Введення в Java

Що таке Java?

Java — це універсальна, об'єктно-орієнтована мова програмування, що базується на класах, розроблена для мінімальних залежностей від реалізації. Вона також є обчислювальною платформою для розробки додатків. Java є швидким, безпечним та надійним, саме тому він працює на програмному забезпеченні ноутбуків, центрів обробки даних, ігрових консолей, наукових суперкомп'ютерів, мобільних телефонів та вбудованих пристроїв. Як багатоплатформна, мережецентрична мова, Java залишається однією з найпоширеніших мов програмування в галузі та є перевагою більшості організацій для створення критично важливих проектів.

Що таке Java Платформа?

Команда Java платформа це набір програм, що допомагає розробникам створювати та запускати Java ефективно використовувати програми. Він об'єднує механізм виконання, компілятор і набір бібліотек, а також специфікації, що визначають їхню взаємодію. Джеймс Гослінг розробив Java платформа в Sun Microsystems, і Oracle Корпорація придбала її в результаті придбання Sun у 2009 році.

Це відео представляє Java платформа і пояснює чому Java є одночасно платформою та мовою програмування:

Натисніть тут якщо відео недоступне.

Що таке Java Використовуваний для?

Ось деякі з найважливіших застосувань у реальному світі Java:

• Розвитокping Android додатки
• Розробка корпоративного програмного забезпечення для великих організацій.
• Підтримка широкого спектру мобільних пристроїв Java додатків.
• Запуск наукових обчислювальних програм.
• Керування конвеєрами аналізу великих даних.
• Програмування вбудованих апаратних пристроїв.
• Серверні технології, такі як Apache, JBoss, GlassFish та Tomcat.

Історія Росії Java Мова програмування

Ось важливі пам'ятки з історії Java мова:

• Команда Java мову спочатку називали OAK.
• Спочатку він був розроблений для роботи з портативними пристроями та телеприставками, тоді як OAK зазнав комерційного провалу.
• У 1995 році Sun перейменувала мову на «Java«і переорієнтували його, щоб скористатися перевагами швидкозростаючої Всесвітньої мережі».
• Ще у 2009 році Oracle Корпорація придбала Sun Microsystems і стала власником трьох ключових програмних активів Sun: Java, MySQL та Solaris.

Java версії

Ось коротка історія Java версії та дати їх випуску, оновлені до останнього випуску з довгостроковою підтримкою:

Java версія	Дата випуску
JDK Альфа і Бета	1995
JDK 1.0	23rd січень 1996
JDK 1.1	19 лютого 1997
J2SE 1.2	8 грудень 1998
J2SE 1.3	8th травня 2000
J2SE 1.4	6 лютого 2002
J2SE 5.0	30 вересень 2004
Java SE 6	11 грудень 2006
Java SE 7	28th липень 2011
Java SE 8 (LTS)	18 березня 2014
Java SE 9	21st вересня 2017
Java SE 10	20 березня 2018
Java SE 11 (LTS)	25 вересень 2018
Java SE 12	19 березня 2019
Java SE 13	17 вересень 2019
Java SE 14	17 березня 2020
Java SE 15	15 вересень 2020
Java SE 16	16 березня 2021
Java SE 17 (LTS)	14 вересень 2021
Java SE 18	22 березня 2022 р
Java SE 19	20 вересень 2022
Java SE 20	21st березня 2023
Java SE 21 (LTS)	19 вересень 2023
Java SE 22	19 березня 2024
Java SE 23	17 вересень 2024
Java SE 24	18 березня 2025
Java SE 25 (LTS)	16 вересень 2025

Java Функції

Ось деякі з найважливіших Java особливості, які зберігають його актуальність протягом майже трьох десятиліть:

• Це одна з найлегших для вивчення об'єктно-орієнтованих мов програмування.
• «Напиши один раз, запускай будь-де» — код, скомпільований на одній машині, працює майже на будь-якій обчислювальній платформі.
• Java є платформонезалежним завдяки своїй моделі виконання байт-коду.
• Він розроблений з нуля для об'єктно-орієнтованих застосувань.
• Це багатопоточна мова програмування з автоматичним керуванням пам'яттю (збиранням сміття).
• Він був створений для розподіленого середовища Інтернету.
• Це сприяє розподіленим обчисленням завдяки своїй мережецентричній конструкції.

Компоненти Java Мова програмування

A Java Програміст пише код мовою, зрозумілою для людини, яка називається вихідніПроцесор ніколи не розуміє вихідний код безпосередньо — процесори виконують лише машинний код, і цей машинний код відрізняється в різних сімействах процесорів. Щоб подолати цю розбіжність, Java Платформа перетворює вихідний код у портативну проміжну форму. Все це відбувається всередині трьох основних компонентів: JDK, JVM та JRE.

Java Комплект розробки (JDK)

JDK — це середовище розробки програмного забезпечення, яке використовується для створення аплетів та Java програми. Повна форма JDK є Java Набір для розробки. Java розробники можуть використовувати його на Windows, macOS, Solarisта Linux. JDK допомагає їм кодувати та запускати Java програми. На одному комп’ютері можна інсталювати більше однієї версії JDK.

