Java Visual Machine(JVM)

2018年10月16日星期二

Java

LTS 版本有 8(14-22/30), 11(18-23/26), 17(21-26/29). 主要发布历史

版本	GA	功能维护	安全维护	备注
7LTS	2011-7	2019-7	2022-7
8LTS	2014-3	2022-3	2030-12	应用最广
9	2017-9	2018-3
10	2018-3	2018-9
11LTS	2018-9	2023-9	2026-9
12	2019-3	2019-9
13	2019-9	2020-3
14	2020-3	2020-9
15	2020-9	2021-3
16	2021-3	2022-9
17LTS	2021-9	2026-9	2029-9
18	2022-3	2022-9
19	2022-9	2023-3
20	2023-3	2023-9
21LTS	2023-9	2028-9	2021-9

基础

主要特性

面向对象
与平台无关，有底层 jvm支持。java jvm 实现不同平台的支持，与php、js、python等解析器相似
支持多进程
静态化语言

java版本以 11 版本作为标准。

java 代码编译以及运行

# 运行 java 文件
java $file.java

# 将文件编译为 .class 文件（字节码） =》 面向虚拟机
javac $file.java
# 指定文件编码
javac -encoding UTF-8 $file.java

# 指定类所在目录，并执行对应的类
# 执行> ./m1/Simple.class 类
# cp 即 classpath
java -cp ./m1/ Simple

JDK

jdk Java Development Kit，java 开发工具集
jre Java Runtime Environment，Java 运行时环境

jdk 下载地址：

openjdk
- adoptium.net 可下载 jre/jdk等
- https://mirrors.huaweicloud.com/openjdk/ 华为镜像
- https://jdk.java.net/archive/ oracle 下载地址
- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/Adoptium/ 清华大学镜像

环境变量设置：

# linux 版本如
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_181
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

项目结构

projectTop
- src/main/java java 源代码
- src/main/resource 资源文件
- /src/main/webapp/WEB-INF web 项目资源
- src/test/java 测试源代码
- src/text/resource 测试资源文件
- target 打包输出文件、
- target/classes 编译出的class文件

起步

思想：一切皆是对象。

java 程序无全局变量，其全部由类构成。其应用程序入口为类的 main 函数：

源码示例： Simple.java

// SimpleTest.java
class SimpleTest{
    // 静态代码块
    static {
        System.out.println("mian before. ");
    }

    // 程序入口文件
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(" >> Hello World!");

        // for 循环
        for(var s: args){
            System.out.println("  ..."+s);
        }
    }
}

执行java即可：

# 执行文件
java .\SimapleTest.java  Hacker-Conero

#输入如下：
#mian before.
# >> Hello World!
#  ...Hacker-Conero

# 编译为 <.class> 文件
javac .\SimapleTest.java

# 指定 .class 所在目录进行 jar 打包
jar -cvf SimpleTest.jar .\SimapleTest.class

# 执行 jar, 需指定类路径
java -cp SimpleTest.jar SimpleTest

类型

Object 作为所有java类的根，所有类型同样也都继承于它。

类型分为：基本类型、集合（复合）类型。如下

基本类型
- 字符：char(16)
- 布尔：boolean(1)
- 数值(数据容量：[0, (2^bit)-1], 有符号: [-2^(bit-1), 2^(bit-1)-1] )
  - 整数(位)：byte(8), short(16), int(32), long(64),
  - 浮点数：float(32), double(64)
引用类型：String, list, map
- 容器（集合）：list,queue,set,map

graph TD
	collect-->list-->ArrayList
	collect-->queue-->LinkedList
	list-->LinkedList
	collect-->set-->HashSet
	
	map-->HashMap

基本类型位数/占用空间

整形
- byte 1字节/8 默认 = 0
- short 2字节/16 = 0
- int 4字节/32 = 0
- long 8字节/64 = 0L
浮点型
- float 4字节/32 = 0.0f
- double 8字节/64 = 0.0d
字符型
- char 2字节/16
布尔
- boolean 1字节/8

基本类型基于值，对象类型基于引用；基本类型的取值范围是固定，不会根据计算机的环境而变化。引用类型分为：强引用、软引用、弱引用、虚引用。

Java中定义的简单类型、占用二进制位数及对应的封装器类。

简单类型	boolean	byte	char	short	Int	long	float	double	void
二进制位数	1	8	16	16	32	64	32	64	--
封装器类	Boolean	Byte	Character	Short	Integer	Long	Float	Double	Void

