初识Java

概述

「 该节主要了解一下Java的非代码层面的基本知识和概念，只需要留个印象就可以了！」

本小节没有重点知识，但是作为Java程序员，对诸如Java历史之类的内容应该尽量了解一些！

建议将该小节作为故事了解，读一读基本就可以了！

Java历史

「“以史为镜，可以知兴替”——从Java的发展中，完全可以感受出什么是** “浪潮” **」

诞生

Java语言的开发起点和诞生可以追溯到1991年，在当时，Sun公司为了在家电产品（比如电视机顶盒）上实现嵌入式的应用，成立了一个名为 GREEN 的小组，由 詹姆斯·高斯林（James Gosling ）等人牵头，开发出了一款名为Oak的开发语言，这就是Java的前身。

[-] 关于Oak语言

Oak语言在设计开发之初，Sun公司研发人员就没有将它定义为一个新型语言。

而是根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造：

去除了留在C++的一些不太实用及影响安全的成分，并结合嵌入式系统的实时性要求，开发了Oak语言。（Oak，橡树，大概是Sun公司门口有这种树，所以起了这个名字）

Oak语言由于种种原因，并没有真正应用于市场，最终也只是实验室中的一个试验品。

但是它作为Java的前身，给Java语言的开发奠定了基调，也就是以后Java具有的两个重要特性：

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#特性1#(blue) 简单性，简化C++而来

#特性2#(blue) 跨平台性

这两个特性将是Java在设计开发、面世之初，最为重要的特性。

虽然Oak没有在嵌入式领域取得成功，但机会总是馈赠有准备的人。1995年，互联网的蓬勃发展给了Oak新的机会，业界为了使死板的、单调的静态网页能够灵活起来，急需一种新的软件技术来开发一种动态的、能够跨平台运行并且能够在网络上传播的程序。

在当时，包括微软、IBM等一系列后来的互联网巨头公司纷纷下场，都投入了大量资金进行相关研发。而这个时候，Sun公司想起了那个被搁置起来很久的Oak，并且重新审视了那个用软件编写的试验平台。

除了具有上述两个特性外，由于它是按照嵌入式系统硬件平台体系结构进行编写的，所以非常小，特别适用于网络上的传输系统（早期互联网带宽很低，太大的应用肯定加载不出来）。

正是由于已经有现成的、较为成熟的技术可以直接参考，所以Sun公司率先推出了可以嵌入网页，并且可以随同网页在网络上跨平台传输的 Applet应用。

[-] 关于Applet

Applet是一种将小程序嵌入到网页中进行执行的技术，采用Java语言编写的Applet，可以包含在 HTML 页面中，有点类似于网页中包含的图片。含有Applet的网页的HTML文件代码中部带有 和这样一对标记。当支持Java的网络浏览器遇到这对标记时，就将下载相应的小应用程序代码并在本地计算机上执行该Applet。

>(red!)

随后Sun公司将Oak更名为Java，并在1995年的5月23日，于当年的Sun World会议上正式发布Java和HotJava浏览器，这一天实际上可以认为是Java的诞生日。虽然严格来说，Java不是某个人开发出来的，但是普遍认定詹姆斯·高斯林是Java之父，也有人喜欢叫他高司令。（当然任何大型软件都不可能是单人开发的，xxx之父只是一个纪念意义。）

上图就是高斯林本尊了，很符合心中对程序员的刻板印象吧（😀

[-] 关于Java的改名

Oak作为Java的前身，之所以被改名Java是因为：

Sun公司在申请商标时发现Oak已经被人使用了（可怜的橡树错过了扬名天下的机会)。

最终使用了参会者在喝一杯Java（爪哇岛产）咖啡时无意提到的Java单词作为了商标和名称。（Java在英文中的原意是印度尼西亚的爪哇岛，以盛产咖啡而闻名）

在Java语言流行火爆后，现在更常用jawa指代爪哇岛。

发展

Java自诞生后，很快就站在了历史舞台的中央。Applet 一经发布就全面占领市场，其它互联网企业纷纷放弃自研产品，转而让自家产品去兼容Applet，Java迎来了高速发展时期。 总得来说，Java大概经历以下发展历程：

