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1、Java软件设计基础 制作人：制作者PPT时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 Java Java软件设计基础软件设计基础第第3 3章章 Java Web Java Web开发开发第第4 4章章 Java Java数据库开发数据库开发第第5 5章章 Java Java安全编程安全编程第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 JavaJava语言特性语言特性JavaJava语言是一种高级编程语言。它是一种面向对象的编程语言。语言是一种高级编程语言。它是一种面向对象的编程语言。JavaJava语言具有历史悠久的发展历程，其语言特性包括多线程、语言具有历史悠久的发展历
2、程，其语言特性包括多线程、异常处理、集合框架等，这些特性使得异常处理、集合框架等，这些特性使得JavaJava语言在语言在MISMIS系统和网系统和网络编程等领域广泛应用。络编程等领域广泛应用。Java语言特性Java语言的数据类型包括基本数据类型和引用数据类型。数据类型Java语言的运算符包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等。运算符Java语言的表达式由常量、变量和运算符组成。表达式 Java开发工具Eclipse是一个著名的Java集成开发环境。EclipseIntelliJ IDEA是一个Java集成开发环境，功能强大，使用方便。IntelliJ IDEAJDK是Java开发工具包的
3、缩写，它包括Java编译器、Java虚拟机等工具。JDK JRE是Java运行环境的缩写，是运行Java程序所必须的。JRE0103Gradle是一个Java项目管理工具，功能强大。Gradle02Maven是一个Java项目管理工具，使用方便。MavenJava程序设计范式面向对象编程思想是Java语言的核心思想，Java程序设计的基础。面向对象编程思想设计模式是为了解决特定的问题而设计的模板。设计模式的应用函数式编程是一种编程范式，它将计算应用于函数的计算中。函数式编程的概念和应用 面向对象编程面向对象编程面向对象编程强调对象的抽象面向对象编程强调对象的抽象和组合和组合面向对象编程是基于对
4、象的编面向对象编程是基于对象的编程范式程范式面向对象编程依赖于共享状态面向对象编程依赖于共享状态比较比较函数式编程更加抽象，更加精函数式编程更加抽象，更加精简简面向对象编程更加实际，更加面向对象编程更加实际，更加直观直观 函数式编程和面向对象编程的对比函数式编程函数式编程函数式编程强调函数的抽象和函数式编程强调函数的抽象和组合组合函数式编程是基于数学理论的函数式编程是基于数学理论的编程范式编程范式函数式编程不依赖于共享状态函数式编程不依赖于共享状态总结本章介绍了Java软件设计的基础知识，包括Java语言特性、Java开发工具、Java程序设计范式等。了解这些知识对于Java程序员来说是非常重
5、要的。0202第2章 Java软件设计基础 JavaJava语言特性语言特性再探再探JavaJava作为一种面向对象的高级编程语言，在软件设计领域中拥作为一种面向对象的高级编程语言，在软件设计领域中拥有重要的地位。其中，有重要的地位。其中，JavaJava的异常处理机制、泛型机制和集合的异常处理机制、泛型机制和集合框架都是其独特的语言特性，为框架都是其独特的语言特性，为JavaJava的高效编程提供了重要的的高效编程提供了重要的保障。保障。Java的异常处理机制Java异常的概念和特点异常的概念Java异常处理的方式和原则异常处理Java中的异常分类和使用场景异常分类 Java的泛型机制Jav