Java基本类型存储在栈中，因此它们的存取速度要快于存储在堆中的对应包装类的实例对象；其数据存储相对简单，运算效率比较高。

常量

源码示例： VariableConst.java

class VariableConst{
    public static final double PI = 3.1415926535898;	// 静态类常量
    final int Index = 220303; // 类成员常量
    
    public static void main(String[] args){
        // 局部常量
        final int V16 = 0xff;   // 0x/0X  16 进制
        final byte V8 = 013;     // 8进制
        final long vLong = 12L;

        // 自动推断
        var f16 = 3.51f;
    }
}

类型转换

自动类型转换：小字节(存储)自动转化为大字节（反之存在值截断，精度丢失）。byte -> char(short) -> int > long -> float -> double
强制类型转化：大字节强制转化为小字节，存在精度丢失的现象。

语句

主要流程控制，if/switch/while/do-while/for 等，其语法与 js 等对应的语法一致。

对象

java 顶级对象为 java.lang.Object.

辅助

vm参数

如本机运行时可以限制java vm运行堆栈以减少内存消耗。开发环境下

# 如设置 vm 的内存大小
java -Xms256m -Xmx512m
#
java -Xms128m -Xmx256m

# 设置文件编码 -Dfile.encoding=utf-8
java -Xms256m -Xmx512m '-Dfile.encoding=utf-8' -jar .\target\pm-admin.jar

命令

java 常用命令

# 执行 jar 包执行 
java -jar ./target/appdemo.jar

# 执行 war 包执行 
java -jar ./target/webdemo.war

# 指定配置文件
java -jar ./target/api_20251028171931.jar --spring.profiles.active=dev

# 执行命令并通过 -D$key=$value 设置系统属性
java '-Dserver.port=7480' -jar .\target\cas.war

回调/Lambda

lambda

Java 从 JDK 8 开始引入了 Lambda 表达式，它是一种简洁的语法，用于表示匿名函数（即“函数字面量”），常用于实现函数式接口（只有一个抽象方法的接口），从而轻松实现回调、高阶函数（方法返回函数）、事件处理等。

格式

(参数) -> { 函数体 }

与传统匿名类对比

// 传统方式（匿名内部类）
Runnable r = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello");
    }
};

// Lambda 方式
Runnable r = () -> System.out.println("Hello");

java 常见函数接口

接口	抽象方法	用途
Runnable	void run()	无参无返回
Supplier	T get()	无参，有返回
Consumer	void accept(T t)	有参，无返回（常用于回调）
Function<T, R>	R apply(T t)	有参有返回
Predicate	boolean test(T t)	判断条件

java 安装

linux 安装java

Anolis OS 8.9 安装 java8

# 使用 dnf 查询java
dnf search java|grep jdk

# 安装openjdk java8
dnf install java-1.8.0-openjdk

jar

JAR 文件是使用 ZIP 文件格式标准定义的一种归档格式，只是扩展名不同（.jar 而不是 .zip），并添加了一些 Java 相关的元信息（如 MANIFEST.MF）。

# 列出指定jar档案目录
jar -tf t/file/name.jar

# 使用 jar 解压 .jar 文件（命令与 tar 类似）
jar -xvf api_v1.jar

框架及应用

web框架
- activej https://github.com/activej/activej ，简洁快速web开发架构
- play https://github.com/playframework/playframework ，java&scala web框架
- spring-boot https://github.com/spring-projects/spring-boot.git spring web框
- solon https://gitee.com/noear/solon ，国产web全栈框架，与spring boot相比更小
数据库
- MyBatis https://github.com/mybatis/mybatis-3，[中文文档](https://mybatis.org/mybatis-3/zh_CN/index.html)。流行、轻量级的Java持久层框架，半自动 ORM框架，与spring集成，支持手写SQL语句
- mybatis-plus https://gitee.com/baomidou/mybatis-plus，Mybatis 增强工具包 - 只做增强不做改变，简化CRUD操作
- Hibernate https://github.com/hibernate/hibernate-orm，orm 数据库
其他
- Shiro https://github.com/apache/shiro， https://shiro.apache.org/ （用户登陆）， Java 安全框架，它专注于简化身份验证、授权、加密和会话管理等安全相关的任务。
- Sentinel 流量控制框架选型
- Seata 分布式事务选型
- Spring Cloud

spring 框架应用封装

RuoYi
- https://gitee.com/y_project/RuoYi-Cloud 微服务式版本
- https://gitee.com/y_project/RuoYi 单一集中式版本
ruoyi-vue-pro
- https://gitee.com/zhijiantianya/ruoyi-vue-pro https://doc.iocoder.cn/
RuoYi-Cloud-Plus https://gitee.com/dromara/RuoYi-Cloud-Plus 微服务管理系统重写RuoYi-Cloud所有功能整合，多租户
jeecg-boot https://gitee.com/jeecg/jeecg-boot 「企业级低代码平台」前后端分离架构
小诺
- https://gitee.com/xiaonuobase/snowy-cloud 微服务版本
- https://gitee.com/xiaonuobase/snowy 单一集中版本