1. 1995年5月23日，在SunWorld大会上，Java诞生，并首次提出了著名的Write Once，Run Anywhere口号（也就是跨平台性）。

2. 1996年1月，JDK 1.0发布，Java语言有了第一个正式版本的运行环境。

   • 代表技术包括 Java 虚拟机（Sun Classic VM）、Applet、AWT 等。

3. 1996年4月，10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入 Java 技术。

4. 1996年5月，Sun公司在旧金山召开了首届JavaOne大会，JavaOne是全世界Java程序员一年一度的交流盛会。

5. 1996年9月，已有大约 8.3 万个网页应用了 Java 技术来制作。

6. 1997年2月，JDK 1.1发布，Java语法有了一定的发展。

   • 代表语法是内部类，反射，JDBC等。

7. 1998年12月，Java迎来了革命性的1.2版本，Sun公司将Java技术体系拆分为了三个方向：

   1. 面向桌面应用开发的 J2SE（Java 2 Platform，Standard Edition）

8. 面向企业级开发的 J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）

9. 面向手机等移动终端开发的 J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition）

JDK 1.2的代表技术是集合（Collection）、JIT（Just In Time） 编译器。

8. 2000年5月，JDK 1.3版本发布，主要改进是升级了Java虚拟机（HotSpot VM），极大提升了Java执行效率。

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[-] 关于HotSpot VM

虽然听起来没有多么重要，但是HotSpot VM的加入无疑是Java诞生以来最重要的升级。

这极大得解决了一直以来Java被诟病的“效率”问题。

Java的执行效率虽然还是不及C++，但也已经没有特别大的差距了。效率的提升，极大扩宽了Java的使用场景。

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9. 2002年2月，JDK 1.4版本发布，1.4版本是Java真正走向商业成熟的一个版本。

   • Java 1.4的代表技术是链式异常处理，正则表达式，日志类等。

   直到现在，仍然有些老项目可以运行在JDK 1.4上的（当然这很少见）

10. 2002年同年，微软（Microsoft）公司发布了Java的竞品语言 C# 以及 .net 平台，极大的影响了Java的发展。

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[-] 关于C#

微软的C#和.net平台发布后，两者开始了为期十几年的暗自竞争。从语言特性上来说，C#几乎可以认为是基于Java改进的语言（对，你改进C++，我改进你）它的语法比Java更简洁，很多地方也比Java更严谨。并且C#和.net依赖于Windows操作系统的强大背书，可以称之为Windows的神以至于后发先至而渐渐处于优势。

但 Java 依赖良好的开发者生态，在大型软件公司的众多开发者的不断贡献下，以及对 Linux 操作系统良好的支持，渐渐的在服务器端获得优势地位。（也就是今天的JavaEE）

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11. 2004年9月，JDK 5.0版本发布，Sun公司摒弃了以往1.X的命名规则，转而直接升级大版本号。
    • JDK 5.0版本的代表技术是泛型，自动装箱，注解，枚举，可变参数，增强for等。

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[-] 关于命名的更改

在Java5之前，Java版本的命名一直都是1.X的形式。

命名版本号的更改，按照开发者的原话是：1.5版本的改进是如此的大，以至于我们想用5.0称呼它！

这当然是有道理的，JDK5.0的升级对 Java 语言的推动是非常巨大的，特别是注解的加入，使得语言定义灵活了很多，程序员可以写出更加符合领域定义的描述性程序。直到如今，注解也是日常开发Java程序员最常用的语言特性之一！

除此之外，这个改动业界也普通认为Sun公司是受了微软**.net**的影响：

因为.net发布没两年，就很快将自己的版本号从 1.X 升级到了 2.X，反观Java发布近十年，仍然徘徊在 1.X ，不得不说这个版本号命名确实有点保守了。

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12. 2006年11月，Sun公司由于经营不善，濒临倒闭，于是在当年的JavaOne大会上宣布开源Java。

