Что такое Java и зачем он нужен
Это как JavaScript? Нет!
Программисты Java ценятся, они делают сложные проекты, особенно их любят в среде разработки под Android и в различных корпоративных сферах. Вот что это за язык и почему его стоит изучать.
Минусы — тоже кратко:
Виртуальная машина
Допустим, у нас есть некий код на языке Java. Пока неважно, что там за синтаксис, как устроены классы и т. д. Просто код. Как его исполнить?
Если бы это был язык типа C++, нам нужно было бы скомпилировать его под требуемое железо или операционную систему. Скомпилировать — то есть преобразовать понятный нам код в понятные процессору инструкции. Так как процессоров много, компилировать нужно будет по-разному. Плюс в разных операционных системах по-разному устроены компоненты, кнопки, работа с сетью и т. д. Перед компиляцией программу нужно будет допилить под эти особенности.
Специально для программистов: мы намеренно упростили принципы работы JRE и JVM и не говорим про байт-код, компиляцию и прочее. Вместо этого мы сосредоточились на принципах, которые помогают понять саму суть работы Java. Если вам кажется, что из-за простоты мы не описали что-то важное — расскажите об этом в комментариях.
Где можно запускать Java-код
Поэтому запускать код на Java можно везде, для чего уже была разработана JVM, то есть виртуальная машина Java. Например:
Представьте такую ситуацию: вы написали Java-программу, которая следит за свободным местом на диске, и как только его становится меньше 20% — выводит сообщение, мол, удали ненужные файлы. Теперь вы можете запустить эту программу везде, где есть JVM. Она сама разберётся с кодом, поймёт, для какого процессора она это делает, и запустит вашу программу. В результате один и тот же код будет следить за свободным местом на компьютере, кнопочном телефоне, смартфоне, планшете, умной микроволновке или домашней сигнализации.
Преимущества Java-программирования
Независимость от архитектуры и платформы. Вы пишете код, не задумываясь об особенностях операционной системы или процессора. Всё это берёт на себя виртуальная машина, а вы только пишете логику работы.
Работа с памятью. Программисту не нужно следить за тем, сколько памяти расходует его программа и как её освободить, когда какая-то переменная больше не нужна. Для этого в Java встроено автоматическое управление памятью: Java не допускает её утечек и разрастания объёма, а после завершения программы освобождает все ресурсы.
Безопасность. Виртуальная машина сама следит за тем, чтобы программа не получила доступ к тому, что выходит за её полномочия. Например, Java-программа не сможет прочитать содержимое остальной оперативной памяти или связаться с другим компьютером, если это не предусмотрено изначальными правами доступа.
Большое сообщество и поддержка. Java — третий по популярности язык программирования в мире. В Сети есть тысячи сайтов, которые рассказывают об этом языке, помогают разобраться в коде или содержат готовые решения.
Стандарт в корпоративном программировании. Большим компаниям в программах нужна надёжность, стабильность работы и возможность поддерживать их долгое время. Сочетание ООП, управления памятью и независимости от архитектуры делает Java идеальным решением для этого.
Недостатки Java
Всё это звучит хорошо, но есть у Java и недостатки, весьма существенные.
Не самая высокая производительность. У С и С++ есть только компилятор, который переводит программу в машинный код. У Java такого нет, и всё делает виртуальная машина. Получается, что для выполнения Java-кода нужно делать двойную работу: процессор запускает JVM, а JVM выполняет сам код. Из-за такого подхода Java-программы в полтора-два раза медленнее, чем тот же код, написанный на С++.
Платная лицензия. С 2019 года компания Oracle, которая владеет лицензией на Java, разделила её на две части: платную и бесплатную. Если вам нужна долгая поддержка среды разработки и стабильная работа программ — берите платную лицензию, иногда стабильность важнее. Если вам не нужна поддержка и вы можете установить каждую новую бесплатную сборку самостоятельно — отдавать деньги не нужно.
Громоздкий код. Разработчики Java ставили своей целью упростить программирование на С++, и им это удалось. Цена, которую пришлось за это заплатить, — большие и длинные конструкции в языке, которые часто мешают пониманию сути того, что происходит. Сравните код, который рисует пирамидку из звёздочек, на Java и Python:
Кто и для чего использует Java
Для начала — список компаний и технологий, которые используют Java в качестве основного языка программирования:
Разработка под Android. Java до сих пор остаётся основным языком мобильной разработки для этой операционной системы, несмотря на растущую популярность Kotlin. Android Studio — официальная среда Java-разработки, признанная компанией Google.
Терминалы и платёжные системы. Благодаря виртуальной машине Java-код может работать на оборудовании, которое стоит в платёжных терминалах и банкоматах.
Работа с финансами. Если нужен простой и надёжный сайт по обработке платежей или переводу денег — используйте Java. Встроенные системы безопасности помогут избежать несанкционированных действий программы.
