前言

我在剛剛學(xué)習(xí)JAVA時只是抱著高中時期的：”跟著老師走，我就能理解一切“的心態(tài)，按部就班按著老師所講的去學(xué)習(xí)，并非沒用，但也不能算很有用，學(xué)校的老師講課會顧及難度，不會向我們?nèi)ソ虒?dǎo)一些更深層次的東西，當(dāng)我去問老師時，老師給的回答往往是讓我去網(wǎng)絡(luò)里尋求答案，對啊，現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)的時代，AI遍布我們的生活各處，技術(shù)文檔由眾多大佬分享，于是我對于一些當(dāng)時不是很理解的地方做了我自認(rèn)為的“淺層深挖”，目的是為了幫助我更加去理解原理，而不是只是迷迷糊糊的做一個打代碼工具。

一.為什么我們要去配置環(huán)境變量？

在我剛剛接觸JAVA的時候，老師課上交給我們的第一個任務(wù)，便是"配置環(huán)境變量"，這對于還是萌新的我而言十分的困難，反復(fù)的配置失敗以及一次次嘗試讓我不由得想：“為什么我們要配置JAVA的環(huán)境變量呢？”

如圖中，我在沒有配置環(huán)境變量之前嘗試在我的E:\train_code下去執(zhí)行命令：

 javac  HelloWord.java ，結(jié)果彈出提示：“javac不是內(nèi)部或外部命令，也不是可執(zhí)行程序”。

為什么呢？為什么會出現(xiàn)“javac不是內(nèi)部或外部命令”這個錯誤呢？我明明已經(jīng)安裝了JAVA！

原來在未配置環(huán)境變量時，系統(tǒng)無法在任意路徑下找到javac.exe，因?yàn)橄到y(tǒng)默認(rèn)只在當(dāng)前目錄和PATH環(huán)境變量指定的路徑中搜索可執(zhí)行文件。在環(huán)境變量沒被配置時，系統(tǒng)根本不知道javac.exe到底在哪里。

javac.exe通常藏在 C:\Program Files\Java\你的jdk版本名稱\bin 里面

而我如果需要運(yùn)行我的.java程序，我需要JDK(Java Development Kit - JAVA開發(fā)工具包)中bin目錄下的javac.exe來對.java程序進(jìn)行“編譯”，那么我想你應(yīng)該有一些理解了，之所以要配置環(huán)境變量，是為了使得我們的這個.java程序無論位于我們電腦的哪個盤符(C: / D: / E:........)下的哪個文件下，都可以通過javac.exe來進(jìn)行對.java程序的“編譯”。

環(huán)境變量PATH的配置，配置PATH后，無論當(dāng)前目錄在哪里，系統(tǒng)都會在C:\Program Files\Java\jdk-xx\bin中搜索javac.exe，可以理解為就是將我所配置的這個路徑當(dāng)作一個環(huán)境，我執(zhí)行哪個文件都相當(dāng)于是我在這個環(huán)境下去執(zhí)行的，當(dāng)然也就能使用這個環(huán)境內(nèi)的工具了,所以我們并不是不配置環(huán)境變量就無法運(yùn)行JAVA項(xiàng)目，配置環(huán)境變量后，我們就可以在任意目錄下編譯和運(yùn)行Java程序，無需每次切換到JDK的bin目錄。

二.“編譯”是什么過程？JAVA程序又是怎么樣去執(zhí)行的呢？

在“一”里面我們提到了一個詞，叫做“編譯”，這個詞本身我們是沒少聽的，我們常說編譯器，編譯器，難道編譯的作用就是把程序在我們的計算機(jī)運(yùn)行嗎？事實(shí)上，編譯只是我們程序運(yùn)行這個大過程中的一個小過程,舉個例子，比如運(yùn)行C語言程序，我們并不是只依靠編譯去運(yùn)行這個程序，而是先通過編譯將開發(fā)者寫出的這些由英文字母組成的代碼，轉(zhuǎn)換為機(jī)器所能看懂的二進(jìn)制的機(jī)器碼，然后再由機(jī)器去執(zhí)行這個二進(jìn)制的機(jī)器碼，但是JAVA呢？JAVA也是這樣嗎？

實(shí)則不然，JAVA程序的運(yùn)行過程要更多一點(diǎn)，因?yàn)镴ava擁有一個優(yōu)勢：那就是JAVA可以實(shí)現(xiàn)跨平臺，通常稱之為“一次編寫，到處運(yùn)行”（Write Once, Run Anywhere, WORA）。

1.為什么JAVA可以實(shí)現(xiàn)跨平臺而C/C++不行呢？

C/C++都是直接由對應(yīng)操作系統(tǒng)的編譯器來編譯為.exe的可執(zhí)行文件，之后直接運(yùn)行的，他們所生成的這個.exe里面都是針對特定平臺的機(jī)器碼，所以C/C++并不能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺運(yùn)行，Windows的.exe就是Windows的，Linux的就是Linux的。

2.JAVA的運(yùn)行過程較為特殊，JAVA的運(yùn)行過程為：

首先，開發(fā)者寫出一份.JAVA程序，拿給環(huán)境變量里的JDK說：“我這里有個JAVA程序，請你幫我運(yùn)行他。”，然后JDK中的javac.exe就會把你給他的JAVA程序編譯為一份.CLASS的字節(jié)碼文件(.class文件就是JAVA實(shí)現(xiàn)跨平臺的關(guān)鍵)，并且對你說：“這個你得等我會兒，我這里呢得先處理下你的程序，然后交給統(tǒng)一部門對你這個程序做更細(xì)化的處理。”

