Java 基础 01：平台、JDK、字节码与可维护的最小项目骨架

本篇目标：你能脱离 IDE「黑盒运行」，说清楚「编译期 vs 运行期」错误；用 Maven 或 Gradle 搭出带测试的最小工程；遇到 ClassNotFoundException / NoClassDefFoundError 知道往哪查。

1. 知识点：JVM / JRE / JDK#

学以致用：终端执行 javac -version 与 java -version，确认版本一致（避免「编译用 21、运行用 17」）。

2. 知识点：从 .java 到运行的链路#

1. 编译：javac -d out src/com/example/App.java → 生成 out/com/example/App.class。
2. 运行：java -cp out com.example.App（注意包名对应目录）。
3. 类加载：加载（读字节码）→链接（校验、准备、解析）→初始化（执行 static 块）。

学以致用：给 App 加一个 static 块打印日志，观察「首次主动使用类」时才初始化（对比只引用常量不一定初始化——了解即可）。

3. 知识点：CLASSPATH 与模块（JPMS）#

• classpath：告诉 JVM 去哪找 已编译 的类与 jar。
• 常见错误：少 jar → NoClassDefFoundError（链接阶段）；错类名/错包 → ClassNotFoundException。
• JPMS（Java 9+）：module-info.java 控制导出包；大型项目逐步模块化。初级先会用构建工具管理依赖，少手写超长 -cp。

对比表（排障用）

4. 动手：Maven 最小骨架（核心片段）#

在空目录：

mvn -B archetype:generate   -DgroupId=com.example   -DartifactId=demo   -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-quickstart   -DarchetypeVersion=1.5

重点看 pom.xml：

• groupId/artifactId/version：坐标，定位 jar。
• dependencies：junit-jupiter scope test。
• maven.compiler.release：锁语言级别（如 17）。

学以致用：把以下纯函数放进 src/main/java 并写测试（边界：负数、零、100% 边界）。

public final class DiscountCalculator {
  private DiscountCalculator() {}

  /** 返回折后价（分），四舍五入；费率 [0,1]。 */
  public static long applyPercent(long priceFen, double rate) {
    if (priceFen < 0) throw new IllegalArgumentException("price");
    if (rate < 0 || rate > 1) throw new IllegalArgumentException("rate");
    return Math.round(priceFen * (1 - rate));
  }
}

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class DiscountCalculatorTest {
  @Test
  void roundsHalfUp() {
    assertEquals(901L, DiscountCalculator.applyPercent(1000L, 0.099)); // 四舍五入
  }
}

5. 知识点：java.time（务必替换 Date/Calendar）#

学以致用：把「用户时区展示」与「数据库存 UTC」拆清；永远不要用手动 + 8 * 3600 * 1000。

import java.time.*;

Instant now = Instant.now();
ZonedDateTime shanghai = now.atZone(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
String label = DateTimeFormatter.ISO_OFFSET_DATE_TIME.format(shanghai);

6. 知识点：字符集（线上乱码首位嫌疑）#

读写文件必须显式 charset：

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.*;

String text = Files.readString(Path.of("note.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
Files.writeString(Path.of("out.txt"), text, StandardCharsets.UTF_8);

7. 自测清单（须能口述或演示）#

1. 用命令行完成「编译 + 运行」你的 App，并解释 -cp 指向哪里。
2. 故意删掉一个依赖，复现 NoClassDefFoundError，再用 dependency:tree 解释原因。
3. DiscountCalculator 三条测试：正常、非法费率、边界四舍五入。
4. 写出「为何要用 Instant 存库」的一句话答案。

下一篇：java-fundamentals-02-oop-collections-generics，把集合从「背 API」变成「按复杂度与语义选型」。