13. 2006年12月，Java SE 6 仍如期发布。这一次Sun公司删除了版本号中的".0"，重新命名Java技术体系的三个方向：

    1. 面向桌面应用开发的 Java SE（Java Standard Edition）
    2. 面向企业级开发的 Java EE（Java Enterprise Edition）
    3. 面向手机等移动终端开发的 Java ME（Java Micro Edition）

    Java 6是Sun公司发布的最后一个Java版本，实际上没多大改变，主要改进是提供了脚本支持，优化了性能等。

    SE/ME/EE的命名规则被延续至今。

14. 2009年4月，甲骨文（Oracle）公司收购Sun公司，一度辉煌市值超千亿美元的Sun公司湮灭在历史的尘埃中。

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[-] 关于Sun公司

Sun公司的兴衰发展正如小米科技的创始人雷军说的："站在风口上， 猪都能飞起来"那样，生于时代，终结于时代。时代和社会环境对任何人的影响都是非常大的，原腾讯副总裁吴军博士在他著书《浪潮之巅》中写到："科技的发展不是均匀的，而是以浪潮的形式出现。每一个人都应该看清楚浪潮，赶上浪潮，如此便不枉此生。"这里强烈推荐吴军博士的《浪潮之巅》这本书，该书讲解了世界上巨头互联网公司（诸如IBM、Apple、微软等）的兴衰历史。即便将它当成故事书一样去看，也是十分精彩的，值得一看~

吴军博士所著浪潮之巅，故事精彩，语言诙谐，可称为计算机行业的入门必读书籍。

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15. 2011年7月，Oracle公司发布Java SE 7，这是Oracle公司发布的第一个Java版本，发布了一系列新特性，包括：
    1. switch 语句块中允许以字符串作为分支条件。
    2. null 值的自动处理。
    3. 最主要的特性是 NIO2 和 Fork/Join 并发包，Java 虚拟机的稳定性真正做到的工业级。
16. 2014年3月，Java SE 8发布，这是Oracle公司发布的第一个重要Java版本，是目前主流商用Java版本！
    • 主要特性有： Lambda 表达式、函数式编程、Stream API、新的时间类型等。
17. 2017 年 8 月，甲骨文宣布要将 Java EE 转移到开源阵营。一个月后，Oracle 将 Java EE 转移到 Eclipse 基金会，随后Java EE被更名为"Jakarta EE"，所以实际上Java的企业版现在已经不叫Java EE了（当然习惯这东西是难改的，习惯上仍叫Java EE）。
18. 2017年9月，Java SE 9发布。同时Oracle 宣布，为了更快地迭代，以及跟进社区反馈，Java 的版本发布周期变更为每半年发布一个大版本，每个季度发布一个中间特性版本，并且承诺不会跳票。通过这样的方式，开发团队可以把一些关键特性尽早合并到 JDK 之中，以快速得到开发者反馈。按照官方的说法，新的发布周期会严格遵循时间点，将于每年的3月份和9月份发布。当然这么快发布的JDK并不会让Java开发者焦头烂额的学习，这是因为Oracle 只对 LTS（Long Term Support，LTS）版的 JDK 进行为期三年的的支持和更新，普通版的 JDK 只有短短六个月的生命周期。目前较近发布的JDK版本中，只有Java 8、Java 11以及Java 17是 LTS 版。

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[-] 关于LTS版本和普通版本

从Java 9开始，Java的版本可以分为LTS（Long Term Support，长期支持）版本和非LTS（过渡）版本两种。

1. LTS长期支持版本指的是Oracle公司会从发行时期开始，较长的一段时间去支持并修复bug的版本，这段时间一般不会少于三年。长期支持版本意味着该版本稳定，bug较少，公司的生产环境中会优先选择长期支持版本。
2. 非LTS（过渡）版本则意味着官方只会进行几个月的短期维护，过渡版本发布的目的是为了发布新特性让开发者了解。过渡版本不宜作为生产环境中使用。Oracle官方一般会在几个过渡版本中发布新特性让开发者了解，然后在随后LTS版本中集中修复bug，发布稳定版本。
3. Java 8、Java 11、Java17是目前常见的三个LTS版本，其中Java 8 是生产环境中的主流。