6、a泛型的概念和特点泛型的概念Java中的泛型方法和使用场景泛型方法Java中的泛型类和使用场景泛型类 Java的集合框架Java集合的概念和特点集合的概念Java中的List集合和使用场景List集合Java中的Set集合和使用场景Set集合 JavaJava面向对象面向对象编程编程面向对象编程是面向对象编程是JavaJava编程的核心思想，包括类和对象的概念、编程的核心思想，包括类和对象的概念、继承、封装和多态的应用、接口和抽象类的使用等。掌握面向对继承、封装和多态的应用、接口和抽象类的使用等。掌握面向对象编程的基本原理，是象编程的基本原理，是JavaJava软件设计的基础要求。软件设计的基
7、础要求。类和对象的概念Java中类的定义和使用类的定义Java中对象的创建和使用对象的创建Java中的构造方法和使用场景构造方法 继承、封装和多态的应用Java中继承的概念和使用场景继承的概念Java中封装的概念和使用场景封装的概念Java中多态的概念和使用场景多态的概念 接口和抽象类的使用Java中接口的概念和使用场景接口的概念Java中抽象类的概念和使用场景抽象类的概念Java中接口和抽象类的区别和应用接口和抽象类的区别 JavaJava常用常用APIAPI介绍介绍JavaJava包含了许多强大的包含了许多强大的APIAPI，包括核心，包括核心APIAPI、IOIO和和NIONIO、网络编
8、、网络编程等。这些程等。这些APIAPI不仅提供了高效的编程方式，也为软件开发人员不仅提供了高效的编程方式，也为软件开发人员提供了更多的可能性。提供了更多的可能性。Java核心API的介绍Java中String类的方法和应用String类的使用Java中Math类的方法和应用Math类的使用Java中Date类的方法和应用Date类的使用 Java IO和NIO的使用Java中IO的概念和使用场景IO的概念Java中字节流和字符流的区别和使用字节流与字符流Java中NIO的概念和使用场景NIO的概念 Java网络编程的基础Java中网络编程的概念和应用网络编程的概念Java中Socket的使用
9、和应用场景Socket的使用Java中HTTP协议的使用和应用场景HTTP协议的使用 JavaJava并发编程并发编程JavaJava并发编程是并发编程是JavaJava软件设计中的重要方面，它包括线程的概软件设计中的重要方面，它包括线程的概念和使用、念和使用、JavaJava并发编程基础和高级应用三个部分。掌握这些并发编程基础和高级应用三个部分。掌握这些知识，有助于提高软件的性能和可维护性。知识，有助于提高软件的性能和可维护性。线程的概念和使用Java中线程的概念和应用线程的基本概念Java中线程的状态和用法线程的状态Java中线程同步的方法和应用线程同步 Java并发编程基础Java中并发
10、编程的概念和应用并发编程的概念Java中Atomic包的使用和应用场景Atomic包的使用Java中Concurrent包的使用和应用场景Concurrent包的使用 Java并发编程高级应用Java中线程池的使用和应用场景线程池的使用Java中锁的使用和应用场景Java锁的使用Java中并发集合的使用和应用场景Java并发集合的使用 0303第3章 Java Web开发 Java WebJava Web开发开发概述概述Java WebJava Web开发是指使用开发是指使用JavaJava技术来开发技术来开发WebWeb应用程序。应用程序。Java Java WebWeb应用程序是在应用程序
11、是在WebWeb服务器上运行的应用程序，与本地桌面应服务器上运行的应用程序，与本地桌面应用程序不同。用程序不同。Java WebJava Web开发的基础知识包括开发的基础知识包括ServletServlet和和JSPJSP的使的使用。用。Java Web开发的基础知识Servlet是Java Servlet技术的简称，它是运行在Web服务器上的Java程序，用于处理客户端请求和生成动态网页响应。Servlet的使用JSP是Java Server Pages的缩写，它是一种基于Java的Web页面开发技术，允许开发人员使用标记和Java代码来创建动态Web页面。JSP的使用 Java Web开