Чому варто використовувати JDK?

• JDK містить інструменти, необхідні для написання Java програми та JRE для їх виконання.
• Він містить компілятор (javac) Java засіб запуску програм, AppletViewer та подібні утиліти.
• Компілятор перетворює код, написаний на Java у байт-код.
• Команда Java засіб запуску програм відкриває JRE, завантажує необхідний клас і виконує його головний метод.

Java Віртуальна машина (JVM)

Команда Java Віртуальна машина (JVM) це двигун, який забезпечує середовище виконання для керування Java код або програми. Він перетворює Java байт-код у машинну мову. JVM є частиною Java Середовище виконання (JRE). В інших мовах програмування компілятор створює машинний код для певної системи. Однак Java компілятор створює код для віртуальної машини, відомої як Java Віртуальна машина.

Чому JVM?

• JVM забезпечує незалежний від платформи спосіб виконання Java вихідний код.
• Він має численні бібліотеки, інструменти та фреймворки, доступні відразу після встановлення.
• Після того, як ви скомпілюєте Java програму, ви можете запускати її на будь-якій платформі, що значно економить час.
• JVM постачається з JIT-компілятором (Just-In-Time), який перетворює байт-код на низькорівневу машинну мову під час виконання, що часто робить його швидшим, ніж інтерпретований додаток.

Java Середовище виконання (JRE)

JRE — це програмне забезпечення, призначене для запуску іншого програмного забезпечення. Воно містить бібліотеки класів, клас завантажувача та JVM. Простіше кажучи, якщо ви хочете лише запустити Java програму (а не розробляти її), вам потрібна JRE, а не повний JDK.

Чому варто використовувати JRE?

• JRE містить бібліотеки класів, JVM та інші допоміжні файли. Вона не включає інструменти розробника, такі як налагоджувач або компілятор.
• Він використовує важливі класи пакетів, включаючи math, swing, util, lang, awt, та бібліотеки середовища виконання.
• Якщо треба бігти Java аплети або програми, JRE має бути встановлено на вашій системі.

Різні типи Java Платформи

Існує чотири різні Java платформи мов програмування, кожна з яких налаштована на різну ціль розгортання:

1. Java Платформа, стандартна версія (Java SE): Java API SE пропонує Java Основна функціональність мови програмування. Вона визначає все: від базових типів та об'єктів до високорівневих класів, що використовуються для мереж, безпеки, доступу до баз даних, розробки графічного інтерфейсу користувача (GUI) та розбору XML.

2. Java Платформа, Enterprise Edition (Jakarta EE, раніше Java EE): Платформа Jakarta EE пропонує API та середовище виконання для розробкиping та запуск високомасштабованих, великомасштабних, багаторівневих, надійних та безпечних мережевих додатків. Oracle переніс платформу до Eclipse Foundation у 2017 році, яка перейменувала її на Jakarta EE.

3. Java Платформа, Micro Edition (Java Я): Команда Java Платформа ME пропонує API та віртуальну машину з малим розміром для запуску Java програми на невеликих пристроях, таких як функціональні телефони та вбудовані контролери.

4. JavaFX: JavaFX – це платформа для розробкиping багаті інтернет-додатки, що використовують легкий API інтерфейсу користувача. Він використовує апаратно-прискорені графічні та медіа-двигуни, які допомагають Java скористатися перевагами високопродуктивних клієнтів, сучасного зовнішнього вигляду та високорівневих API для підключення до мережевих джерел даних.

Щоб зрозуміти Java мови програмування, нам потрібно переглянути деякі основні концепції того, як комп'ютерна програма виконує команди та дії.

Що таке ПК?

Комп'ютер — це електронний пристрій, здатний виконувати обчислення. Він складається з монітора, клавіатури, миші та пам'яті для зберігання інформації. Однак найважливішим компонентом є ПРОЦЕСОР. Процесор виконує всю мозкову діяльність комп'ютера, але як він насправді це робить? Як він розуміє текст, зображення та відео?

Що таке Assembly Мова?

Комп'ютер — це електронний пристрій, тому він розпізнає лише електронні сигнали — двійкові сигнали. Електронний сигнал 5 вольт може представляти двійкове число 1, тоді як 0 вольт може представляти двійкове число 0. Ваш ПК постійно бомбардується цими сигналами.

Вісім бітів цих сигналів групуються разом для інтерпретації тексту, чисел та символів.

Наприклад, символ # ідентифікується комп'ютером як 10101010. Аналогічно, шаблон для функції «додавання» представлений як 10000011.

Це відомо як 8-бітні обчислення. Сучасні процесори здатні декодувати 64-бітні інструкції одночасно. Тож яке відношення має ця концепція до... JavaДавайте розглянемо приклад.

