机、机顶盒、车载导航等。
J2EE（Java2 Platform Enterprise Edition）是基于J2SE扩展出的企业级开发组件，提供了Java Web相关的开发组件，如Servlet、JSP等，是Java开发的主流技术。
2005年之后，三大体系被重新命名，其中J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME，J2EE更名为Java EE。在三大体系中，Java SE是核心，Java ME和Java EE是在Java SE的基础上发展起来的，如图1-4所示。
图1-4
上一节我们学习了Java的基本概念，了解了Java的运行原理。Java程序必须依赖于JVM才能运行，所以开发Java程序的第一步就是在计算机上安装Java环境，本节就带大家一起来安装和配置Java环境。
Java经历了这么多年的发展，最新的版本是Java10（作者在编写本书时的最新版），我们就以Java10为例，给大家演示如何安装和配置Java环境。首先我们需要了解什么是Java环境，有两个重要的概念我们需要掌握——JRE和JDK。
JRE（Java Runtime Environment）是Java的运行环境，包括JVM和Java基础类库，一台计算机要运行Java程序，就必须有JRE。
JDK（Java Development Kit）是Java开发包，它包含JRE和编译Java源文件的编译器，我们要在一台计算机上进行Java程序开发，就必须安装JDK。
由此可知，JRE是Java程序运行环境，JDK是Java程序开发环境，而JDK包含了JRE，我们只需要安装JDK即可。
（1）打开Java官方网站，选择“JDK Download”下载JDK10.0.2（作者在编写本书时的最新版），如图1-5所示。
（2）在打开的新网页选中“Accept License Agreement”选项，如图1-6所示。
图1-5
图1-6
（3）根据你的操作系统选择对应的JDK安装文件，这里我们选择Windows系统下的JDK，如图1-7所示。
图1-7
（4）下载好的安装文件如图1-8所示。
图1-8
（1）找到JDK安装文件，双击鼠标左键运行该文件。
（2）一直单击“下一步”按钮，全部选择“默认”即可。
（1）配置path环境变量使计算机在运行程序时可以找到Java程序的路径。
（2）配置classth可以设置class文件的路径信息。
配置环境变量的具体步骤如下所示。
（1）找到自己安装Java的路径，复制下来留着下一步备用，如图1-9所示。
（2）计算机→属性→高级系统设置→高级→环境变量→系统变量，点击“新建”，为变量起名“JAVA_HOME”，变量值设置为上一步复制的路径，如图1-10所示。
图1-9
图1-10
（3）在Path路径的开头添加“%JAVA_HOME%\bin;”，如图1-11所示。
图1-11
（1）按Windows +R组合键，输入cmd，单击“确定”按钮打开终端，如图1-12所示。
图1-12
（2）在终端输入“javac”以及“java”，如果安装成功就可以看到如图1-13和图1-14所示的信息。
图1-13
图1-14
（3）若出现“javac/java不是内部命令”字样，则表示环境配置失败，需要重新配置。
（4）输入“java -version”，可以查看Java的版本信息，如图1-15所示。
图1-15
想必读到这里，大家都已经成功地配置好了Java环境，准备工作就绪，接下来我们就可以正式开始写代码了。
我们的第一个Java程序是输出“Hello World”。在D盘新建一个文件夹，命名为java，进入java文件夹，新建一个名为HelloWorld.java的文件，这就是Java源文件。接下来，用记事本或者其他编辑器打开文件来编写代码，如代码1-1所示。
代码1-1
public class HelloWorld{
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World");
}
}我们之前介绍过，Java程序开发分三步：第一步编写，第二步编译，第三步运行。代码1-1编写完成之后，我们需要进行第二步：编译。
（1）打开CMD终端（按Windows+R组合键，然后输入“cmd”），用“d:”命令进入计算机的D盘，然后通过cd命令进入Java程序所在的文件夹，如图1-16所示，HelloWorld.java保存在D盘的java文件夹中。
（2）如图1-17所示，使用javac HelloWorld.java命令编译HelloWorld.java文件。
（3）如图1-18所示，在编译成功后，会看到D:/java文件夹中自动生成了一个HelloWorld.class文件，该文件就是我们之前提到的字节码文件，JVM就是通过读取这个文件来运行程序的。
图1-16
图1-17
图1-18
（4）如图1-19所示，使用java HelloWorld命令来运行Java程序，计算机打印输出了“HelloWorld”字符串。
图1-19
成功！这里对代码进行简单的说明，public static void main(String[] args)是程序的入口，我们希望计算机执行的代码都写在这里，大家可以先这样理解，后面我们会详细讲解main方法。
注意事项：
作为本书的开篇内容，本章首先为大家介绍了Java的基本运行原理、体系结构以及Java能开发哪些应用程序，让初学者对Java有一个基本的认识和概念。介绍完Java的基本概念，接下来为大家讲解如何安装配置Java环境，第一步安装JDK，第二步配置环境变量，完成之后就可以在计算机上开发Java程序了。Java程序开发共分为3个步骤：第一步编写Java源代码，第二步将Java源代码编译成JVM能识别的字节码文件，第三步计算机读取字节码文件并运行程序。
我们在学习一个新知识的时候，首先是要了解它是什么，它能做什么，然后才是怎么使用。本章对这3个问题做了详细解答，为后续的深入学习做好了铺垫。