12、发框架Spring是一种轻量级Java框架，它提供了开发企业级Java应用程序所需的所有功能。Spring框架是Java Web应用程序开发的重要工具。Spring框架的介绍Spring MVC是Spring框架的一部分，它是一种基于模型-视图-控制器（MVC）模式的Web框架，用于开发Web应用程序。Spring MVC的使用Spring Boot是Spring框架的一部分，它是一种快速开发Web应用程序的工具，可帮助开发人员减少开发时间和工作量。Spring Boot的使用 Java Web开发应用实践Servlet和JSP是Java Web开发的基础知识，用于开发动态Web应用程序。基于
13、Servlet和JSP的Web应用开发Spring MVC是一种基于MVC模式的Web框架，用于开发高效、可扩展的Java Web应用程序。基于Spring MVC的Web应用开发Spring Boot是一种快速开发Web应用程序的工具，用于开发高效、可扩展的Java Web应用程序。基于Spring Boot的Web应用开发 RESTful API是一种基于Web标准的软件架构风格，用于构建可扩展的Web服务。RESTful API的设计和实现0103Spring Cloud是一种基于Spring框架的微服务架构，用于构建多个独立的、可扩展的微服务应用程序。Spring Cloud微服务架构
14、02WebSocket是一种基于TCP的协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间进行双向通信。WebSocket的应用总结Java Web开发是一项基于Java技术的Web应用程序开发工作，包括Servlet、JSP、Spring框架、Spring MVC、Spring Boot、RESTful API、WebSocket和Spring Cloud等技术。掌握这些知识，能够帮助开发人员构建高效、可扩展的Java Web应用程序。0404第4章 Java数据库开发 关系型数据库关系型数据库是应用最为广泛的一类数据库，其数据以二维表格的形式存储。MySQL、Oracle等是常见的关系型数据库。S
15、QL语言是关系型数据库中最为基础的语言，包含增删改查等操作，是Java数据库开发的重要知识点。关系型数据库介绍开源、免费、易用MySQL商业软件、功能强大、性能稳定OracleMicrosoft家族、集成度高SQL Server 非关系型数据库NoSQL数据库是相对于关系型数据库而言的，不再采用二维表格存储数据。MongoDB、Redis等是常见的NoSQL数据库。NoSQL数据库具有高可伸缩性、高性能、灵活性强等优点，但使用时需要注意一些细节。面向文档、高性能、可扩展MongoDB0103分布式、高可用、支持多数据中心Cassandra02键值对、高速读写RedisJava数据库编程基础Ja
16、va中使用JDBC进行数据库编程是基础中的基础，MyBatis和Hibernate则是常用的ORM框架。JDBC是一种底层的数据库访问方式，通过API提供了与所有关系型数据库交互的方法。MyBatis是一种半自动化的ORM框架，通过映射文件进行增删改查操作。Hibernate是一种全自动化的ORM框架，可以将Java对象和关系型数据库表进行映射，操作简单便捷。ORM框架介绍底层、原始JDBC半自动化、灵活性高MyBatis全自动化、操作简单Hibernate Java数据库编程高级应用Java数据库编程也有一些高级应用，例如分布式事务和XA机制的实现、数据访问层的设计与实现、数据库连接池的使用
17、等。这些知识点需要有一定的Java基础和数据库基础。数据访问层设计数据访问层设计数据访问层主要是为了将数据访问层主要是为了将JavaJava程序与数据库隔离开来，实现程序与数据库隔离开来，实现封装与解耦封装与解耦常用的设计模式有常用的设计模式有DAODAO模式、模式、Spring JDBCSpring JDBC等等数据库连接池数据库连接池数据库连接池可以提高连接数数据库连接池可以提高连接数据库的效率据库的效率常用的数据库连接池有常用的数据库连接池有C3P0C3P0、DBCPDBCP等等其他其他缓存的使用缓存的使用数据库优化数据库优化数据库备份和恢复数据库备份和恢复Java数据库编程高级应用分分