Припустимо, ви хочете доручити комп'ютеру додати два числа (1 + 2), представлені у вигляді двійкових чисел (10000011). Як ви повідомляєте це своєму комп'ютеру? Ви використовуєте мову асемблера для виконання свого коду.

"Assembly Мова є найелементарнішою формою мов розробки програмного забезпечення».

Ви виконуєте команди в такому форматі. Код для додавання двох чисел на мові асемблера виглядатиме так:

• Збережіть номер 1 у комірці пам'яті A.
• Збережіть номер 2 у комірці пам'яті B.
• Додайте вміст локацій A та B.
• Збережіть результат.

У 1950-х роках, коли комп'ютери були величезними та енергоємними, код асемблера перетворювався у відповідний машинний код (1 та 0) за допомогою map.ping аркуші. Потім код пробивали на картки машини та передавав до комп'ютера. Комп'ютер зчитував ці коди та виконував програму. Це був тривалий процес — доки не прибув АСЕМБЛЕР, щоб автоматизувати перетворення.

Що таке асемблер і компілятор?

З розвитком технологій були винайдені пристрої вводу/виводу. Ви могли вводити свою програму безпосередньо в ПК за допомогою ASSEMBLER, який перетворює її на відповідний машинний код (110001…) і подає його на процесор. Повертаючись до нашого прикладу 1 + 2, асемблер перетворює код асемблера на машинний код як вихідний.

Окрім асемблерного виконання, для відображення результату також необхідно викликати функції, що надаються операційною системою.

Одного лише асемблера недостатньо; йому також потрібен КОМПІЛЯТОР для стиснення довгого вихідного коду в менші, оптимізовані фрагменти. У мовах розробки програмного забезпечення вищого рівня весь фрагмент асемблера, наведений вище, стискається до одного рядка, такого як printf(“%d”, 1+2)Компілятор перетворює ваш Мова С код у код асемблера; потім асемблер перетворює його на машинний код transmitпов'язано з процесором. Найпоширенішим процесором, що використовується в ПК, є процесор Intel.

Сучасні компілятори часто включають асемблер, щоб вони могли конвертувати код мови вищого рівня безпосередньо в машинний код.

Тепер, припустимо Windows працює на процесорі Intel — поєднання операційної системи та процесора називається ПЛАТФОРМОЮ. Найпоширенішою платформою є Windows на Intel, також відомій як платформа Wintel. Інші популярні платформи включають AMD, Linux, PowerPC та macOS.

Зі зміною процесора змінюються також інструкції асемблерного процесу. Наприклад:

• Інструкція «додавання» на Intel може називатися ADDITION на AMD.
• Або «Математичне додавання» на PowerPC.

А зі зміною операційної системи також змінюється рівень і характер викликів на рівні ОС.

Як розробник, ви хочете, щоб ваше програмне забезпечення працювало на кожній платформі для максимального охоплення. Це означає, що вам доведеться купувати окремі компілятори, які конвертують ваші printf команду в власний машинний код для кожної цілі.

Компілятори дорогі, і завжди існує ризик проблем сумісності між операційними системами. Купівля та встановлення окремого компілятора для кожної комбінації ОС-процесор недоцільна. Тож яка альтернатива? Введіть... Java мова.

Як це робить Java Робота віртуальної машини?

Використовуючи Java Віртуальна машина, цю проблему можна вирішити. Але як це працює на різних процесорах та операційних системах? Давайте розглянемо це крок за кроком.

Крок 1) Код для відображення додавання двох чисел — System.out.println(1+2) — зберігається як .java файлу.

Крок 2) Використання Java компілятор (javac), код перетворюється на проміжний код, який називається байт-кодВихід — це .клас файлу.

Крок 3) Цей байт-код не розуміє жодна фізична платформа, лише віртуальна платформа під назвою Java Віртуальна машина.

Крок 4) JVM знаходиться в оперативній пам'яті вашої операційної системи. Коли JVM отримує цей байт-код, вона ідентифікує платформу, на якій працює, і на льоту перетворює байт-код на власний машинний код.

Під час роботи на ПК або перегляду веб-сторінок, щоразу, коли ви бачите Javaпов'язані з значками, ви можете бути впевнені, що JVM завантажено у вашу оперативну пам'ять. Що робить Java attracПеревага полягає в тому, що скомпільований код може працювати не лише на будь-якій платформі ПК, але й на мобільних телефонах та інших електронних гаджетах, що підтримують Java.

"Java є мовою програмування, а також платформою».

Як Java Незалежний від платформи?

На відміну від компілятора мови C, Java компілятор не створює власний виконуваний код для конкретної машини. Натомість Java створює унікальний проміжний формат, який називається байт-кодБайт-код виконується відповідно до правил, викладених у специфікації JVM, тому Java є незалежною від платформи мовою.

Байт-код зрозумілий будь-якій JVM, встановленої на будь-якій операційній системі. Коротше кажучи, Java вихідний код може працювати на будь-якій сучасній операційній системі без перекомпіляції, що є основою Javaобіцянка «напиши один раз, запускай будь-де».

Поширені запитання