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19. 2018年3月，Java 10发布，是一个过渡版本。
20. 2018年9月，Java 11发布，LTS版本。
21. 2019年3月，Java 12发布，过渡版本。
22. 2019年9月，Java 13发布，过渡版本。
23. 2020年3月，Java 14发布，过渡版本。
24. 2020年9月，Java 15发布，过渡版本。
25. 2021年3月，Java 16发布，过渡版本。
26. 2021年9月，Java 17发布，LTS版本。
27. …

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最后，稍微解释解释一下为什么目前Java 8 是公司生产环境的主流：

1. 首先第一个原因，它是一个LTS版本，并且已经发布很多年了，安全稳定，没有公司会去选择过渡版本或者较近发布的LTS版本，拿自己的产品做实验。
2. Java 8 的Lambda表达式、Stream API等新特性非常好用。
3. Spring Boot 家族框架从 2.0 版本开始仅支持Java 8以上版本
4. 总结来说就是： Java 8 好用且够用，不需要升级引入可能的问题（可以预见Java 8 还会持续使用很多年）

特点

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Java语言的诞生和发展，可以说是应运而生并借着互联网的东风而兴起。作为一门编程语言它主要有以下特点：

1. 简单性

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[-] 和C++比较

Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用。另一方面，Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的且令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换等。特别地，Java语言不使用指针，而是引用，更加安全。并提供了自动的垃圾回收机制（GC），使得程序员不必为内存管理而担忧。Java比起C++来说，要简洁和易用非常多，更容易学习使用。

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2. 具有面向对象特性
3. 健壮性

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Java具有面向对象特性，这一点相信大家都很清楚，在后面的学习中，面向对象也将是我们最为重要的一个章节，后面再详谈它。

Java的强类型、异常处理、垃圾的自动收集等机制是Java程序健壮性的重要保证。Java丢弃了指针，不仅让程序员写代码更容易，也提升了程序的健壮性。

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4. 安全性
5. 高性能

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与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于C++。（当然还是略有差距）

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6. 编译和解释性
7. …

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总之，Java作为一门优秀的面向对象设计语言：

它沿袭了C/C++的很多语法和概念，但是又简化、优化和改进了很多地方，使得Java更简洁易学。它从诞生以来就是优等生，发展迅猛，在2000年左右就成为了学习和使用人数最多的编程语言之一。直至今天，Java依然是学习使用人数最多，相关就业岗位最多的编程开发语言。程序员的入门语言，选择Java一般不是一个错误的选择。

Java主要用途

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[-] 应用程序的架构问题

要了解Java的主要用途，首先要明白应用程序的架构，在当前应用程序普遍有两种架构模式，即：

1. C/S架构，即客户端/服务器端程序（Client/Server）架构。

   1. 这里的"客户端"可以是有 GUI （图形用户界面）的定制软件，也可以是浏览器，甚至可以是通过 SSH 访问服务器的命令行脚本等等。
   2. C/S架构实际上是一种定义非常宽泛的架构类型，很多人将它简单理解成"PC端的图形界面程序"是不正确的。
   3. 特别需要注意【C/S架构应用，不单单指GUI图形用户界面实现的，客户端程序】，它的定义是非常广泛的。

2. B/S架构，即浏览器/服务器端程序（Brower/Server）

   1. 这里的浏览器就是我们常说的诸如IE、chrome、EDGE等应用软件。
   2. B/S架构的应用程序，需要借助浏览器来完成访问，实现功能。
   3. 常见的B/S架构的应用程序有：网站、APP等等**（广义来说APP也是浏览器）**

