Sådan begynder du at lære Java

Java-sproget

Java er ikke kun et programmeringssprog. Det er en hel softwareplatform med omfattende muligheder. Hovedkomponenterne i platformen er:

• Grundlæggende værktøjer til at skrive og køre Java-programmer.
• Biblioteker og klasser (sprogets kerne). De giver Javas grundlæggende programmeringsfunktioner: undtagelseshåndtering, multithreading, samlinger, logning, refleksion, sikkerhed, netværk, XML-behandling, serialisering, regulære udtryk.
• Værktøjer til implementering og automatisk lancering af applikationer.
• Værktøjer til at skabe en frontend (GUI, brugergrænseflade). Disse findes i klasserne JavaFX, Swing og Java2D bibliotekerne.
• Biblioteker til fjernarbejde med databaser over netværket, såsom JDBC, JNDI, RMI og Java RMI-IIOP.

Hvis du vil lære mere om Java-klasser og -værktøjer, kan du læse Oracle-dokumentationen . Den har alt. Java JDK 1.0, den første version, inkluderede "kun" et par hundrede klasser. Men nu er det tal steget til flere tusinde. I løbet af sprogets levetid har dets skabere foretaget et stort antal ændringer, der øger dets sikkerhed, funktionalitet og portabilitet. Takket være denne løbende forbedring og support fra udviklere har Java altid været i takt med udviklingen af ​​IT-teknologier. Som et resultat har vi nu et avanceret sprog, hvis hovedkarakteristika er:

• Lav adgangsbarriere.
  At lære Java er nemmere end de fleste sprog med en C-lignende syntaks.

• Objektorientering.
  Programmer i Java er bygget baseret på objekter og interaktioner mellem objekter. Dette lader dig nyde alle fordelene ved OOP.

• Bærbarhed.
  Fordi der bruges en tolk (den virtuelle Java-maskine), kan programmer køres på forskellige platforme og enheder.

• Platformuafhængighed
  Et Java-program skrevet til én platform er kompileret til mellembytekode, der kan køres på andre platforme, fordi det fortolkes af en JVM for hver specifik platform.

• Avanceret multithreading.
  Java-værktøjer lader dig styre udførelsen af ​​flere tråde, hvilket betyder, at du kan oprette flertrådede applikationer.

• Sikkerhed.
  Fordi JVM har indbygget bytekodebekræftelse, og Java ikke har nogen manuel hukommelsesstyring, sporer stak-overløb og har forskellige API'er, der lader dig styre sikkerheden, kan du oprette virkelig sikre applikationer i Java.

• Fejltolerance.
  Undtagelsesmekanismen øger programmers fejltolerance og reducerer antallet af fejl, både ved kompilering og kørselstid.

• Fortolkningsmulighed.
  Java-fortolkeren kan udføre Java-bytekode på enhver maskine, der har en JVM og JRE.

• Distribuerbarhed.
  Java har værktøjer til at skabe distribuerede applikationer.

• Ydeevne.
  En JIT (just-in-time) compiler giver højhastighedsydelse sammenlignelig med C og C++.

Hvordan starter man programmering i Java?

For at begynde at lære Java fra bunden , bør du grave ned i nogle grundlæggende begreber: hvad er inkluderet i Java-sproget, hvad er et Java-program, og hvordan kører det? Gå derefter videre til sprogets syntaks og grundlæggende, og læs biblioteker. Efter at have læst et par artikler om Java, kan du tackle det grundlæggende. Følgende rutediagram viser klart rækkefølgen af ​​trin:

Hvad skal du programmere i Java?

Først skal du installere software til at udvikle og køre programmer - Java Development Kit (JDK). Konfigurer derefter JDK på din computer, download og installer et integreret udviklingsmiljø (IDE), som er et miljø til softwareudvikling. Den mest populære IDE er IntelliJ IDEA. Alternativer er Eclipse, NetBeans, JCreator og endda en almindelig teksteditor.

Installation af Java på din computer

Som vi allerede har set, når vi lærer Java fra bunden, er det første skridt at installere JDK. Til dette skal du udføre et par enkle handlinger:

1. Gå til Oracle-webstedet .
2. Vælg og download installationsfilen til dit operativsystem.
3. Udfør installationen ved at følge installatørens anbefalinger.
4. Indstil en miljøvariabel, hvis du bruger Windows.

Grundlæggende definitioner

Hvis du lige er begyndt at lære Java, vil du helt sikkert støde på følgende udtryk: JVM står for Java virtual machine. Dette er et platformsafhængigt softwaremodul, der tjener til at fortolke kildebytekoden til maskinkode og eksekvere den. JRE står for Java Runtime Environment. Det inkluderer JVM-implementeringen til en specifik platform og et sæt biblioteker, der er nødvendige for at køre Java-programmer. JDK står for Java Development Kit, som er et sæt udviklerværktøjer, der er nødvendige for at skrive Java-programmer. Det inkluderer en compiler, JRE, standard Java-biblioteker, dokumentation og forskellige hjælpeprogrammer. Kildekoden findes i en tekstfil skrevet på Java-sproget med filtypenavnet .java. Bytecode er maskinuafhængig lavniveaukode, der består af et sæt instruktioner til JVM. Maskinkode er binære maskininstruktioner, der udføres direkte af processoren. Kompiler betyder at konvertere kildekode til bytekode. Tolke betyder at konvertere bytekode til maskinkode. En platform er et software- og hardwaremiljø til at køre programmer. De mest populære platforme er Microsoft Windows, Linux, Solaris OS og Mac OS. Dette diagram hjælper dig med bedre at forstå begreberne JVM, JRE og JDK:

Program livscyklus

Et Java-programs liv begynder, når kildekoden er skrevet i en tekstfil. Normalt gøres dette i et særligt programmeringsmiljø kaldet et integreret udviklingsmiljø (IDE), men simple programmer kan indtastes i en teksteditor, endda Notepad, som følger med enhver udgave af Windows. Kildekoden skal gemmes i en fil med filtypenavnet .java. Eksempel program: HelloWorld.java :

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("This is my first program");
    }
}

Før denne kildekode udføres, skal den kompileres til bytekode af en compiler. En compiler er et hjælpeprogram, der er en del af JDK. Det producerer en fil med filtypenavnet .class. Denne fil indeholder bytekode, som er instruktioner til JVM. Deres format ligner assemblersprog. Vores HelloWorld.java-program vil blive kompileret til en HelloWorld.class-fil. Java-platformen giver ikke værktøjer til redigering af bytekode, men du kan se den. For at se bytekoden for et Java-program kan du bruge javap disassembler-værktøjet, som er inkluderet i JDK. HelloWorld.class vil indeholde følgende bytekode:

Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
0: getstatic #2 // Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3 // String This is my first program
5:invokevirtual #4// Methodjava/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
}

Nu er vores program gemt i en kompileret form i HelloWorld.class-filen. For at køre det på enhver platform skal JRE være installeret. JVM giver mulighed for at portere Java-programmer til enhver platform. Udførelse betyder eksekvering af bytekoden af ​​den virtuelle Java-maskine. Programmer udføres ved hjælp af java-værktøjet. Du skal angive navnet på den kompilerede fil. Udførelse sker som følger:

1. JVM'en indlæses i computerens hukommelse. Grundlæggende er dette et program, der tjener til at køre de Java-programmer, vi skriver.
2. Ved at bruge bootstrap-klasseindlæseren indlæser og initialiserer JVM vores klasse i hukommelsen. I vores eksempel er dette HelloWorld- klassen.
3. Dernæst leder JVM efter en offentlig statisk void main(String []) metode i vores klasse.
4. Koden for hovedmetoden udføres . Hvis udførelse af programmet kræver andre klasser, indlæses og initialiseres de.
5. Efter at koden er eksekveret, udføres affaldsindsamling. Dette involverer rydning af hukommelse og lukning af JVM-programmet.

Når du udfører alle disse handlinger, fortolker (oversætter) JVM bytekoden til en maskininstruktion for processoren under hensyntagen til det operativsystem, som den kører på. Vi kan repræsentere et Java-programs livscyklus i følgende diagram:

Valg og installation af et udviklingsmiljø

For hurtigt og effektivt at programmere i Java har du brug for et udviklingsmiljø - et program til at skrive Java-programmer. Blandt Java-udviklere er de mest populære IDE'er:

• IntelliJ IDÉ
• Formørkelse
• NetBeans

Ifølge en gennemgang af populariteten af ​​Java-udviklingsværktøjer , udarbejdet af RebelLabs i 2017, var lederen IntelliJ IDEA, Eclipse blev nummer to, og NetBeans blev placeret på tredjepladsen, hvilket halter betydeligt efter de to øverste ledere. Andre IDE'er repræsenterer en lille del af markedet og udgør ikke mere end 3%. For begyndere er det tilstrækkeligt at installere IntelliJ IDEA Community Edition. For det første får du alle fordelene ved en moderne IDE (autofuldførelse, kodekontrol, kodefejlfinding, bekvem integration med databaser og servere) samt understøttelse af mange udviklingsværktøjer og -teknologier. For det andet tager du det første skridt mod at mestre det professionelle udviklingsværktøj, der bruges af de fleste udviklere. Instruktioner om, hvordan du installerer IntelliJ IDEA, findes i begyndelsen af ​​niveau 3 afCodeGym uddannelsesforløb .

Hvor lang tid tager det at lære Java?

Du kan sikkert lære det grundlæggende i Java og udvikle programmeringsevner på 6 til 12 måneder, afhængigt af hvor intenst du studerer. Tag en struktureret tilgang: Lav en studieplan, saml de nødvendige kilder, og afsæt et par timer om dagen til dine studier. Glem ikke, at nøglen til at lære at programmere er øvelse.

Konklusion

At studere Java på egen hånd er faktisk nemmere, end du måske tror. Du behøver kun grundlæggende computerfærdigheder. For at begynde at lære Java effektivt skal du følge et par enkle trin:

1. Installer Java på din computer
2. Lær de grundlæggende begreber
3. Installer et udviklingsmiljø
4. Skriv og kør dit første program