Java – технологии, характеристика, средства работы.

Java
— объектно-ориентированный язык
программирования, разработанный
компанией Sun Microsystems (в последующем
приобретённой компанией Oracle). Приложения
Java обычно компилируются в специальный
байт-код, поэтому они могут работать на
любой виртуальной Java-машине (JVM) вне
зависимости от компьютерной архитектуры.
Дата официального выпуска — 23 мая 1995
года.

Программы
на Java транслируются в байт-код, выполняемый
виртуальной машиной Java (JVM) — программой,
обрабатывающей байтовый код и передающей
инструкции оборудованию как интерпретатор.

Достоинство
подобного способа выполнения программ
— в полной независимости байт-кода от
операционной системы и оборудования,
что позволяет выполнять Java-приложения
на любом устройстве, для которого
существует соответствующая виртуальная
машина. Другой важной особенностью
технологии Java является гибкая система
безопасности благодаря тому, что
исполнение программы полностью
контролируется виртуальной машиной.
Любые операции, которые превышают
установленные полномочия программы
(например, попытка несанкционированного
доступа к данным или соединения с другим
компьютером) вызывают немедленное
прерывание.

Часто
к недостаткам концепции виртуальной
машины относят то, что исполнение
байт-кода виртуальной машиной может
снижать производительность программ
и алгоритмов, реализованных на языке
Java. В последнее время был внесен ряд
усовершенствований, которые несколько
увеличили скорость выполнения программ
на Java:

• применение
  технологии трансляции байт-кода в
  машинный код непосредственно во время
  работы программы (JIT-технология) с
  возможностью сохранения версий класса
  в машинном коде,

• широкое
  использование платформенно-ориентированного
  кода (native-код) в стандартных библиотеках,

• аппаратные
  средства, обеспечивающие ускоренную
  обработку байт-кода (например, технология
  Jazelle, поддерживаемая некоторыми
  процессорами фирмы ARM).

По
данным сайта shootout. alioth.debian.org, для семи
разных задач время выполнения на Java
составляет в среднем в полтора-два раза
больше, чем для C/C++, в некоторых случаях
Java быстрее, а в отдельных случаях в 7 раз
медленнее. С другой стороны, для
большинства из них потребление памяти
Java-машиной было в 10-30 раз больше, чем
программой на C/C++. Также примечательно
исследование, проведённое компанией
Google, согласно которому отмечается
существенно более низкая производительность
и бо́льшее потребление памяти в тестовых
примерах на Java в сравнении с аналогичными
программами на C++.

Идеи,
заложенные в концепцию и различные
реализации среды виртуальной машины
Java, вдохновили множество энтузиастов
на расширение перечня языков, которые
могли бы быть использованы для создания
программ, исполняемых на виртуальной
машине. Эти идеи нашли также выражение
в спецификации общеязыковой инфраструктуры
CLI, заложенной в основу платформы .NET
компанией Microsoft.

Средства разработки ПО:

• JDK — помимо
  набора библиотек для платформ Java SE и
  Java EE содержит компилятор командной
  строки javac и набор утилит, также работающих
  в режиме командной строки.

• NetBeans IDE —
  свободная интегрированная среда
  разработки для всех платформ Java — Java
  ME, Java SE и Java EE. Пропагандируется Sun
  Microsystems, разработчиком Java, как базовое
  средство для разработки ПО на языке
  Java и других языках (C, C++, PHP, Fortran и др.).

• Eclipse IDE —
  свободная интегрированная среда
  разработки для Java SE, Java EE и Java ME[38].
  Пропагандируется IBM, одним из важнейших
  разработчиков корпоративного ПО, как
  базовое средство для разработки ПО на
  языке Java и других языках (C, C++, Ruby, Fortran
  и др.)

• IntelliJ IDEA —
  среда разработки для платформ Java SE,
  Java EE и Java ME. Разработчик — компания
  JetBrains. Распространяется в двух версиях:
  свободной бесплатной (Community Edition) и
  коммерческой проприетарной (Ultimate
  Edition).

• JDeveloper —
  среда разработки для платформ Java SE,
  Java EE и Java ME. Разработчик — компания
  Oracle.

• BlueJ — Среда
  разработки программного обеспечения
  на языке Java, созданная в основном для
  использования в обучении, но также
  подходящая для разработки небольших
  программ.