应用工具

Java 构建工具

mvnrepository 仓库搜索地址
maven 搜索网站，相同网站 https://central.sonatype.com/

Ant, Maven, Gradle

如使用 https://start.spring.io/ 生成不同构建工具的java项目；使用 https://solon.noear.org/start/ 生成 solon 框架项目脚手架。

Ant - 2000 年/ 格式-XML

Ant是第一个“现代”构建工具，在很多方面它有些像Make。Ant的主要优点在于对构建过程的控制上

Maven - 2004 年/ 格式-XML

目的是解决码农使用Ant所带来的一些问题。

Maven具备从网络上自动下载依赖的能力（Ant后来通过Ivy也具备了这个功能），这一点革命性地改变了我们开发软件的方式。

Gradle - 2012 年/ DSL

Gradle结合了前两者的优点，在此基础之上做了很多改进。它具有Ant的强大和灵活，又有Maven的生命周期管理且易于使用。

Maven

github 地址： https://github.com/apache/maven

maven 仓库有：本地-local、中央-center、远程-remote，拉取包顺序LCR。

本地仓库默认位置：${user.home}/.m2/repository，也可通过 setting.xml 的 localRepository 进行修改。

将jar安装到本地仓库：

# 实际测试，执行命令后jar未真正转移
mvn install:install-file `
    -Dfile=E:/conero/x/Dm8JdbcDriver230624-dm8.jar `
    -DgroupId=com.dm `
    -DartifactId=Dm8JdbcDriver230624 `
    -Dversion=dm8 `
    -Dpackaging=jar


# powershell 环境下注意标点符号
# -X 可查看调试日期
mvn install:install-file -X `
    -Dfile=E:/conero/repository/e-gyblockd/2507-gywl_szbwgy/2-prod-jar/main-1.0-SNAPSHOT/BOOT-INF/lib/jeecg-boot-starter-2.1.4-guiyang-SNAPSHOT.jar `
    '-DgroupId=org.jeecgframework.boot' `
    '-DartifactId=jeecg-boot-parent' `
    '-Dversion=2.1.4-guiyang-SNAPSHOT' `
    '-Dpackaging=jar'

# mvn 安装 pom 文件
mvn install:install-file '-Dfile=E:/conero/e-workshop/1-can-destroy/jeecg-boot-starter-2.1.4-guiyang-SNAPSHOT/META-INF/maven/org.jeecgframework.boot/jeecg-boot-starter/pom.xml' '-DgroupId=org.jeecgframework.boot' '-DartifactId=jeecg-boot-parent' '-Dversion=2.1.4-guiyang-SNAPSHOT' '-Dpackaging=pom'

一个依赖申明含 groupId 组织标识（包名），artifactId 项目名称，version 版本号。如包v4.4.0 版本 java-jwt 依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.auth0</groupId>
        <artifactId>java-jwt</artifactId>
        <version>4.4.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

生命周期 lifecycle

clean 项目编译清除，删除target目录
validate
compile 项目编译，将java源代码编译成class字节码文件
test 项目测试用例运行
package 项目打包，生成 jar 或 war包
verify 对测试结果等进行测试
install （Maven特定的概念）将打包得到的文件复制到“仓库”中的指定位置（本地仓库）
site
deploy 将动态Web工程生成的war包复制到Servlet容器下，使其可以运行

maven 命令

# 查看版本信息
mvn -v

# 当前配置信息查看
mvn 'help:effective-settings'

# 生成项目骨架类似 - [npm init]
mvn 'archetype:generate'

# 执行集成测试、验证包的完整性和质量
mvn verify

# 查看依赖树
mvn dependency:tree

# 编译项目
mvn compile

# 项目打包
mvn package

# mvn clean xxx  执行清理后再在执行 xxx
# 表示先运行清理之后运行编译，会将代码编译到target文件夹中。
mvn clean compile
mvn clean test
# 运行清理和打包
mvn clean package
# 加入 -e 查看详细错误信息；-X 查看调试信息
mvn clean package -e
# 清除缓存并打包包及忽略测试脚本
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