18、布布式式事事务务和和XAXA机机制制分布式事务需要保证多个数据分布式事务需要保证多个数据库之间的事务一致性库之间的事务一致性XAXA机制是分布式事务的一种解机制是分布式事务的一种解决方案决方案JDBCJDBC的使用的使用JDBCJDBC是是JavaJava中连接数据库最基础的方式，使用中连接数据库最基础的方式，使用JDBCJDBC需要掌握需要掌握DriverManagerDriverManager、ConnectionConnection、StatementStatement、ResultSetResultSet等类等类的使用。其中的使用。其中DriverManagerDriverManage
19、r类是类是JDBCJDBC的重要入口，用于获取的重要入口，用于获取一个数据库连接。一个数据库连接。JDBC常用API介绍获取连接对象DriverManager连接对象，用于实现数据交互Connection语句对象，用于执行SQL语句Statement结果集对象，封装了查询结果ResultSet小结Java数据库编程是Java开发的重要组成部分，需要掌握关系型数据库和NoSQL数据库的基本概念和使用方法，熟悉JDBC、MyBatis、Hibernate等框架，还需要了解一些高级应用，如分布式事务、数据访问层设计、数据库连接池等。0505第5章 Java安全编程 Java安全编程基础保障软件安全的
20、方法和原则安全编程的基本概念对信息进行保密处理的方法加密算法的应用解决常见安全问题的技术方案防止SQL注入、跨站脚本等安全问题的处理 Java安全编程高级应用授权框架的工作原理和应用场景OAuth2的原理和应用基于Spring框架的安全解决方案Spring Security的介绍和使用安全架构设计的原则和方法企业级安全架构的设计与实现 安全编程基本概安全编程基本概念念安全编程是保障软件安全的重要手段之一，它包括数据安全、用安全编程是保障软件安全的重要手段之一，它包括数据安全、用户安全、系统安全等方面。在软件开发的过程中，需要遵循安全户安全、系统安全等方面。在软件开发的过程中，需要遵循安全编程的
21、一些基本原则，比如保护用户信息、使用安全的算法和协编程的一些基本原则，比如保护用户信息、使用安全的算法和协议、实现完整性检查、及时修补漏洞等。议、实现完整性检查、及时修补漏洞等。保障软件安全的方法和原则加密和解密使用同一个密钥对称加密算法0103将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值哈希算法02加密和解密使用不同密钥非对称加密算法解决方案解决方案使用预处理语句和参数化查询使用预处理语句和参数化查询对用户的输入进行过滤和验证对用户的输入进行过滤和验证使用令牌和验证码等机制使用令牌和验证码等机制进行流量过滤和限制进行流量过滤和限制注意事项注意事项及时修补漏洞及时修补漏洞使用合适的加密方式使用合适的
22、加密方式不保存用户敏感信息不保存用户敏感信息避免使用弱密码和明文传输避免使用弱密码和明文传输示例示例Spring SecuritySpring Security的安全配置的安全配置OAuth2OAuth2的授权流程的授权流程常见安全问题和解决方案安全问题安全问题SQLSQL注入注入跨站脚本攻击跨站脚本攻击CSRFCSRF攻击攻击DDoSDDoS攻击攻击OAuth2的原理和应用OAuth2是一种授权框架，用于授权第三方应用访问用户资源。它通过认证服务器、授权服务器和资源服务器构成一个安全的身份验证和授权机制。OAuth2的主要流程包括：用户向客户端授权、客户端获取access token、客户端
