Java开发和运行环境的搭建

JDK是Java Development Kit的缩写，即Java开发工具集。JDK是整个Java的核心，包括了Java运行环境（JRE）、Java开发工具和Java基础类库。

JRE是Java Runtime Environment的缩写，即Java运行时环境。Java程序运行时必需要JRE的支持。对于普通用户，可以单独下载并安装JRE；而对开发者来说，JDK中已包含JRE了，因此无需再单独安装。

Java的平台版本

Java分为J2SE、J2EE和J2ME三个不同的平台版本，即标准版（Java 2 Platform, Standard Edition）、企业版（Java 2 Platform, Enterprise Edition）和微型版（Java 2 Platform, Micro Edition）。从Java 1.5（或者Java 5.0）开始，它们被改称为Java SE、Java EE和Java ME。

各平台版本之间的差别在于适用范围不同：

标准版平台（Java SE）允许开发和部署在桌面、服务器、嵌入式和实时环境中使用的Java应用程序。另外，Java SE包含了支持实现Java Web服务的类库，因此标准版是企业版的基础。
企业版平台（Java EE）帮助开发者开发和部署Java Web应用。企业版提供Web服务、组件模型、管理和通信API，可以用来实现企业级的面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture, SOA)和Web 2.0 应用程序。
而微型版平台（Java ME）主要用于移动设备和嵌入式设备，如手机、PDA、电视机顶盒等等。微型版包括灵活的用户界面、健壮的安全模型、许多内置的网络协议、以及对可动态下载的在线和离线应用的支持。基于Java ME规范的应用程序与普通Java程序一样，只需编译一次，即可在许多设备上运行。

Java版本历史

1995年5月23日，Java语言诞生
1996年1月，JDK 1.0发布
1997年2月18日，JDK 1.1发布
1998年12月4日，J2SE 1.2发布，1.2版及其之后的版本也被称为Java 2
1998年12月8日，Java 2企业版发布
2000年5月8日，J2SE 1.3发布
2002年2月13日，J2SE 1.4发布
2004年9月30日，J2SE 1.5发布，J2SE 1.5版也被称为Java 5.0
2006年12月，Java 6.0发布
2010年9月，Java 7.0发布

Java开发与运行环境的搭建（Java SE）

1. 下载JDK/JRE

首先，访问Oracle公司的Java SE的下载主页 (http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html)，选择一个版本（目前最新版为Java SE 7）：

此页面包含多个版本的JDK、JRE、帮助文档、源代码等下载内容的链接。如果不是Java程序的开发者，仅仅想在自己的系统中运行Java程序，那么只需要一个JRE就可以了；如果想使用Java开发自己的应用程序，需要下载JDK，其中已包含JRE，因此下载了JDK后无需再单独下载JRE。

以下载Java SE 7的JDK为例，点击相应的Download按钮，转到下载页面：

从其中选择并下载与自己的系统相符的JDK。注意，在下载之前需要先阅读“Oracle Binary Code License Agreement for Java SE”，必须接受其中的条款才能下载JDK（选中“Accept License Agreement”）。

2. 安装JDK/JRE

无论是在Windows还是在Linux下安装JDK都很简单，与安装其他程序没什么不同。

在Windows中，双击刚才下载的 jdk-7-windows-i586.exe 文件，就会打开安装界面。点击下一步，选择需要安装的组件和安装的目录，再点击下一步即开始正式安装。安装完毕后，点击完成即可。

来到安装文件夹下，可以看到已安装的JDK的目录结构。

下面几幅截图展示了整个安装过程：

注意：操作系统分为32位和64位，对应地，JDK也分为32位版和64位版（名称中带有 i586 或 x86 的为32位版，带有 x64 为64位版）。64位JDK只能安装在64位操作系统上，32位JDK既可以安装在32位操作系统上，也可以安装在64位操作系统上。因为64位操作系统能够兼容32位的应用程序。
换句话说，即使硬件是64位，但如果安装的是32位操作系统的话，是无法安装64位JDK的。

在Linux中安装JDK与安装其他程序相同。下载时可以选择.rpm或.tar.gz格式的安装文件，这里以后者为例进行说明。

首先解压缩下载的文件，输入命令 tar -xf jdk-7-linux-i586.tar.gz -C /usr，将文件解压到/usr目录下，这样就完成了安装（如图）：

3. 设置环境变量

环境变量用来为操作系统和应用程序指定一些参数，比如临时文件夹位置和系统文件夹位置等。环境变量相当于给系统或应用程序设置的一些初始参数。

编译或运行Java程序时，必须先设置一些环境变量，供编译器或Java虚拟机使用。有些Java IDE（集成开发环境）内置了JDK，因此使用这些IDE时可以不指定环境变量。还有些程序需要个性化的环境变量（如Apache Tomcat需要JAVA_HOME环境变量）。

