Java 基础：JDK、编译、运行与异常堆栈

信息层级：【有据可查】= 附官方文档或可信来源链接；【社区共识】= 社区用户普遍经验，未经官方确认；【待考察/推测】= 推测或暂未能核实，请谨慎对待。

官方文档：Dev.java 学习站、Java SE API 文档。【有据可查】

---

1. Java 用在哪？

【社区共识】企业后端（Spring）、安卓开发（与 Kotlin 并存）、大数据（Hadoop/Spark 生态）、《我的世界》Java 版模组。特点：强类型、跨平台（"一次编写，到处运行"）、生态庞大。

---

2. Hello World

// Hello.java —— 文件名必须与 public 类名一致
import java.util.List;

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = List.of("Alice", "Bob");
        for (String n : names) {
            System.out.println("Hello, " + n + "!");
        }
    }
}

javac Hello.java && java Hello
# 较新 JDK 也可直接：java Hello.java（单文件源码运行）

【有据可查】单文件源码启动见 JEP 330。

---

3. 语法速查

主题	示例	说明
基本类型	int、long、double、boolean、char	小写为基本类型
包装类型	Integer、Double	集合里只能放对象
字符串	String s = "hi"; s.equals("hi")	比较内容用 equals，不要用 ==
局部类型推断	var list = new ArrayList<String>();	Java 10+
类与对象	class Dog { private String name; Dog(String n){ name = n; } }	—
接口	interface Shape { double area(); }	—
记录	record Point(int x, int y) {}	不可变数据类（Java 16+）
lambda	names.forEach(n -> System.out.println(n));	—
Stream	nums.stream().filter(n -> n > 2).map(n -> n * 2).toList()	集合处理
异常	try { } catch (IOException e) { } finally { }	受检异常必须处理或声明 throws
switch 表达式	var r = switch (x) { case 1 -> "one"; default -> "other"; };	Java 14+

---

4. 常用类库

包	常用类	用途
java.lang	String、Math、Integer.parseInt、System.out	默认导入
java.util	ArrayList、HashMap、HashSet、List.of、Optional、Scanner	集合与工具
java.util.stream	Stream、Collectors	流式处理
java.nio.file	Files.readString、Files.writeString、Path.of	文件
java.time	LocalDate、LocalDateTime、Duration	日期时间
java.net.http	HttpClient	网络请求（Java 11+）
java.util.concurrent	ExecutorService、CompletableFuture	并发

---

5. 读懂报错

5.1 编译错误

Hello.java:6: error: cannot find symbol
        Sytem.out.println("hi");
        ^
  symbol:   variable Sytem
  location: class Hello

报错	原因
cannot find symbol	拼写错误、缺 import、变量未声明
incompatible types: String cannot be converted to int	类型不匹配
';' expected	漏分号
class X is public, should be declared in a file named X.java	文件名与类名不一致
unreported exception IOException; must be caught or declared to be thrown	受检异常未处理
missing return statement	有分支没返回

5.2 运行时异常堆栈

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.length()" because "name" is null
    at com.example.App.greet(App.java:15)
    at com.example.App.main(App.java:8)
Caused by: ...

异常	含义
NullPointerException	对 null 调用方法；新版 JDK 会说明是哪个变量为 null
ArrayIndexOutOfBoundsException / IndexOutOfBoundsException	越界
ClassCastException	强制类型转换失败
NumberFormatException	Integer.parseInt("abc")
ConcurrentModificationException	遍历时修改集合
ClassNotFoundException / NoClassDefFoundError	类路径（classpath）或依赖缺失
OutOfMemoryError	内存不足或泄漏
UnsupportedClassVersionError	用新 JDK 编译、旧 JDK 运行

【有据可查】更详细的空指针消息见 JEP 358。

---

6. 构建工具

【社区共识】真实项目用 Maven（pom.xml）或 Gradle（build.gradle）管理依赖。依赖下载失败、版本冲突是 AI 生成项目最常见的"跑不起来"原因——把构建工具的完整输出交给 AI。

---

7. 本篇无法核实/需谨慎的点

• 不同 JDK 版本（8/11/17/21/25）语法特性差异较大，示例按较新 LTS 编写。
• 安卓开发使用的 Java API 与标准 JDK 并不完全一致。

小白练习：把本文流程逐项走通

练习目标：确认 JDK 可用，并区分源码、字节码与运行命令。

上文已介绍概念、配置和操作示例。下面侧重第一次实际操作时的顺序、检查点和结果核对；需要查具体参数时回到对应小节。命令逐条输入，看到上一条的结果后再继续。

1. 安装与操作系统匹配的 JDK，再分别运行 java --version 和 javac --version。只有 java 可用时继续检查 JDK 与 PATH。

   补充说明：java 负责运行，javac 负责编译。示例的 List.of 至少需要支持该 API 的 JDK；速查表中的较新语法还有各自版本要求。

2. 新建目录，把原文代码保存成 Hello.java；文件名和 public class Hello 大小写必须一致。

   补充说明：保存上文完整示例，采用 UTF-8。Windows 显示实际扩展名，确认不是 Hello.java.txt；类名与文件名的大小写必须一致。

3. 切换终端到该目录，单独运行 javac Hello.java。出现编译错误时先修正，再重新编译。

   补充说明：编译成功后查看文件夹，确认生成了 Hello.class。编译错误未修复时，不继续执行旧字节码。

4. 确认生成 Hello.class 后运行 java Hello；这里填写类名，不加 .class 后缀。

   补充说明：较新 JDK 的 java Hello.java 是另一种源码启动方式；初次练习先分开编译和运行，便于辨认输入对象。

5. 预期得到 Alice 和 Bob 两行问候。修改源码后先重新编译，再运行，避免继续执行旧字节码。

   补充说明：完整输出应为 Hello, Alice! 与 Hello, Bob!。main 是入口，List.of 创建名单，for 逐个取出名字，System.out.println 输出并换行。

6. 出现版本错误时核对编译与运行使用的 JDK；出现异常时沿自己的文件行和 Caused by 继续找原因。

   补充说明：速查表中的 ArrayList 等类型需要相应导入，片段变量需要定义。异常定位时保留自己的 at 行及各层 Caused by，不要只复制最后一个类名。