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02-first-program.md

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第一个程序 - 从 javac 到现代工作流

先理解，再动手

源码先被编译为字节码，再由 JVM 执行。main 是程序入口，类名、文件名与包路径共同影响工具如何找到入口。

本节自测：修改输出后先只运行旧 class，再重新编译运行。

预期结果与参考思路（先尝试再展开）

能解释为何未重新编译可能看到旧输出；IDE 自动构建隐藏了这一步，不代表它不存在。

文档简介: 体验 Java 程序从经典 javac 编译，到单文件直跑、JShell 交互探索、Maven/Gradle 工程化的完整演进

目标读者: 有旧版 Java 经验，想快速掌握现代 Java 编译运行方式的学习者

前置知识: 已完成环境搭建，JDK 21+ 可用

文档信息（用途、难度与维护记录）

📚 文档元数据

属性 内容
模块 08-java-revisited
象限 教程
难度 ⭐
标签 #HelloWorld #javac #JShell #Maven #Gradle
更新日期 2026年9月

🎯 学习目标

完成本文档后，你将能够：

  • 用三种方式运行 Hello World：javac+java、单文件直跑、Java 25 紧凑源文件
  • 使用 JShell 交互式探索 Java 语法
  • 创建并运行第一个 Maven 与 Gradle 项目

🔄 旧回顾：Hello World 的三次进化

写法一：经典写法（Java 1.0 至今有效）

下面是本页的基线程序。它只使用 JDK 21 也支持的语法，因此可用来区分“经典编译运行闭环已通”与后文需要 JDK 25 的紧凑源文件。

// Hello.java
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Java!");
    }
}
javac Hello.java   # 生成 Hello.class
java Hello         # 运行

要点回顾：文件名必须与 public 类名一致；JVM 入口是 public static void main(String[] args)。本例的可观察结果固定为 Hello, Java!；修改源码后必须重新执行 javac Hello.java，否则 java Hello 仍会运行先前生成的 Hello.class。

写法二：单文件直接运行（Java 11+）

java Hello.java    # 不再需要先执行 javac

适合小脚本与练手场景；注意它不会在磁盘生成 .class 文件。

写法三：紧凑源文件与简化 main（Java 25+）

// Hello.java —— Java 25 紧凑源文件写法
void main() {
    IO.println("Hello, modern Java!");
}
java Hello.java    # 直接运行
  • 不再强制类声明，实例方法 main 即可作为入口
  • 新增 java.lang.IO 提供 IO.println / IO.readln 等简单控制台 IO
  • 旧经验对照：需要参数时仍可声明 void main(String[] args)

Java 21 环境下请使用写法一或写法二；写法三需要 JDK 25。

🐚 JShell：交互式学习利器（Java 9+）

先在终端执行：

jshell

进入 jshell> 提示符后，逐条输入以下 Java 代码（不要复制提示符）：

1 + 1
var list = new java.util.ArrayList<String>();
list.add("hello");
String greet(String name) { return "Hi, " + name; }
greet("Java");

依次可观察到加法结果 2、空列表、添加成功的 true、方法创建提示，以及 "Hi, Java"。最后在 JShell 内输入 /exit 退出。

常用命令：

命令 作用
/vars 查看已声明变量
/methods 查看已定义方法
/list 查看历史代码
/edit <片段> 打开编辑器修改片段
/exit 退出

旧对照：Java 9 之前想验证一段代码，必须建类、建 main、编译、运行；JShell 让"试一行代码"的成本降为零，特别适合学习新 API。

📦 Maven 项目初体验

mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=demo \
  -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-quickstart \
  -DarchetypeVersion=1.4 -DinteractiveMode=false
cd demo
mvn package
java -cp target/classes com.example.App

关注 pom.xml 中与版本相关的最小配置：

<properties>
    <!-- release 会同时控制 source/target，并使用正确的 API 集合 -->
    <maven.compiler.release>21</maven.compiler.release>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties>

常用命令：mvn compile / mvn test / mvn package / mvn clean。

旧对照：source/target 只管语法级别；release（Java 9+）还会检查 API 兼容性，避免"低版本运行却用了新 API"的隐性事故。

🐘 Gradle 项目初体验

gradle init --type java-application --dsl kotlin
./gradlew run

build.gradle.kts 关键片段：

plugins {
    id("java")
    application
}

java {
    toolchain {
        languageVersion = JavaLanguageVersion.of(21) // 指定编译与运行用的 JDK
    }
}

Toolchain 让"项目要什么 JDK"成为工程配置的一部分，机器上装有对应版本即可，不再依赖全局 JAVA_HOME。

🧭 如何选择运行方式

场景 推荐方式
验证语法/探索 API JShell
单文件小工具、算法题 java 文件名.java
正式工程 Maven 或 Gradle + Wrapper
教学/极简示例（JDK 25） 紧凑源文件 + void main()

🎯 练习与实践

练习一：三种方式跑 Hello World

  1. 分别用 javac+java、单文件直跑运行同一程序
  2. 若装有 JDK 25，改写为紧凑源文件 + IO.println

练习二：JShell 探索

  1. 在 JShell 中定义一个方法并调用
  2. 用 /vars 和 /methods 查看会话状态

练习三：工程化

  1. 分别创建 Maven 与 Gradle 项目，跑通 package / run
  2. 给两个项目都生成 Wrapper 并提交

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