張孝祥 Java 第一講 - Java 特點、運行環境與開發環境搭建全記錄

Java 入門第一課：從「一次編譯，到處運行」到 HelloWorld 完整實踐

張孝祥老師 Java 基礎課程第一講筆記，涵盖 Java 核心特點、三大版本體系、JDK/JRE 區別、環境變量配置避坑、首個程序編寫與編譯運行全流程。

一、Java 核心特點：跨平台的秘密

C 語言：.c → 編譯 → .exe (Windows) / ELF (Linux) → 對應 OS 運行
Java：  .java → javac → .class (字節碼) → JVM (各平台專用) → 運行

• 字節碼是中間語言，屏蔽了底層 OS/硬件差異。
• JVM 是 Java 跨平台的基石：不同 OS 提供對應 JVM 實現。

二、Java 三重內涵

1. 編程語言：語法規則、關鍵字、特性。
2. 開發工具：JDK 包含 javac 編譯器、調試工具、基礎類庫。
3. 運行環境：JRE 包含 JVM、核心類庫、支撐文件；無編譯器。

三、版本體系

四、環境變量配置（重點避坑）

1. JAVA_HOME：指向 JDK 安裝根目錄（含 bin、lib、include）。
2. PATH：追加 %JAVA_HOME%\bin，使任意目錄可直接執行 java/javac。
3. CLASSPATH：設置為 .;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar。
   • 關鍵：. 代表當前目錄，必須保留，否則無法加載當前目錄下的類。
   • 分號 ; 分隔路徑，等號兩邊不能有空格。
4. 系統變量修改需重啟命令行窗口生效；用戶變量需重啟電腦。
5. 驗證：java -version、javac -version 輸出版本信息即成功。

五、體驗 Java 編程全流程

1. 編寫源文件 Test.java

public class Test {                    // ① public 類名必須與文件名一致
    public static void main(String[] args) { // ② 程序入口
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
class Test1 {                          // ③ 同一文件可定義多個非 public 類
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("Hello World2!");
    }
}

2. 編譯

javac Test.java
// 產生 Test.class 和 Test1.class 兩個字節碼文件

常見錯誤：找不到文件 → 檢查擴展名是否為 .java（資源管理器默認隱藏擴展名）。

3. 運行

java Test          // 輸出 Hello World!
java Test1         // 輸出 Hello World2!

類加載器按 CLASSPATH 查找類文件。

六、JVM 運行三階段

1. 類加載：ClassLoader 讀取 .class 文件進入方法區。
2. 字節碼校驗：確保格式正確、無惡意代碼（安全性基石）。
3. 執行：解釋器將字節碼翻譯為機器碼執行（或 JIT 編譯優化）。

七、新手必記口訣

• 一個源文件只能有一個 public 類，類名=文件名。
• main 方法固定簽名：public static void main(String[] args)。
• CLASSPATH 必須包含 .，否則當前目錄類找不到。
• 路徑中不要包含中文或空格，極易引發找不到文件錯誤。

這一講奠定了 Java 開發環境搭建與基本運行機制的認知基石，後續課程將展開面向對象、集合、多線程等核心語法。

1. 上一篇文章： JVM 運行時數據區詳解：程序計數器、棧、堆、方法區、直接內存全景圖
2. 下一篇文章： 自學 Java 總結筆記：從基礎語法到 J2EE 全棧知識體系

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