然后，這個.CLASS文件會被交給JVM，JVM類似每個手機(jī)廠商分布在各個城市的手機(jī)專賣店，雖然門店服務(wù)的地區(qū)不同，但是門店都是這個手機(jī)廠商旗下的，也就是說雖然不同操作系統(tǒng)下的JVM是不同的，但他們都有一個相同的“接口”來使得他們能以不同的JVM實(shí)現(xiàn)來達(dá)成同一個功能：那個功能就是他們都能夠?qū)⑦@個.CLASS文件進(jìn)行動態(tài)解釋或者編譯執(zhí)行

關(guān)于JAVA與C/C++的運(yùn)行過程(更清晰的展示)：

• C/C++：源碼 → 編譯為平臺特定的機(jī)器碼 → 直接運(yùn)行。

• Java：源碼 → 編譯為平臺無關(guān)的字節(jié)碼 → JVM解釋/編譯執(zhí)行。

字節(jié)碼文件的核心作用:

        跨平臺(平臺無關(guān)性)：一次編譯，JVM運(yùn)行（Windows/Linux/Mac通用）。
        安全可控：JVM檢查代碼，防止崩潰或病毒。
        統(tǒng)一生態(tài)：Java/Kotlin等語言最終都變成字節(jié)碼，互相兼容。
        高效執(zhí)行：JIT編譯熱點(diǎn)代碼，速度接近C++。

一句話總結(jié)：字節(jié)碼是Java跨平臺的“通用語言”，由JVM翻譯執(zhí)行，兼顧安全性和性能。

三.JAVA最基礎(chǔ)的程序代碼

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

我所打的第一個JAVA程序，便是這個“Hellow,World!”，我一開始就對這個神奇的東西很不理解，這個String[] args是個什么玩意?main前面這一大串又是啥啊?   

關(guān)于main

main方法是一個特殊的方法，它定義了JAVA程序的起始位置。如果沒有這個方法，JVM就無法啟動程序。如圖，可以看到，如果一個程序中沒有main方法,那么這個程序甚至無法運(yùn)行。

注意，這里說無法運(yùn)行并發(fā)完全無法運(yùn)行：

• Java 9+支持模塊化啟動，可通過jlink定制啟動類。

• 但初學(xué)者場景下，main仍是標(biāo)準(zhǔn)入口。

關(guān)于String[] args

main方法不只是一個簡單的入口，他里面?zhèn)魅氲膮?shù)，也就是：String[] args參數(shù)（事實(shí)上，String[] args作為一個參數(shù)，參數(shù)名并不強(qiáng)行要求為args，你甚至可以把它改成aaas），但要注意：

• 雖然args可以改名，但約定俗成用args，提高代碼可讀性。

• 其他常見命名如argv（來自C傳統(tǒng)）。

程序可以通過這個參數(shù)來處理用戶輸入的動態(tài)數(shù)據(jù)，String[] args中存儲了當(dāng)該程序在終端或者命令提示符中運(yùn)行JAVA程序時，人為通過命令添加的額外參數(shù)，比如我在終端中執(zhí)行：

java 類名 參數(shù)1 參數(shù)2 ...

那么這個時候，arg[0] = "參數(shù)一"，而arg[1] = "參數(shù)二"，讓我們來驗(yàn)證一下吧：

public class MyProgram {
    public static void main(String[] args) {
        // 獲取參數(shù)數(shù)組的長度
        int numArgs = args.length;
        System.out.println("命令行參數(shù)數(shù)量: " + numArgs);

        // 遍歷并打印每個參數(shù)
        for (int i = 0; i < numArgs; i++) {
            System.out.println("args[" + i + "] = " + args[i]);
        }
    }
}

我們在終端執(zhí)行 java MyProgram "hellow world" 123 ，我們運(yùn)行程序會輸出：

命令行參數(shù)數(shù)量: 2
args[0] = hello world
args[1] = 123

關(guān)于System.out.println()

當(dāng)我寫出代碼時，我看著我打印出來的Hellow，World!陷入了一個思考,為什么這個名為System.out.println的東西能夠?qū)⑺竺胬ㄌ杻?nèi)的內(nèi)容打印出來呢？

這里面，System是JDK提供的工具類，out是其靜態(tài)字段（類型為PrintStream），println是PrintStream的方法。這些代碼是Java標(biāo)準(zhǔn)庫的一部分，初期只需知道它是輸出語句，后期可深入研究IO流和標(biāo)準(zhǔn)輸出的設(shè)計.

當(dāng)我們的鼠標(biāo)按住“Ctrl”鍵的同時將鼠標(biāo)指針移到這三個單詞的任意一個上面時，他會被高亮，這個時候我們點(diǎn)進(jìn)去，你就會發(fā)現(xiàn)：

它跳轉(zhuǎn)到了一個我們不知道的地方，這里就是JDK的源代碼，我們的這個語句就是在這里被定義的，所以本質(zhì)上我們只是將大佬們定義好的方法拿過來去使用。

個人想說的話：

到此這篇關(guān)于Java入門學(xué)習(xí)之環(huán)境變量與程序運(yùn)行原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java環(huán)境變量與程序運(yùn)行原理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！