与JDK/JRE有关的环境变量有PATH、CLASSPATH等。这里先解释一下这些变量的含义：

PATH变量用来告诉操作系统到哪里去查找命令中指定的可执行程序。如果将PATH变量的值清空，试图运行java程序时就会报错：

CLASSPATH是编译或运行Java程序时用来告诉Java编译器或虚拟机到哪里查找Java类文件的，后面会详细介绍。

在Windows XP或之前的版本中，依次右键点击我的电脑 -> 属性 -> 高级 -> 环境变量；在Windows Vista和Windows 7中则依次右键点击我的电脑 -> 属性 -> 高级系统设置 -> 高级 -> 环境变量，打开环境变量设置窗口：

新建一个用户变量，名称为PATH，值为 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0\bin （还记得前面JDK安装到哪个目录吗？），点击确定按钮。然后用同样的方法新建一个CLASSPATH变量，暂时将值设置为.（英文句号）。

设置完成后的环境变量设置窗口，点击确定完成设置。

在Windows中，环境变量分为用户变量和系统变量，它们的区别是，用户变量只对当前的用户起作用，而系统变量则对系统中的所有用户起作用。如果希望在多个用户之间共享环境变量的设置，可以将这些环境变量设置为系统变量，否则，应该使用用户变量，避免影响其他用户。Linux中类似。

在Linux中，可以通过编辑 ~/.bashrc 文件来修改环境变量。在最后添加下面几行脚本，然后保存并退出：

JAVA_HOME=/usr/jdk1.7.0
JAVA_BIN=/usr/jdk1.7.0/bin
PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
CLASSPATH=.
export JAVA_HOME JAVA_BIN PATH CLASSPATH

Linux中，每个用户的home目录下都有.bashrc文件，这个文件用来保存用户的个性化设置，如命令别名、路径等，当然也可以用来定义环境变量。此文件是与每个用户相关的，一个用户的设置不会影响到其他用户。Linux中全局设置通常保存在 /etc/profile 文件中。
另外要注意，Linux中PATH和CLASSPATH的分割符是:（冒号），而Windows中是;（分号）。

当环境变量设置完成后，在Windows中打开新的命令行窗口，在Linux中使用 source ~/.bashrc 命令重新加载.bashrc文件，即可使新的环境变量生效。输入 java -version 命令，应该会打印出类似下面两幅图所示的内容：

Windows中：

Linux中：

对以上步骤补充说明几点

可以在Windows命令行或Linux Shell中使用命令设置环境变量。例如，在Windows中可以使用 set var_name=some value ，在Linux中使用 var_name=some value ，这种方式与前面的方式的区别在于：这种设置是临时性的，当重新启动一个新的命令行窗口或重新登录后，这些临时变量就会丢失。
JDK版本混乱：有时候，使用 java -version 命令可以打印出JDK的版本信息，但却与我们刚刚安装的JDK版本不一致。比如我们明明安装的是JDK 7，但却打印出JDK 6的版本信息，如下图所示：

检查PATH变量，发现其中有一个路径为 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_25\bin ，原来我的系统中安装了两个版本的JDK，JDK 6和JDK 7。由于此JDK 6在系统环境变量PATH中，而Windows查找命令对应的程序时，首先查找的是系统变量，当找到了一个可用的java程序时，Windows将中止查找并运行这个程序。也就是说，系统PATH环境变量屏蔽了用户PATH环境变量。

不光如此，靠近PATH变量前部的路径中的程序将屏蔽其之后的路径中的同名程序。比如在系统PATH变量中设置了 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_25\bin;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0\bin ，那么JDK 6将屏蔽JDK 7，如果将它们的顺序交换： C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0\bin;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_25\bin ，结果则相反。

不只是用户安装了多个版本的JDK时可能导致JDK版本的混乱，而且很多软件产品自身会包含JDK，即使用户只安装了一个JDK，但仍有可能与这些软件中的JDK互相屏蔽（如果这些软件同时也设置了环境变量的话）。例如Oracle数据库、MyEclipse等都包含自己的JDK。

在Windows下我还遇到过一个问题，那就是居然在Windows\system32目录下发现了java.exe、javaw.exe、javaws.exe三个文件，因为在PATH变量中此目录比较靠前，因此很容易将用户自己安装的JDK屏蔽掉。

有三种方法来解决这个问题：

第一种方法是使用绝对路径，例如我们运行命令时使用 "C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0\bin\java" 而不是 java 。使用绝对路径时，操作系统会根据路径定位可执行文件，不再需要通过PATH变量来查找。这种方法的优点是绝对不会导致命令的覆盖，但缺点也很明显，必须输入完整的路径来运行命令。

需要注意的是，当绝对路径中存在空格时，需要将命令用英文的双引号引起来。在设置PATH变量时不需要这样做，操作系统会自动完成这件事。

第二种方法是将自己安装的JDK路径设置到系统PATH变量的开头，这样，操作系统查找命令时就会先查找我们设置的路径。但这种方法的缺点就是可能会影响其他用户，并且可能会影响其他程序。