Зарплаты Java-программистов
По данным Хабр Карьеры на начало 2020 года, Java-программисты получают так:
Учитывая большое количество уже написанного кода, который надо поддерживать, Java-специалисты будут востребованы ещё очень долго. Поэтому если вы до сих пор думаете над языком для старта карьеры программиста — посмотрите в сторону Java.
С чего начать
Герберт Шилдт — можно брать любую книгу, в названии которой есть Java 8. Если нужно совсем с нуля — читайте « Java 8. Руководство для начинающих ».
Если вам нужна дополнительная теория и нестандартные приёмы, почитайте « Java. Эффективное программирование » Джошуа Блоха. Подойдёт и тем, у кого уже есть опыт Java-разработки.
Плюсы и минусы программирования на Java
Что такое Java-программирование: история и вклад
Java — это не только язык программирования, но и экосистема инструментов, охватывающая почти все, что может понадобиться при программировании на Java. В нее входят:
Все началось в начале 1990-х, когда команда Sun Microsystems начала разрабатывать улучшенную версию C ++ — независимую от конкретной платформы, удобную для начинающих и с автоматическим управлением памятью. Исследование привело к созданию совершенно нового языка. Название Java — одно из десятков других, предложенных командой. Сегодня логотип кофейной чашки с паром — это неприметный, но узнаваемый символ программирования. И уже неясно, что было первым: одержимость программистов кофеином или ассоциация с Java.
Как Java изменила мир программирования:
Плюсы программирования на Java
Java — уже не единственный официально поддерживаемый язык для разработки на Android. Java далеко не единственный выбор в веб-программировании. Тем не менее, Java идет в ногу со временем. Давайте рассмотрим, какие преимущества предлагает Java.
+ Объектно-ориентированное программирование
Java включает в себя объектно-ориентированное программирование (OOP) — концепцию, в которой вы не только определяете тип данных и его структуру, но и набор функций, применяемых к нему. Таким образом, структура данных становится объектом, которым можно управлять для создания отношений между различными объектами.
При другом подходе — процедурном программировании — нужно следовать четким инструкциям, использовать переменные и функции. При ООП можно группировать эти переменные и функции посредством контекста, маркировать их и ссылаться на функции в контексте каждого конкретного объекта.
+ Java — язык высокого уровня с простым синтаксисом и плавной кривой обучения
Java — это язык высокого уровня, то есть он похож на человеческий язык. В отличие от языков низкого уровня, которые напоминают машинный код. Языки высокого уровня преобразуется с помощью компиляторов или интерпретаторов. Это упрощает разработку, делая язык более легким для написания, чтения и обслуживания.
Синтаксис Java основан на C ++, поэтому Java похожа на C. Тем не менее, синтаксис Java проще, что позволяет новичкам быстрее учиться и эффективнее использовать код для достижения конкретных результатов.
Java не так дружелюбен к новичкам, как Python, однако довольно прост для любого разработчика с базовым пониманием фреймворков, пакетов, классов и объектов. Он прост, типизирован и предсказуем, что позволяет учиться мыслить в правильном направлении. Кроме того, новичок всегда может обратиться к множеству бесплатных онлайн-уроков и курсов.
+ Стандарт для корпоративных вычислительных систем
Корпоративные приложения — главное преимущество Java с 90-х годов, когда организации начали искать надежные инструменты программирования не на C. Java поддерживает множество библиотек — строительных блоков любой корпоративной системы. Библиотеки помогают разработчикам создавать любые функции, которые могут понадобиться компании. Java широко распространен — это язык, который преподают в рамках введения в программирование в большинстве школ и университетов. Возможности интеграции Java впечатляют: большинство хостинг-провайдеров поддерживают Java. Более того, Java — язык, дешевый в обслуживании: работать с Java можно с любого компьютера, вне зависимости от конкретной аппаратной инфраструктуры.
+ Безопасность
+ Независимость от платформы («Написать один раз и использовать везде»)
«Написать один раз и использовать везде» (WORA) — популярная в IT-сфере фраза, с помощью которой Sun Microsystems описывает кросс-платформенные возможности Java. Можно создать Java-приложение на Windows, скомпилировать его в байт-код и запустить его на любой другой платформе, поддерживающей виртуальную машину Java (JVM). Таким образом, JVM служит уровнем абстракции между кодом и оборудованием.
Все основные операционные системы, включая Windows, Mac OS и Linux, поддерживают JVM. Если ваша программа не опирается на специфичные для платформы функции и пользовательский интерфейс, ее можно с легкостью перенести: по крайней мере, большую ее часть.
+ Язык для распределенного программирования и комфортной удаленной совместной работы
Java создавался как язык для распределенного программирования: он имеет встроенный механизм совместного использования данных и программ несколькими компьютерами, что повышает производительность и эффективность труда.
В других языках нужно использовать внешний API для дистрибуции. В Java эта технология встроена. Специфическая для Java методология распределенных вычислений называется Remote Method Invocation (RMI). RMI позволяет использовать все преимущества Java: безопасность, независимость от платформы и объектно-ориентированное программирование для распределенных вычислений. Кроме того, Java также поддерживает программирование сокетов и методологию распределения CORBA для обмена объектами между программами, написанными на разных языках.