Java | Введение

Последнее обновление: 22.11.2022

На сегодняшний момент язык Java является одним из самых распространенных и популярных языков программирования. Первая версия языка появилась
еще в 1996 году в недрах компании Sun Microsystems, впоследствии поглощенной компанией Oracle. Java задумывался как универсальный язык программирования, который можно применять для различного рода
задач. И к настоящему времени язык Java проделал большой путь, было издано множество различных версий. Текущей версией является Java 19, которая вышла
20 сентября 2022 года. А Java превратилась из просто универсального языка в целую платформу и экосистему, которая объединяет различные технологии,
используемые для целого ряда задач: от создания десктопных приложений до написания крупных веб-порталов и сервисов. Кроме того, язык Java активно применяется
для создания программного обеспечения для множества устройств: обычных ПК, планшетов, смартфонов и мобильных телефонов и даже бытовой техники.
Достаточно вспомнить популярность мобильной ОС Android, большинство программ для которой пишутся именно на Java.

Особенности Java

Ключевой особенностью языка Java является то, что его код сначала транслируется в специальный байт-код, независимый от платформы. А затем этот
байт-код выполняется виртуальной машиной JVM (Java Virtual Machine). В этом плане Java отличается от стандартных интерпретируемых языков как
PHP или Perl, код которых сразу же выполняется интерпретатором. В то же время Java не является и чисто компилируемым языком, как С или С++.

Подобная архитектура обеспечивает кроссплатформенность и аппаратную переносимость программ на Java, благодаря чему подобные программы без перекомпиляции могут выполняться на различных платформах —
Windows, Linux, Mac OS и т.д. Для каждой из платформ может быть своя реализация виртуальной машины JVM, но каждая из них может выполнять один и тот же код.

Java является языком с Си-подобным синтаксисом и близок в этом отношении к C/C++ и C#. Поэтому, если вы знакомы с одним из этих языков,
то овладеть Java будет легче.

Еще одной ключевой особенностью Java является то, что она поддерживает автоматическую сборку мусора. А это значит, что вам не надо освобождать
вручную память от ранее использовавшихся объектов, как в С++, так как сборщик мусора это сделает автоматически за вас.

Java является объектно-ориентированным языком. Он поддерживает полиморфизм, наследование,
статическую типизацию. Объектно-ориентированный подход позволяет решить задачи по построению крупных, но в тоже время гибких, масштабируемых и
расширяемых приложений.

Oracle JDK и OpenJDK

Для разработки на языке программирования Java нам потребуется специальный комплект инструментов, который называется JDK или Java
Development Kit. Однако стоит отметить, что существуют разные реализации JDK, хотя все они используют один и тот же язык — Java.
Две наиболее популярных реализации — Oracle JDK и OpenJDK. В чем их разница?

Oracle JDK всецело развивается компанией Oracle. OpenJDK же развивается как компанией Oracle, так и еще рядом компаний совместно.

Наибольшие различия с точки зрения лицензирования. Согласно лицензии Oracle JDK можно использовать бесплатно для персональных нужд,
а также для разработки, тестирования и демонстрации приложений. В остальных случаях (например, для получения поддержки) необходима коммерческая лицензия в виде подписки.
А OpenJDK полностью бесплатна.

В плане функционала, набора возможностей Oracle JDK и OpenJDK практически не должны отличаться. А вот вплане производительности отмечается,
что Oracle JDK работает несколько быстрее, чем OpenJDK. Кроме того, некоторые разработчики отмечают, что OpenJDK чуть более глючная, а
Oracle JDK более стабильная.

В данном руководстве мы будем использовать Oracle JDK, однако если вы используете OpenJDK, никаких проблем не должно возникнуть.

Установка Java

Итак, для разработки программ на Java нам потребуется специальный комплект для разработки JDK
(Java Development Kit). JDK включает ряд программ и утилит, которые позволяют компилировать, запускать программы на Java,
а также выполнять ряд других функций.

Загрузить и установить соответствующую версию JDK можно с с официального сайта Oracle:
https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/

На этой странице найдем и загрузим дистрибутив для нашей операционной системы (Windows, MacOS или Linux):

Для большинства ОС есть два варианта загрузки: в виде установщика, либо в виде архива, который не надо устанавливать.
Например, моя ОС — Windows, поэтому я выбираю пункт «x64 Installer» и загружаю файл, который представляет программу установки.

После загрузки запустим программу установки:

Нажмем на кнопку Next. На следующем экране необходимо указать, в какую папку будет производиться установка:

Оставим выбор папки по умолчанию и нажмем на Next для выполнения установки.

После завершения установки JDK мы увидим вот такое окно:

Итак, после установки JDK создадим первую программу на Java.

СодержаниеВперед

Каковы характеристики Java?