第三种方法就是设置一个新的环境变量，例如 JAVA_HOME，将其值设置为我们安装的JDK的路径，如 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0 ，我们运行时，只需输入 "%JAVA_HOME%\bin\java" 即可（注意当路径中含有空格时要用双引号将命令引起来）。Apache Tomcat就使用这种方法。

4. 编译并运行例子程序

经过了以上的步骤，JDK的环境就搭建好了，此时，可能需要再编译并运行一个Java例子程序来对刚搭建的环境做最终的检验。在这一节中，也会顺便讲到如何编译和运行一个Java程序，以及CLASSPATH的作用。

此程序包含两个.java文件： ExceptionDemo.java 和 HelloWorldException.java ，前者属于main包，而后者位于exceptions包（它位于test\exceptions文件夹，这样安排的目的是为了更好地描述CLASSPATH的作用）：

下面是源码：

(1) ExceptionDemo.java

    package main;
    import exceptions.HelloWorldException;
    public class ExceptionDemo {
          /**
           * 
           * @param args
           * @throws HelloWorldException
           */
          public static void main(String[] args)
                      throws HelloWorldException {
                throw new HelloWorldException();
          }
    }

(2) HelloWorldException.java

    package exceptions;
    public class HelloWorldException extends Exception {
          private static final long serialVersionUID = 8679349130620681877L;
          public HelloWorldException() {
                super("Hello World!");
          }
    }

此程序仍然是一个经典的HelloWorld程序，虽然这次它是以抛出异常这种很不友好的方式向世界问好。

要编译这个程序，首先尝试第一种方法（下面都在Windows中进行）：进入src文件夹，输入 javac main\ExceptionDemo.java ，但编译报错：

为什么会提示找不到HelloWorldException呢？因为这个Java文件位于 test\exceptions\ 目录下，但它的包名却是 exceptions ，从当前的src目录，javac无法找到exceptions目录。

接下来，我们尝试第二种方法：由src目录进入test目录，运行 javac ..\main\Exceptiondemo.java ：

编译居然通过了！可以看到没有报错，并且main目录下生成了ExceptionDemo.class，说明编译确实成功了。但是为什么？我们使用的明显不是ExceptionDemo的包路径，为什么能顺利编译呢？另外我们还注意到，我错误地将“ExceptionDemo.java”写成了“Exceptiondemo.java”，即将字母“D”的大小写弄错了，编译器同样没有报错。

原来，javac只是将 ..\main\Exceptiondemo.java 当做普通路径来寻找.java文件的，当编译过程中发现程序还引用了其他类时（如ExceptionDemo.java中引用了HelloWorldException类），就会暂停当前文件的编译，开始寻找这个被引用的类，如果找不到，就会报错，编译失败。前一种方法就是因为没有找到HelloWorldException类而出错的。

那么javac程序是如何查找程序引用的其他类的呢？答案是按照CLASSPATH指定的路径加上程序所引用类的包名来查找的。

编译是递归进行的：当程序中引用了其他类时，javac会判断是否需要编译这些类，如果需要就会首先编译它们，如果这些类再次用到了其他的类，javac将再次重复此过程，直到编译完成全部。只要在此过程中有任何类没有找到，或者在其中发现了任何错误，javac都会报错并中止编译（在中止之前可能会尽可能多地编译，以尽量多地向用户报告程序中的错误）。

下面的图展示了这一过程：

至于我们将大小写弄错了但javac却没有报错的原因，其实前面的说明已经隐含了解释：是因为javac只是将java文件当做普通文件，又由于Windows是不区分大小写的，因此不会报错。如果换成Linux系统，将会提示文件无法找到的错误。

默认的CLASSPATH是当前目录，我们也可以设置为需要的路径，让javac据此查找类文件。在这个例子中，我们设置CLASSPATH为 .;D:\workspaces\workspace_v1.1\my-test\src\test ，注意如果是在Linux中，分隔符应该为冒号。然后在src目录下就可以使用命令 javac main\ExceptionDemo.java 进行编译了：

实际上，此时在任何目录都可以对ExceptionDemo.java进行编译，只是文件的路径要适当更改。例如我们在D盘根目录输入以下命令：

这是因为设置了CLASSPATH后，javac总能找到HelloWorldException类。

有时候必须使用CLASSPATH：当涉及到的类很多时，而这些类并不在同一个目录下，此时我们只能使用CLASSPATH来指定这些类的路径，因为我们无法同时处于多个类的 当前目录 下。

JDK包含的Java基础类（例如java.lang包中的类）并不需要指定CLASSPATH，Java知道如何找到它们。

编译完成后，运行，程序将抛出一个异常，并向世界问好：