3. 无论是B/S还是C/S架构的应用程序，它们都需要服务器端来存储、传输、运算数据，也需要服务器端来完成各种控制。

其实了解它们的定义后，不难发现这两种架构的界限实际上已经很模糊了。或者说B/S架构本身就是C/S架构的一种特殊形式！

Web 应用（JavaEE方向）

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Web应用程序，顾名思义是一种可以通过Web（互联网）访问的应用程序。

Web应用具备以下特点：

1. 普遍采用B/S架构实现，用户只需要有浏览器即可访问使用，不需要再安装其他软件。
2. Web应用当然也可以采用C/S架构实现。
3. 但不管采用何种架构实现，都需要连接互联网才能使用，能够脱机使用的应用程序不是Web应用。

我们日常生活中使用的大多数应用程序都是Web应用，比如各种管理系统，淘宝京东电商系统等。Web应用通过浏览器访问，必然需要服务端作出响应，而 Java是当前最常见、最主流的服务器端语言 ，使用Java做服务器端最大的优点是稳定，开发效率也很高（依赖于Java成熟的类库和框架体系）

当然，目前Java最主流的用途也是作为服务器端开发语言。

Android开发

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在安卓刚问世并流行的201X年，使用Java进行安卓开发十分流行，并且工资相当可观。但如今来看，用Java做安卓开发早已式微，越来越少人使用Java开发Android，相关的工作岗位非常少。

主要有以下原因：

1. Google和Oracle公司有一定的纠纷，导致Google不愿意再在安卓中使用Java语言。
2. 原生的安卓意味着公司还需要针对iOS等其它平台开发软件，增加成本，开发效率低。现在企业都倾向于使用使用Vue，H5这种可跨平台的开发语言。

最后，可以了解一下的是，现在安卓开发使用一种类Java的语言的Kotlin 语言，它是JetBrains公司开发的（也就是开发IDEA的公司）

桌面应用开发

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狭义的桌面应用可以看成基于C/S架构的具有 GUI （图形用户界面）的定制软件，一般都是指PC端的桌面应用程序，不需要浏览器运行，而是直接运行在桌面操作系统上的应用，这意味桌面应用一般都可以单机使用，当然联网功能也完全可以具备。

Java也是可以做桌面级应用开发的，但普遍来说，桌面应用开发是C/C++的天下。

这是因为操作系统底层多是C语言开发的，使用C语言开发相关应用程序，实现功能可能会更加方便快捷，软件性能也会更加优越。

Java在某些特殊情况下会有一些用武之地，比如开发一个需要频繁和Java语言交互的应用程序，但绝大多数情况下，用Java都不是一个好的选择。

（没错，我们的开发工具IDEA就是依赖Java语言编写的）

JDK和JRE

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JRE（Java Runtime Environment）：全称Java运行时环境。

1. JRE包括Java虚拟机、运行时核心类库等Java程序运行时必备的环境。
2. JRE主要是给已经编写好的Java程序使用，也就是说操作系统中想要运行Java程序，必须要有JRE。

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JDK（Java Development Kit）：Java开发者工具包

1. JDK包含JRE。
2. 除了JRE外，JDK还提供了Java开发者需要使用的工具，比如javac.exe，java.exe（Windows）

Java程序的运行原理

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以Windows操作系统为例：

Java源代码总是要经过编译，得到class字节码文件，然后字节码文件在Java虚拟机中解释执行。

Java语言的跨平台性

>(green!)

Write Once，Run Anywhere！

Java语言曾经最引以为傲，最显著的特性就是Java的跨平台性 ：指Java语言编写的应用程序，只需要写一次代码，就可以在不同的系统平台上正常运行。当然这个特性的实现，也并没有多少神奇的地方。Java实现跨平台性依赖于Java虚拟机（Java Virtual Machine，简称JVM）Java程序并不是直接执行在操作系统上的，而是执行在Java虚拟机中。正如上面运行原理中所看到的，字节码class文件最终都要在虚拟机中运行，只要每个操作系统都有自己的虚拟机实现，就可以完美实现跨平台性。

#小试牛刀|Java跨平台性 #(orange) >(orange!)

