《Java 程序設計》第 1 週學習總結：JVM 跨平台原理、JDK/JRE/JVM 關係與環境搭建

課程第一週核心知識點梳理：Java 跨平台機制、三大核心組件區別、運行流程、開發環境變量配置、主流 IDE 對比、Oracle JDK 與 OpenJDK 差異，適合入門學習者建立完整知識骨架。

1. 為什麼 Java 能跨平台？

Java 源碼 → 編譯器 → 字節碼 (.class) → JVM 解釋/即時編譯 → 機器碼運行。

• 字節碼與平台無關，統一規範 (JVM Spec)。
• 每個平台 (Windows/Linux/macOS) 提供對應的 JVM 實現，屏蔽底層差異。
• 「一次編寫，到處運行」 (WORA) 的本質是 字節碼 + JVM 抽象層。

2. 執行 Java 程序的兩步驟

javac HelloWorld.java  # 編譯 → HelloWorld.class (字節碼)
java HelloWorld        # 運行 → JVM 加載類 → 執行 main 方法

• javac：前端編譯器，語法檢查、生成字節碼。
• java：啟動 JVM，類加載器加載 HelloWorld.class，查找 main 入口執行。

3. JDK / JRE / JVM 關係圖譜

+-------------------------- JDK (Java Development Kit) --------------------------+
|  +------------------------- JRE (Java Runtime Environment) ------------------+ |
|  |  +------------------- JVM (Java Virtual Machine) -----------------------+ | |
|  |  |  類加載器 | 執行引擎(解釋器+JIT) | 運行時數據區(堆/棧/方法區) | | | |
|  |  +---------------------------------------------------------------------+ | |
|  |  +------------------- 核心類庫 (rt.jar: lang/util/io/...) -------------+ | |
|  |  +---------------------------------------------------------------------+ | |
|  +--------------------------------------------------------------------------+ |
|  +------------------- 開發工具: javac, javadoc, jdb, jconsole, ... --------+ |
+------------------------------------------------------------------------------+

• JVM：規範 + 實現 (HotSpot/OpenJ9/...) ，只負責運行字節碼。
• JRE：JVM + 核心類庫，運行 Java 程序的最小環境。
• JDK：JRE + 開發工具，開發者必裝。

4. java HelloWorld 命令中參數含義

• HelloWorld：全限定類名 (不含 .class 後綴)。
• JVM 會按包路徑查找 HelloWorld.class，加載並執行其 main 方法。
• 若類在包中：java com.example.HelloWorld。

5. PATH 環境變量的作用

• 將 JDK安裝目錄/bin 加入系統 PATH。
• 使 javac、java、javadoc 等命令在任意目錄下可直接調用。
• 未配置 PATH 時需輸入完整路徑 C:\JDK\bin\javac。

6. Java vs C/C++ 編譯運行產物對比

7. 主流 Java 開發平台 (IDE)

• Eclipse：免費開源、插件豐富、企業級應用主流。
• IntelliJ IDEA：智能提示最強、商業版收費、社區版免費、近年份額第一。
• NetBeans：Apache 項目、GUI 設計器優秀。
• VS Code + Java Extension Pack：輕量、現代化、微服務/前端全棧友好。

8. Oracle JDK vs OpenJDK 差異 (重點)

生產選型建議：優先選擇 OpenJDK 構建版 (Adoptium/Temurin、Amazon Corretto、Azul Zulu)，免費、長期支持、無商業授權風險。Oracle JDK 仅在必须使用商业特性（如 Java Flight Recorder 企業版功能）時考慮。

9. 本週心得與下週預習

• ✅ 搭建 JDK 17 + IntelliJ IDEA 開發環境，跑通 HelloWorld。
• ✅ 理解字節碼、JVM、跨平台本質，不再死記硬背。
• ✅ 熟悉 javac/java 命令、CLASSPATH、模塊路徑基礎。
• 📅 下週預習：變量、數據類型、運算符、控制流、數組、方法基礎。