Table Of Contents

show

• Characteristics of Java
• Java is simple
• Object-Oriented
• Platform Independent
• Secure
• Robust
• Architectural Neutral
• Portable
• Performance
• Distributed
• Многопоточность
• Java является динамической
• Заключение
• Часто задаваемые вопросы
• Дополнительные ресурсы

С момента своего появления Java стала притчей во языцех. Его предшественник C++ (который также является объектно-ориентированным языком программирования) имел некоторые недостатки. Java стала подходящей заменой C++. Стойкость Java поразительна, учитывая тот факт, что новейшие технологии с огромной скоростью вытесняют старые; спустя более чем два десятилетия после своего создания Java по-прежнему остается самым популярным языком для разработки прикладного программного обеспечения. На данный момент Java является одним из наиболее широко используемых языков программирования. Он настолько мощный, что с ним можно делать практически все, от простых приложений до веб-серверов. Это делает язык программирования Java жизнеспособным вариантом для всех типов разработчиков, независимо от типа работы, которую они предпочитают выполнять.

В 1995 году компания Sun Microsystems выпустила Java, кроссплатформенный объектно-ориентированный язык программирования. Это объектно-ориентированный язык программирования, на котором работают современные приложения и веб-сайты. Он прост в использовании и устраняет многие сложности C++, такие как использование указателей и множественное наследование. Многие его правила и синтаксис аналогичны языкам программирования C и C++. Приложения Java обычно компилируются в байт-код, который может выполняться на любой виртуальной машине Java (JVM), независимо от архитектуры компьютера. Переносимость программного обеспечения на основе Java (что означает, что вы можете писать свой код в системе и запускать его где угодно) — одна из наиболее важных характеристик Java. Java также предоставляет динамические возможности во время выполнения, такие как модификация кода во время выполнения и сборка мусора. Java поставляется с различными функциями, которые делают его мощным языком. В этой статье мы обсудим эти Java подробно описывает .

Характеристики Java

Java проста

Не поймите меня неправильно! Java — это не легкая прогулка, но ее синтаксис прост и понятен. Многие из его синтаксисов происходят от языков программирования C и C++, поэтому, если вы знаете какой-либо из этих языков, Java будет для вас легким. Java избавилась от многих сложных и малоиспользуемых функций, таких как указатели, перегрузка операторов и т. д. Более того, автоматический сборщик мусора удаляет неиспользуемые и потребляющие память экземпляры объектов без необходимости делать это вручную.

Не знаете, что делать дальше?

Выполнив 3 простых шага, вы БЕСПЛАТНО найдёте свой персональный план развития карьеры в области разработки программного обеспечения

Развернуть в новой вкладке

Объектно-ориентированный

Java — это объектно-ориентированный язык программирования. Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это парадигма программирования, которая организует разработку программного обеспечения на основе данных, а не функций и логики. Объект — это поле данных со своим собственным набором свойств и поведения. Например, студенческий класс может иметь такие переменные, как имя, класс, регистрационный номер, имя отца, оценки и методы для хранения и извлечения этих значений.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) фокусируется на объектах, с которыми разработчики хотят работать, а не на логике, которая требуется для управления ими. Этот вид программирования идеально подходит для больших, сложных и часто обновляемых или поддерживаемых проектов. Это включает в себя программное обеспечение для производства и проектирования, а также мобильные приложения; например, ООП можно использовать для моделирования производственных систем. Основные понятия ООП:

• Объект
• Класс
• Наследование
• Полиморфизм
• Абстракция
• Инкапсуляция

Независимость от платформы

Java-код может выполняться на нескольких платформах, включая Windows, Linux, macOS и другие. Компилятор компилирует код Java и преобразует его в байтовый код. Поскольку он может работать в разных системах, этот байт-код не зависит от платформы, т. е. Write Once, Run Anywhere (WORA).

Безопасный

Java используется в сетевой и распределенной среде. Следующие особенности делают Java безопасным языком:

• Не использовать явные указатели
• Java-программа запускается внутри виртуальной песочницы (Java Virtual Machine или JVM).
• Загрузчик классов: среда выполнения Java (JRE) включает загрузчик классов, который используется для динамической загрузки классов Java в виртуальную машину Java. Это повышает безопасность, изолируя пакет для классов локальной файловой системы от пакетов, импортированных из сетевых источников.
• Верификатор байт-кода
• Менеджер безопасности: определяет ресурсы, к которым класс имеет доступ, например, чтение и запись на локальный диск.

Надежный

Термин «надежный» означает «сильный». Но в словаре программиста это значит надежный. Не существует языка программирования, который может гарантировать полную надежность. Поскольку компиляторы Java могут обнаружить множество недостатков, которые проявляются во время выполнения в других языках, Java придает большое значение ранней проверке ошибок. Некоторые типы подверженных ошибкам программных конструкций, характерные для других языков, были удалены из Java. Например, он не поддерживает указатели, что исключает риск перезаписи памяти и повреждения данных. Чтобы обеспечить программную поддержку отказоустойчивости, в Java предусмотрен механизм обработки исключений во время выполнения. Java заставляет программиста разрабатывать код обработки исключений. Java может обнаруживать необычные обстоятельства и реагировать на них, позволяя приложению продолжать работать в обычном режиме и изящно завершать работу при возникновении ошибки во время выполнения.