23、使用access token访问资源服务器等。OAuth2的优点是安全性高、适用性强、易于扩展，已经成为Web应用授权的标准。Spring Security的优势和使用方便的集成和配置，支持多种身份验证方式优势导入Spring Security依赖，配置安全认证信息，实现认证和授权逻辑使用选择合适的身份验证方式，使用过滤器和拦截器保障安全注意事项 企业级安全架构企业级安全架构的设计和实现的设计和实现企业级安全架构设计需要遵循安全架构设计的一些原则和方法，企业级安全架构设计需要遵循安全架构设计的一些原则和方法，比如考虑整个系统的安全，将安全机制嵌入到各个层级，使用安比如考虑整个系统的安全，将安全
24、机制嵌入到各个层级，使用安全管理平台进行风险评估和漏洞管理。要实现企业级安全架构，全管理平台进行风险评估和漏洞管理。要实现企业级安全架构，需要从多个方面入手，比如身份认证、权限管理、访问控制等，需要从多个方面入手，比如身份认证、权限管理、访问控制等，构建多层次的安全架构。构建多层次的安全架构。安全架构设计的原则和方法 0606第6章 总结 课程回顾类与对象，继承与多态面向对象程序设计异常类型，异常处理机制异常处理集合类型，集合操作Java集合框架线程基本操作，线程同步多线程编程Java软件设计的未来数据处理、存储与分析大数据时代的Java技术云计算与大规模Java应用云计算与Java技术机器学
25、习、数据挖掘Java在人工智能领域的应用软件安全和质量保障Java技术的安全性与可靠性感谢所有为感谢所有为JavaJava技术做出技术做出贡献的人们贡献的人们JavaJava技术能够在当今软件开发领域如此广泛地应用，离不开那技术能够在当今软件开发领域如此广泛地应用，离不开那些为它的发展做出贡献的人们。些为它的发展做出贡献的人们。JavaJava之父詹姆斯之父詹姆斯 高斯林、高斯林、SunSun公司和公司和OracleOracle公司、公司、JavaJava社区的成员和开源社区的开发者、以社区的成员和开源社区的开发者、以及众多使用及众多使用JavaJava技术的企业和个人，都为技术的企业和个人，
26、都为JavaJava技术的发展做出技术的发展做出了巨大的贡献。在此，我们向所有为了巨大的贡献。在此，我们向所有为JavaJava技术做出贡献的人们技术做出贡献的人们致以崇高的敬意和诚挚的感谢。致以崇高的敬意和诚挚的感谢。Java技术对于大数据的处理速度、可靠性、可扩展性等都有很好的支持，未来的大数据应用领域将继续使用Java技术。大数据处理0103Java技术在人工智能领域的应用也在不断扩展，未来Java技术将在机器学习、自然语言处理等方面得到更广泛的应用。人工智能02Java技术对于物联网应用具有很好的支持，未来的智能家居、智能城市等领域将继续使用Java技术。IoT应用经验总结和收获本课程
27、中，我们学习了Java程序设计的基础知识和应用技巧，通过实战编程练习，更好地理解了Java程序设计的方法和思路。在学习过程中，我们体验了团队协作的重要性，掌握了自学能力和问题解决能力，并获得了丰富的实践经验。相信在今后的工作和学习中，我们将能够发挥所学的Java程序设计知识的优势，取得更加优异的成绩。产业拓展产业拓展了解各个行业的业务领域和需了解各个行业的业务领域和需求求掌握多种相关技能，如前端开掌握多种相关技能，如前端开发、数据库管理等发、数据库管理等积极参与行业联盟和项目实践，积极参与行业联盟和项目实践，拓展专业网络和影响力拓展专业网络和影响力人才培养人才培养拥有良好的团队协作精神和领拥有良好的团队协作精神和领导力导力注重新人培养和技术传承注重新人培养和技术传承提高自身社会责任感和公共形提高自身社会责任感和公共形象象创新创业创新创业积极参与创新创业项目和比赛积极参与创新创业项目和比赛关注行业趋势和新技术，进行关注行业趋势和新技术，进行前瞻性研究前瞻性研究寻找行业痛点和机遇，提出创寻找行业痛点和机遇，提出创新性解决方案新性解决方案Java程序员的发展方向技术深度技术深度掌握掌握JavaJava程序设计的核心技术程序设计的核心技术和高级特性和高级特性扎实的数据结构和算法基础扎实的数据结构和算法基础熟悉各种熟悉各种JavaJava框架和开发工具框架和开发工具 谢谢观看！下次再见