# 运行清理和发布（发布到私服上面）
mvn clean deploy
# 运行清理和安装，会将打好的包安装到本地仓库中，以便其他的项目可以调用。
# 多级项下指定编译子项目，"zhuo-upms-server",并同步编译所需依赖
mvn clean install -pl ':zhuo-upms-server' -am '-Dmaven.test.skip=true'

mvn 本地仓库地址配置

<localRepository>E:/AppData/.m2/repository</localRepository>

pom.xml

pom （Project Object Model，项目对象模型）是 Maven 的基本组件，它是以 xml 文件的形式存放在项目的根目录下，名称为 pom.xml。

基本配置信息，详细实例如 pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <!-- The Basics -->
  <groupId>项目组名</groupId>
  <artifactId>项目名称</artifactId>
  <version>项目当前版本号</version>
  <packaging>项目产生的构件类型，如 jar/war/pom之类</packaging>
  <!-- 项目依赖清单 -->
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>依赖项目名称</groupId>
      <artifactId>依赖项目项目</artifactId>
      <version>依赖项目版本号</version>
      <type>依赖类型，默认：jar，其他支持war，ejb-client和test-jar</type>
      <scope>
      使用范围如：compile（默认）、provide、runtime、test、system。compile 编译时使用，provide 同于编译，但支持jdk或者容器提供，类似于classpath，runtime 运行时使用，test 测试时使用，system 需要外在提供相应的元素通过systemPath来取得。
      </scope>
      <!-- 可选依赖，用于阻断依赖的传递性。如果在项目B中把C依赖声明为可选，那么依赖B的项目中无法使用C依赖 -->
      <optional>true</optional>
      <!-- scope=system 时，指定 systemPath -->
      <systemPath>${project.basedir}/lib/xxxxx.jar</systemPath>
    </dependency>
  </dependencies>
  <!--父级项目信息-->
  <parent>...</parent>
  <!--项目分发信息，在执行mvn deploy后表示要发布的位置。用于把网站部署到远程服务器或者把构件部署到远程仓库 -->
  <dependencyManagement>...</dependencyManagement>
  <modules>
    <!-- 包含的子模块 -->
    <module>child_pkg_name</module>
  </modules>
  <properties>...</properties>

  <!-- Build Settings -->
  <build>...</build>
  <reporting>
    不赞成使用. 现在Maven忽略该元素
  </reporting>

  <!-- More Project Information -->
  <name>...</name>
  <description>...</description>
  <url>...</url>
  <inceptionYear>...</inceptionYear>
  <licenses>...</licenses>
  <organization>...</organization>
  <developers>...</developers>
  <contributors>...</contributors>

  <!-- Environment Settings -->
  <issueManagement>...</issueManagement>
  <ciManagement>...</ciManagement>
  <mailingLists>...</mailingLists>
  <scm>...</scm>
  <prerequisites>...</prerequisites>
  <repositories>...</repositories>
  <pluginRepositories>...</pluginRepositories>
  <distributionManagement>...</distributionManagement>
  <profiles>...</profiles>
</project>

Maven 相关变量如内置变量等

1. Maven内置常量:
${project.basedir}: 项目的根目录。
${project.build.directory}: 构建输出目录，通常为target。
${project.version}: 项目的版本号。
${project.name}: 项目的名称。
${project.groupId}: 项目的groupId。
${project.artifactId}: 项目的artifactId。
${project.parent.version}: 如果项目有父项目，这是父项目的版本号。
${basedir}: 这是${project.basedir}的同义词。
${user.home}: 用户的主目录。
${java.home}: Java安装目录。
${java.class.version}: 当前JDK的class文件格式版本。

2. 环境变量:
Maven可以引用操作系统的环境变量，例如${env.PATH}或${env.HOME}。在Windows中，你也可以引用${env.USERPROFILE}。

3. Java系统属性:
Maven可以引用任何Java系统属性，例如${java.version}或${file.encoding}。这些属性可以通过-D选项在Maven命令行中设置，例如mvn clean install -Dfile.encoding=UTF-8。

国内镜像

阿里镜像 https://developer.aliyun.com/mvn/guide

Gradle

官网地址 https://gradle.org/ ，常用在Android app上。

使用基于Groovy或Kotlin的构建脚本，这种脚本语言的特性让构建脚本更像是程序代码，提供了更高的灵活性和可编程性，但也可能对初学者来说门槛较高。

基于有向无环图（DAG）的构建逻辑，允许定义任务间的依赖关系，提供更高的并行性和可优化性，通常在大型项目中性能更优，支持并行构建和缓存机制。

下载镜像：

官网地址：https://services.gradle.org/distributions/
腾讯镜像 Gradle下载地址：https://mirrors.cloud.tencent.com/gradle/
阿里云镜像 Gradle下载地址：https://mirrors.aliyun.com/macports/distfiles/gradle/