+ Автоматическое управление памятью
Разработчикам Java не нужно вручную писать код для управления памятью благодаря автоматическому управлению памятью (AMM). AMM также используется в языке программирования Swift и при очистке памяти приложениями, которые автоматически обрабатывают распределение и освобождение памяти. Что именно это означает?
Эффективность программы напрямую связана с памятью. При этом объем памяти ограничен. При написании приложения на языках с ручным управлением памятью, разработчики рискуют забыть выделить память, что приведет к увеличению объема занимаемой приложением памяти и проблемам с производительностью. Программы очистки памяти ищут объекты, которые больше не используются программой, и удаляют их. Это влияет на работу процессора, однако умная оптимизация и настройка позволяют снизить это влияние.
+ Многопоточность
Поток — наименьшая единица обработки в программировании. Чтобы максимально эффективно использовать время процессора, Java позволяет запускать потоки одновременно, что называется многопоточностью.
Потоки используют одну и ту же область памяти, поэтому между ними можно быстро переключаться. Потоки независимы друг от друга: один поток не влияет на работу других потоков. Это особенно полезно в играх и программах с большим объемом анимации.
+ Стабильность и сообщество
Сообщество разработчиков Java не имеет себе равных. Около 45% респондентов опроса StackOverflow 2018 используют Java. У Java чрезвычайно большая экосистема хорошо протестированных библиотек и фреймворков для любых задач. Начинающий разработчик, скорее всего, выберет Java: на тему Java-программирования существует более 1000 курсов на Udemy и более 300 на Coursera.
Минусы программирования на Java
Рассмотрим недостатки Java-программирования.
— Платное коммерческое использование
Текущая версия Java бесплатна для простого использования. Таким образом, каждая использующая Java компания должна оценить, насколько эффективно она использует Java. Компания должна понять, что выгоднее: искать альтернативное решение или продолжать пользоваться Java.
— Низкая производительность
У любого языка высокого уровня довольно низкая производительность из-за компиляции и абстракции с помощью виртуальной машины. Однако это не единственная причина низкой скорости Java. Например, приложение очистки памяти: это полезная функция, которая, к сожалению, приводит к значительным проблемам с производительностью, если требует больше 20 процентов времени процессора. Плохая настройка кэширования может вызвать чрезмерное использование памяти. Существует также взаимная блокировка потоков: так происходит, когда несколько потоков пытаются получить доступ к одному и тому же ресурсу. В этом случае происходит кошмар каждого Java-разработчика — ошибка из-за нехватки памяти. Тем не менее умелое планирование может решить все эти проблемы.
— Отсутствие нативного дизайна
Есть несколько инструментов для разработки GUI для Java: самые популярные из них — Swing, SWT, JavaFX, JSF. Библиотека Swing — это старый, но надежный кросс-платформенный инструмент, интегрированный в различные Java-IDE, в том числе Eclipse и NetBeans. Однако, если вы не используете шаблоны, вы заметите несоответствия интерфейса. SWT использует собственные компоненты, но не подходит для сложного интерфейса. JavaFX — лаконичный и современный, но слишком новый. В целом, перед созданием GUI на Java нужно подробнее изучить инструменты.
— Многословный и сложный код
Многословность кода может показаться преимуществом, которое поможет при изучении языка. Однако, длинные, чрезмерно сложные предложения затрудняют чтение и просмотр кода. Как и естественные языки, многие языки программирования высокого уровня содержат лишнюю информацию. Java — это более легкая версия неприступного C ++, которая вынуждает программистов прописывать свои действия словами из английского языка. Это делает язык более понятным для неспециалистов, но менее компактным.
Сравним Java и Python и увидим, в чем преимущество лаконичного кода Python. В Python не используются точка с запятой, круглые и фигурные скобки. Вместо «и», «или» и «нет» в качестве операторов используются «&&», «||» и «!».
В заключение: где используется Java?
Большинство организаций так или иначе используют Java. Широкий спектр вариантов использования Java делает ее практически незаметной в использовании: поэтому часто возникает вопрос «где используется Java?». Давайте посмотрим, в каких сферах используется Java:
Программные продукты. Помимо уже упомянутых Hadoop и Apache Storm, Java использовалась для создания Eclipse, OpenOffice, Gmail, Atlassian и других.
Финансовые программы. Java — один из самых востребованных языков в финансовой отрасли. Он используется для создания надежных, быстрых и простых веб-сайтов как на стороне сервера, так и на стороне клиента. Java также используется для моделирования данных.
Торговые системы. На Java написана Murex, популярная программа управления банками для фронтальной и обратной связи.
Программы для работы с большими данными. Hadoop написан на Java. Scala, Kafka и Spark используют JVM. Кроме того, Java предоставляет доступ к множеству проверенных библиотек, инструментов отладки и мониторинга
Спасибо за прочтение! Подписывайтесь и ставьте лайк. Этим Вы очень поможете в развитии блога!