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.
На Java чаще всего пишут именно корпоративные приложения для предприятий Америки и Европы. На внутреннем рынке Java почти не нужна. Там промышленность вышла из кризиса. Они сделали выводы и координально меняют менеджмент бизнеса. А для этого нужны новые подходы в планировании, учёте, взаимодействии. По-этому они меняют IT-инфраструктуру, на которой завязаны все процессы управления и планирования. И в этом секторе только Java имеет все необходимые средства. Даже NET не имеет таких возможностей. И дело не в самом языке. Он ни чем не лучше и не хуже C#.Всё дело в технологиях и инструментах, которые основаны на Java.В первую очередь- джавовские сервера приложений. Это не вэб-сервера. Это сервера, в которых работают Java-приложения. В спецификации JEE описано, что должны уметь эти сервера и описываются интерфейсы обращения к ресурсам и службам сервера. Разрабатываются, отлаживаются и тестируются они крупнейшими компаниями, такими как IBM,Oracle,ASF и др. Java-программисты описывают только логику приложения. Если нужен какой-нибудь ресурс или сервис, то он просто запрашивается у сервера. То, что на С# будет описываться в 50 строк, на С++ в 500,на Java описывается в одной строке. Просто строка с указанием нужного ресурса, EJB,Entity или чего то другого. И работать оно будет быстрее. Так как подготовлено сервером зараннее (пулы бинов, пулы соединений с БД и др. ) и не нужно тратить время на создание. Для более простых решений можно и не использовать тяжёлые, но мощные сервера. Можно воспользоваться более лёгкими вариантами. Например, контейнер сервлетов+Spring.И здесь Spring выступает в роли контейнера, который обеспечивает приложение всем необходимым по первому требованию.
Для вэб-интерфейса корпоративных приложений (это не сайты) существует несколько фреймворков, которые позволяют делать клиентскую часть на компонентной основе (как в WinForms).Например, стандартный JSF или GWT от Google.Это окна, менюшки, контролы и т. д. Кликнув по ссылке, ты видишь перед собой в браузере обычную windows-программу. Так как всё AJAX,то бухгалтер или менеджер работает как с обычным декстопным приложением.
Таких возможностей не предоставляет пока ни одна платформа. Чтоб лучше понять преимущества Java,конечно нужно увидеть воочию возможности JEE и связанных с ней фреймворков и технологий.
На рынке мобильных ОС сейчас стремительно набирает обороты Android.А это то же Java.И здесь непаханая целина.
А сайты на Java практически не делаются. И причина не в сложности или медленности. Причина в основном в разнообразии Java.Очень много различных библиотек и фреймворков. У них очень много версий. Они часто обратно не совместимы. Для корпоративных приложений это решается использованием maven для сборки, а также тем, что предприятия имеют свои сервера. Хостер же не может держать у себя все версии библиотек. А если может, то каждый сайт на сервере будет в память грузить свою версию библиотек. Это положит сервер хостера 5 сайтами, так как не хватит на всех оперативной памяти. А заставить Java программистов писать под дудочку хостера очень трудно. Это основная причина.
еще забыл отметить очень сильный ее плюс: сборка мусора (хотя я бы за это убывал сразу) и потокобезопасность (вот это рил удобно)!
☕ Что пишут на Java: области применения
Преимущества Java, как языка программирования
В подготовке данного материала нас поддержал Факультета Java-разработки онлайн-университета GeekBrains. Подробно о плюсах работы с Java мы уже рассказали в статье «Преимущества языка программирования Java». В этот раз поговорим о том, как эти преиущества влияют на использование языка на практике.
Главная черта Java – адаптивность. Программное обеспечение, написанное на одной платформе, запустится и на других устройствах. Программы Java работают на Java Virtual Machine, предоставляющей оптимизацию кода и управление памятью. Java также обеспечивает масштабируемость – одновременную обработку нескольких запросов и многопоточное выполнение программы. Все эти возможности языка, конечно, учитываются разработчиками.
Сферы применения языка Java
Java используется во многих сферах начиная с e-commerce веб-сайтов и заканчивая приложениями для Android, в научных исследованиях и финансах, играх вроде Minecraft и настольных приложениях Eclipse, Netbeans и IntelliJ.
Мобильные приложения Android
Java Micro Edition – это популярная кроссплатформенная среда, применяемая для создания приложений смартфонов. Примеры мобильных приложений, написанных на Java: Netflix, Tinder, Google Earth, Uber и т. д.
Игры на Java
Сайт Java-Gaming.org полностью посвящен созданию игр на Java. Библиотека LWJGL значительно упрощает этот процесс. Примеры написанных на Java игр перечислены в статье 38 лучших приложений (англ.).
Серверные финансовые приложения
Глобальные инвестиционные банки Goldman Sachs, Citigroup, Barclays, Standard Charted используют Java для написания фронт и бэк-офисов систем электронной торговли, систем расчетов и подтверждения транзакций, обработки данных и т. д.
Веб-приложения на Java
Из представленной ниже таблицы следует, что Java – самый популярный серверный язык среди ведущих технологических компаний. В сравнении с другими языками программирования, Java обладает лучшей безопасностью, адаптируемостью и масштабируемостью приложений.
Таблица, иллюстрирующая использование языков программирования в крупных технологических компаниях (источник)
На Java создано множество opensource-инструментов для мониторинга и обновления данных. К примеру, Netflix использует Java одновременно для разработки инфраструктуры на Linux и кодирования видео на Windows-машинах. Веб-приложения электронной коммерции применяют Java на таких платформах, как Broadleaf.
Программы для сопровождение кода
Инструментальное программное обеспечение – это набор компьютерных программ, которые разработчики используют для программирования, анализа, обслуживания, отладки и поддержки других программ и приложений. Примеры: Eclipse, IntelliJ Idea и IDE NetBeans.
Встраиваемые системы на Java
Встроенные модули Java предоставляют различные способы взаимодействия с сервером, а архитектура модели безопасности песочницы обеспечивает высокий уровень защиты данных. Модули Cinterion Java успешно используются в среде межмашинного взаимодействия ( M2M- machine to machine), включая умные счетчики, системы управления автопарком, промышленной автоматизации и мобильного здравоохранения.
Технологии больших данных
Большие данные – одна из самых популярных тем в мире новейших технологий. Автоматическая сборка мусора и надежное управление памятью делают Java одним из приоритетных языком для реализации алгоритмов машинного обучения. Многие известные средства обработки больших данных (Hadoop, Spark, Mahout) являются Java-фреймворками.
Примеры использования Java в крупных корпорациях
Square
Компания Square помогает продавцам превращать мобильные устройства в платежные системы. Программное обеспечение Square построено с применением Ruby и C++, но стек обработки денежных транзакций основан на Java.
Hadoop
Для Twitter нет ничего важнее масштабируемости. Приложением пользуются более 500 млн человек. Проект начинался, как демонстрация того, на что способен фреймворк Ruby on Rails. К сожалению, со временем стало понятно, что RoR плохо справляется с обработкой большого числа запросов данных в реальном времени, поиском по определенной теме или хештегам. Одним из преимуществ Java является масштабируемость – это послужило одной из главных причин перехода с Ruby на Java.
Заключение
Учебная программа охватывает все необходимые темы: синтаксис Java, объектно-ориентированное программирование, базы данных и т. д. Вы подробно изучите основы Java, фреймворки Spring и LibGDX, интеграцию платежных систем. Для практики навыков вы разработаете пять проектов:
Все эти проекты послужат отличным дополнением к портфолио для подачи заявки на работу. Онлайн-университет также поможет с трудоустройством.