איך להתחיל ללמוד Java

שפת Java

Java היא לא רק שפת תכנות. זוהי פלטפורמת תוכנה שלמה עם יכולות נרחבות. המרכיבים העיקריים של הפלטפורמה הם:

• כלים בסיסיים לכתיבה והרצה של תוכניות Java.
• ספריות וחוגים (ליבת השפה). הם מספקים את יכולות התכנות הבסיסיות של Java: טיפול בחריגים, ריבוי השרשורים, אוספים, רישום, השתקפות, אבטחה, רשת, עיבוד XML, סדרה, ביטויים רגולריים.
• כלים לפריסה והפעלה אוטומטית של יישומים.
• כלים ליצירת חזית (GUI, ממשק משתמש). אלה נמצאים במחלקות של ספריות JavaFX, Swing ו-Java2D.
• ספריות לעבודה עם מסדי נתונים מרחוק דרך הרשת, כגון JDBC, JNDI, RMI ו-Java RMI-IIOP.

אם אתה רוצה ללמוד עוד על שיעורי Java וכלים, קרא את התיעוד של Oracle . יש בו הכל. Java JDK 1.0, הגרסה הראשונה, כללה "רק" כמה מאות מחלקות. אבל עכשיו המספר הזה גדל לכמה אלפים. במהלך חיי השפה, יוצריה ביצעו מספר עצום של שינויים שמגבירים את האבטחה, הפונקציונליות והניידות שלה. הודות לשיפור מתמשך זה ולתמיכה מהמפתחים, Java תמיד עמדה בפיתוח טכנולוגיות IT. כתוצאה מכך, יש לנו כעת שפה מתקדמת שהמאפיינים העיקריים שלה הם:

• מחסום כניסה נמוך.
  לימוד Java קל יותר מרוב השפות עם תחביר דמוי C.

• כיוון עצמים.
  תוכניות ב-Java בנויות על בסיס אובייקטים ואינטראקציות בין אובייקטים. זה מאפשר לך ליהנות מכל היתרונות של OOP.

• הִטַלטְלוּת.
  מכיוון שמשתמשים במתורגמן (המכונה הוירטואלית של Java), ניתן להפעיל תוכניות על פלטפורמות והתקנים שונים.

• עצמאות פלטפורמה
  תוכנית Java שנכתבת עבור פלטפורמה אחת מורכבת לקוד בתים ביניים שניתן להפעיל בפלטפורמות אחרות, מכיוון שהיא מתפרשת על ידי JVM עבור כל פלטפורמה ספציפית.

• ריבוי השרשורים מתקדם.
  כלי Java מאפשרים לך לשלוט בביצוע של שרשורים מרובים, מה שאומר שאתה יכול ליצור יישומים מרובי הליכי.

• בִּטָחוֹן.
  מכיוון של-JVM יש אימות בתים מובנה, ול-Java אין ניהול זיכרון ידני, עוקב אחר הצפות מחסניות ויש לו ממשקי API שונים המאפשרים לך לשלוט באבטחה, אתה יכול ליצור יישומים בטוחים באמת ב-Java.

• סובלנות לתקלות.
  מנגנון החריגה מגביר את סבילות התקלות של תוכניות ומפחית את מספר השגיאות, הן בזמן ההידור והן בזמן הריצה.

• ניתנות לפירוש.
  מתורגמן Java יכול להפעיל Java bytecode בכל מחשב שיש לו JVM ו-JRE.

• יכולת הפצה.
  ל-Java יש כלים ליצירת אפליקציות מבוזרות.

• ביצועים.
  מהדר JIT (Just-in-Time) מספק ביצועים במהירות גבוהה המשתווים ל-C ו-C++.

איך להתחיל לתכנת ב-Java?

כדי להתחיל ללמוד Java מאפס , כדאי לחפור בכמה מושגים בסיסיים: מה כלול בשפת Java, מהי תוכנית Java ואיך היא פועלת? לאחר מכן עברו לתחביר וליסודות של השפה, ולמדו ספריות. לאחר קריאת כמה מאמרים על Java, אתה יכול להתמודד עם היסודות. תרשים הזרימה הבא מדגים בבירור את רצף השלבים:

מה צריך לתכנת ב-Java?

ראשית, עליך להתקין תוכנה לפיתוח והרצה של תוכניות - ערכת הפיתוח של Java (JDK). לאחר מכן, הגדר את ה-JDK במחשב שלך, הורד והתקן סביבת פיתוח משולבת (IDE), שהיא סביבה לפיתוח תוכנה. ה-IDE הפופולרי ביותר הוא IntelliJ IDEA. חלופות הן Eclipse, NetBeans, JCreator, ואפילו עורך טקסט רגיל.

התקנת Java במחשב שלך

כפי שכבר ראינו, כאשר אנו לומדים ג'אווה מאפס, הצעד הראשון הוא התקנת ה-JDK. לשם כך, עליך לבצע מספר פעולות פשוטות:

1. עבור אל אתר האינטרנט של אורקל .
2. בחר והורד את קובץ ההתקנה עבור מערכת ההפעלה שלך.
3. בצע את ההתקנה, בהתאם להמלצות המתקין.
4. הגדר משתנה סביבה אם אתה משתמש ב-Windows.

הגדרות בסיסיות

אם אתה רק מתחיל ללמוד Java, אתה בהחלט תיתקל במונחים הבאים: JVM מייצג Java Virtual Machine. זהו מודול תוכנה תלוי פלטפורמה המשמש לפרש את קוד הבתים של המקור לקוד מכונה ומבצע אותו. JRE ראשי תיבות של Java Runtime Environment. הוא כולל את הטמעת JVM עבור פלטפורמה ספציפית וערכת ספריות הדרושות להפעלת תוכניות Java. JDK ראשי תיבות של Java Development Kit, שהיא קבוצה של כלים למפתחים הדרושים לכתיבת תוכניות Java. הוא כולל מהדר, JRE, ספריות Java סטנדרטיות, תיעוד וכלי עזר שונים. קוד המקור נמצא בקובץ טקסט שנכתב בשפת Java עם סיומת .java. