什么是 Java Application？

Java Application 指的是一个用 Java 语言编写的、可以独立运行的程序，它区别于其他类型的 Java 程序，

• Java Applet: 已经被淘汰的、运行在浏览器中的小程序。
• Java Servlet/JSP: 运行在服务器端，用于生成 Web 页面。
• JavaFX Application: 用于构建现代化桌面 GUI 应用程序的框架（本质上也是一种特殊的 Java Application）。

我们通常所说的 "Java 程序"，默认指的就是这种可以直接在操作系统上启动的独立应用程序，比如一个计算器软件、一个游戏或者一个数据处理工具。

Java Application 的核心要素：main 方法

所有可执行的 Java Application 的入口点都是一个特定的方法，叫做 main 方法，Java 虚拟机在启动程序时，会首先寻找并执行这个方法。

main 方法的签名是固定的：

public static void main(String[] args)

我们来分解一下这个签名中的每个关键字：

• public: 访问修饰符，表示 main 方法是公开的，任何类都可以访问它，JVM 需要能够从外部调用它。
• static: 关键字，表示 main 方法属于 HelloWorld 这个类本身，而不是属于这个类的某个具体对象，这意味着我们不需要创建 HelloWorld 的实例（对象）就能调用这个方法，JVM 在程序启动时，还没有创建任何对象，所以它需要一个静态方法来作为入口。
• void: 返回类型，表示 main 方法在执行完毕后不返回任何值，程序结束后，操作系统会接收到一个退出码（0 通常表示成功，非 0 表示错误），但这不是通过 return 语句返回的。
• main: 方法名，这是 JVM 约定的方法名，它会自动寻找这个名称的方法。
• String[] args: 参数列表，这是一个字符串类型的数组，它允许我们在运行程序时从命令行向程序传递参数，运行 java MyProgram arg1 arg2，args 数组就会包含 ["arg1", "arg2"]。

第一个 Java Application："Hello, World!"

这是学习任何编程语言的经典第一步,让我们创建一个完整的、可以运行的 Java 程序。

步骤 1: 编写源代码

创建一个名为 HelloWorld.java 的文件，并输入以下代码：

// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        // 向控制台打印 "Hello, World!" 字符串
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

代码解释：

1. public class HelloWorld { ... }: 定义一个名为 HelloWorld 的公共类，在 Java 中，代码必须写在类里面。注意：文件名必须和 public 类的名称完全一致（包括大小写），所以这个文件必须叫 HelloWorld.java。
2. public static void main(String[] args) { ... }: 这就是我们上面讨论的程序入口点。
3. System.out.println("Hello, World!");: 这是 Java 中最常用的输出语句之一，它会将括号内的字符串输出到控制台（终端/命令行），并在末尾换行。

步骤 2: 编译源代码

打开你的终端（在 Windows 上是 cmd 或 PowerShell，在 macOS 或 Linux 上是 Terminal），进入到 HelloWorld.java 文件所在的目录，然后运行 Java 编译器 javac：

# 编译 .java 文件，生成 .class 字节码文件
javac HelloWorld.java

如果编译成功,你会发现当前目录下多了一个 HelloWorld.class 文件，这是 Java 虚拟机可以理解的字节码文件，而不是我们能直接阅读的源代码。

步骤 3: 运行程序

使用 Java 虚拟机 java 来运行这个字节码文件：

# 运行 .class 文件
java HelloWorld

注意： 这里你只需要类名 HelloWorld，而不需要带 .class 后缀。java 命令是用来启动 JVM 的，它会去加载指定的类并执行其 main 方法。

你应该会在终端看到输出：

Hello, World!

恭喜！你已经成功创建并运行了你的第一个 Java Application！

Java Application 的开发流程

一个典型的 Java 应用程序开发流程如下：

1. 需求分析: 明确程序要做什么。
2. 设计: 设计程序的结构、类和方法。
3. 编码: 使用 Java 语言编写源代码（.java 文件）。
4. 编译: 使用 javac 编译器将源代码编译成字节码（.class 文件）。
5. 运行: 使用 java 命令启动 JVM，运行字节码。
6. 测试: 检查程序是否符合预期，修复 Bug。
7. 打包与部署: 将编译好的 .class 文件和依赖库打包成一个可分发的格式（如 .jar 文件），并部署到目标机器上。

打包成可执行的 .jar 文件

对于稍复杂的应用程序,我们通常会将所有 .class 文件打包成一个 .jar (Java Archive) 文件，方便分发和执行。

步骤 1: 创建 manifest.txt 文件

这个文件告诉 JVM 哪个类是程序的入口点（即包含 main 方法的类）。

创建一个名为 manifest.txt 的文件，内容如下：

Main-Class: HelloWorld

注意：

• Main-Class: 后面有一个空格。
• 类名后面不能跟 .class。
• 文件末尾最好有一个空行,并且不要有 BOM 头（在 Windows 记事本中保存时需要注意）。

步骤 2: 使用 jar 命令打包

在终端中,使用以下命令来创建 .jar 文件：

# cvfm: c(创建), v(显示详细过程), f(指定jar文件名), m(指定manifest文件)
jar cvfm HelloApp.jar manifest.txt HelloWorld.class

执行后,你会得到一个 HelloApp.jar 文件。

步骤 3: 运行 .jar 文件

你可以直接使用 java 命令来运行 .jar 文件：

# -jar 选项告诉 java 命令从 jar 文件中读取 Main-Class
java -jar HelloApp.jar

同样,你会看到 "Hello, World!" 的输出。

现代 Java 开发：使用 IDE

虽然手动使用 javac 和 java 命令有助于理解底层原理，但在实际开发中，几乎所有的开发者都使用集成开发环境，

• IntelliJ IDEA (社区版是免费的)
• Eclipse IDE for Java Developers
• VS Code (配合 Java 扩展包)

IDE 提供了以下便利：

• 代码自动补全
• 语法高亮和错误检查
• 一键编译和运行
• 强大的调试工具
• 项目管理（构建工具集成，如 Maven/Gradle）

使用 IDE 开发 "Hello, World!" 只需要：

1. 创建一个新的 Java 项目。
2. 在项目中创建一个 HelloWorld.java 文件并粘贴代码。
3. 右键点击文件,选择 "Run 'HelloWorld.main()'"。

IDE 会自动处理编译和运行的所有细节。

进阶：使用外部库

大多数应用程序都需要使用外部库（比如用于网络请求、数据库连接、JSON 解析等），在现代 Java 开发中，我们通常使用 Maven 或 Gradle 这样的构建工具来管理项目依赖。

下面是一个使用 Maven 的简单示例：

创建 Maven 项目

在 IDE 中创建一个新的 Maven 项目，它会自动生成一个 pom.xml 文件。

添加依赖

编辑 pom.xml 文件，在 <dependencies> 标签内添加你需要的库，添加一个流行的 JSON 处理库 Gson：

<dependencies>
    <!-- Google Gson for JSON processing -->
    <dependency>
        <groupId>com.google.code.gson</groupId>
        <artifactId>gson</artifactId>
        <version>2.10.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

使用库

IDE 会自动下载依赖，现在你可以在代码中导入并使用 Gson 了：

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.JsonObject;
public class GsonExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 Gson 对象
        Gson gson = new Gson();
        // 创建一个 JSON 对