Java可以跨平台吗？JVM可以跨平台吗？

（答案当然是：可以、不可以）

Java语言的编译性和解释性

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[-] 编译执行和解释执行以及相关概念

编译执行：通过编译器将源代码编译为机器码（机器能识别的代码指令），然后在机器上直接执行。

解释执行：不需要编译成机器码，而是由解释器直接执行，并且一边解释一边逐句执行。

做一个形象的比喻，假如说源代码是食材的话：

1. 编译执行像炒菜吃，先把菜炒好再吃，炒菜的人相当于编译器的地位（源代码一次性全部编译，直接执行）
2. 解释执行像吃火锅，一边煮一边吃，煮菜的人相当于解释器的地位（源代码一边解释，一边执行）

明确上述编译执行和解释执行的概念后，我提出一个问题：萝卜一定要做火锅吃或者一定要炒着吃吗？

一个萝卜，完全可以做火锅吃，也可以做炒菜吃，无论怎么吃都只是吃的一种方式罢了，看做菜的人什么心情就能吃什么。

同样的， 源代码无论解释执行还是编译执行，都只是源代码的一种执行方式而已，到底怎么执行要看语言的具体设计。

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在早期的编程技术书籍中，总是喜欢将编译后再执行的语言称之为编译型语言，与之相对的是解释型语言。

那么聪明的你，思考一下：Java到底是编译型语言还是解释型语言呢？

很难回答吧，因为Java并不是那么“纯粹”的语言。

实际上，编程技术发展到现在，用编译型、解释型这种上古时期"教科书"里的定义方式，来分类编程语言已经有点力不从心了，也不合时宜了。 语言的规范中一般只会定义其抽象语义，而不会强制性要求采用某种实现方式。

很多资料会说，Python、Ruby、JavaScript都是"解释型语言"，是通过解释器来解释执行的，但这不意味着它们不能编译后再执行，实际上只需要开发相应的编译器就可以了。

再比如，很多人思想中根深蒂固的编译型语言：C语言，正常情况下，C语言代码确实是先编译再一次性执行的，但是它的解释器执行版本早就已经实现了。

再回到问题本身，对于Java来说：

其实说Java是解释型语言，或编译型语言都是不完全正确的，或者说最好不要用这种"过时的"定义来解释Java语言的特性。

Java语言编写的程序在具体执行时，可以选择解释实现也可以选择编译实现。所谓的编译型和解释型并不是语言的特性，而是语言实现的特性。

得出启示：

1. 不要执拗于概念，很多概念随着时间和技术的发展，会变得不适用。

2. **学习技术要多思考，不要人云亦云。**我们以后，会在浩如烟海的互联网技术论坛中学习与进步，一定要学会独立思考，甄别错误。

Java开发工具

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简要介绍一下，Java开发过程中，可能会使用到的一些工具。

1. 记事本类
   1. Notepad ：操作系统自动的记事本软件。
   2. Notepad++：相当流行的记事本软件，后来曝出作者是台独分子，已弃用。
   3. **Sublime Text **：目前比较流行的，取代 Notepad++ 的记事本软件。
2. 集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）
   1. Eclipse：一个开放源代码的、基于Java的可扩展的开发平台
      • Eclipse最大的优点就是开源免费，但是它功能并不完善。目前有些小城市的小公司可能会使用。
   2. MyEclipse：基于Eclipse开发，是一款曾经应用比较广泛的商业化软件，是收费软件。
   3. IntelliJ IDEA：JetBrains公司出品的，智能化的、功能齐全的商业化软件，是目前最主流的Java开发集成环境。

当然，实际开发中，没有人会选择记事本类的开发工具。但也可以下载一下记事本软件，偶尔用来看看配置文件等。

IntelliJ IDEA是我们以后学习和工作中最常使用的开发工具，请大家自行完成安装和熟悉使用。

^{The End}