Архитектурно-нейтральный

Поскольку в Java нет аспектов, зависящих от реализации, таких как размер примитивных типов, он не зависит от архитектуры. В программировании на C тип данных int занимает два байта в 32-битной архитектуре и четыре байта в 64-битной архитектуре. Однако в Java он занимает 4 байта памяти как в 32-разрядной, так и в 64-разрядной архитектуре, что дает разработчику свободу для переполнения байтов или нарезки.

Переносимость

Программы Java переносимы, поскольку они не зависят от архитектуры. Их не нужно перекомпилировать для работы на любой платформе. Java-программы могут быть преобразованы в байтовый код, который легко переносится.

Производительность

Производительность и эффективность Java замечательны, поскольку байт-коды очень близки к машинному коду. Однако он все еще медленнее, чем компилируемые языки вроде C++. Основная причина заключается в том, что приложения Java, в отличие от программ C и C++, после компиляции запускаются на виртуальной машине Java (JVM), а не непосредственно на ЦП компьютера в виде собственного кода.

Производительность программы Java, скомпилированной с помощью байт-кода Java, определяется тем, насколько хорошо хост-виртуальная машина Java (JVM) справляется с заданными задачами и насколько хорошо JVM использует при этом компьютерное оборудование и операционную систему (ОС). Для большинства интерактивных приложений, где ЦП часто простаивает в ожидании ввода или данных из других источников, его скорости более чем достаточно.

Распределенный

Распределенные вычисления предполагают совместную работу нескольких компьютеров в сети. Java был создан с целью упростить распределенные вычисления. Поскольку сетевое взаимодействие является неотъемлемой частью Java, разработка сетевых программ так же проста, как отправка и получение данных в файл и из него. Java также имеет широкие возможности для разработки микросервисов (это архитектурный подход, при котором приложение структурировано как набор небольших сервисов) в распределенных системах.

Многопоточность

Многопоточность — это функция Java, облегчающая одновременное выполнение двух или более частей программы для максимальной эффективности ЦП. Поток является компонентом такой программы. Следовательно, потоки — это легковесные процессы внутри процессов. Например, во время веб-серфинга пользователь может прослушать аудиозапись. Сервер может обслуживать множество клиентов одновременно в сетевом программировании. Точно так же в программировании графического интерфейса одновременно происходит множество вещей. Эти одновременные процессы могут быть реализованы на Java посредством многопоточности.

Java является динамической

Из-за байт-кода Java считается динамической. Исходный код, написанный на одной платформе, можно запустить на любой другой платформе. Он загружает файл класса только во время выполнения. В результате все, что происходит во время выполнения, является динамическим. Java также допускает динамическую компиляцию и управление памятью (сборку мусора).

Заключение

Итак, вот список всех преимуществ Java. Java — самый мощный и широко используемый язык программирования, доступный в настоящее время, с широким спектром приложений. Java — это язык программирования, который можно использовать на мобильных телефонах, в крупных корпоративных системах и даже в небольших проектах. С его помощью можно создавать игры, мультимедийные приложения и браузеры. Хотя неясно, какое будущее ждет java или какая технология, наконец, станет доминировать в мире разработки приложений, одно можно сказать наверняка: java останется популярным языком программирования на долгие годы.

Часто задаваемые вопросы

В: Каковы преимущества Java?
A: Вот некоторые преимущества Java:

• Это просто.
• Объектно-ориентированный
• Независимый от платформы.
• Кроме того, он безопасен.
• Он поддерживает многопоточность.

В: Для чего нужно знать особенности программирования на Java?
A: Цель знания — применение. Если вы знаете, каковы характеристики Java, вы сможете использовать весь потенциал языка так, как он был разработан.

В: Каковы приложения Java?
A: Существует множество применений Java, некоторые из которых составляют:

• Мобильные приложения
• Веб-приложения
• Applications
• Gaming
• Распределенные системы
• Технологии больших данных
• Программное обеспечение

7 Дополнительные ресурсы

• Изучение Java
• Онлайн-компилятор Java
• Практика кодирования
• Java McQ
• Как стать разработчиком Java
• Java 8 Performs
• Top Java Applications
• Best Java IDE
• Java Books
• Java 9 Performs
• Java 110008
• Fulds of Java
• Javworks
• 9
• Java 110008
• .
• Заработная плата разработчика Java
• Навыки разработчика Java
• Проекты Java

Возможности Java — Javatpoint