使用镜像下载

#
# 如文件 config.properties 配置文件替换下载文件镜像
#distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-8.5-bin.zip
distributionUrl=https\://mirrors.aliyun.com/macports/distfiles/gradle/gradle-8.5-bin.zip

特性：支持增量构建、构建缓存、gradle 守护进程。

常用命令

# 版本信息查看
gradle -v

# 清空所有编译、打包生成的文件(即：清空build目录) 
gradle clean

# 构建
gradle build


# 跳过测试构建
gradle build -x test

依赖文件

Maven 项目的依赖配置文件是 pom.xml，而 Gradle 项目的依赖文件是 settings.gradle 和 build.gradle。

build.gradle
settings.gradle
kotlin 版本
- build.gradle.kts
- settings.gradle.kts

settings.gradle 文件是 gradle 项目的总体配置文件，一般会把子项目中通用的一些配置放在这个文件中，有点类似于 maven 的 parent pom 文件；而 build.gradle 文件则是针对单个项目的具体配置，我们主要使用的是 build.gradle 文件。

如spring start 生成的初始代码。

使用Gradle时，无论是Groovy还是Kotlin的构建脚本，都不需要用户单独安装这些语言的环境。

Gradle - Groovy

build.gradle

plugins {
	id 'java'
	id 'org.springframework.boot' version '3.3.0'
	id 'io.spring.dependency-management' version '1.1.5'
}

// 项目组名称
group = 'com.example'
// 当前项目版本号
version = '0.0.1-SNAPSHOT'

// java 版本信息
java {
	sourceCompatibility = '17'
}

// 仓库地址
repositories {
    // 配置阿里进行
    mavenLocal()
    maven {
        url 'https://maven.aliyun.com/repository/public'
    }
	mavenCentral()
}

// 项目依赖
dependencies {
	implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter'
    // https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.fastjson2/fastjson2
	implementation group: 'com.alibaba.fastjson2', name: 'fastjson2', version: '2.0.50'
    
	testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
	testRuntimeOnly 'org.junit.platform:junit-platform-launcher'
}

tasks.named('test') {
	useJUnitPlatform()
}

settings.gradle

// 根项目目录
rootProject.name = 'demo'

Gradle - Kotlin

build.gradle.kts

// build.gradle.kts
plugins {
	java
	id("org.springframework.boot") version "3.3.0"
	id("io.spring.dependency-management") version "1.1.5"
}

// 项目分组信息
group = "com.example"
version = "0.0.1-SNAPSHOT"

// java 版本信息
java {
	sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_17
}

// 仓库地址
repositories {
    // 配置阿里镜像
    maven {
        url = uri("https://maven.aliyun.com/repository/public")
    }
    
	mavenCentral()
}

// 项目依赖
dependencies {
	implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter")
    // https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.fastjson2/fastjson2
	implementation("com.alibaba.fastjson2:fastjson2:2.0.50")
	testImplementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-test")
	testRuntimeOnly("org.junit.platform:junit-platform-launcher")
}

tasks.withType<Test> {
	useJUnitPlatform()
}

settings.gradle.kts

rootProject.name = "demo"

IntelliJ IDEA

2024年11月5日

适合idea 2023.1.1 的java项目热编译，参考：https://www.cnblogs.com/taoA/p/18223076

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Java Visual Machine(JVM)

Java

基础

JDK

项目结构

起步

类型

常量

类型转换

语句

对象

辅助

vm参数

命令

回调/Lambda

java 安装

linux 安装java

jar

框架及应用

应用工具

Java 构建工具

Ant, Maven, Gradle

Maven

pom.xml

国内镜像

Gradle

依赖文件

Gradle - Groovy

Gradle - Kotlin

IntelliJ IDEA

附录

参考

FilesExpand file tree

JVM.md

Latest commit

History

JVM.md

File metadata and controls

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Java

基础

JDK

项目结构

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类型

常量

类型转换

语句

对象

辅助

vm参数

命令

回调/Lambda

java 安装

linux 安装java

jar

框架及应用

应用工具

Java 构建工具

Ant, Maven, Gradle

Maven

pom.xml

国内镜像

Gradle

依赖文件

Gradle - Groovy

Gradle - Kotlin

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参考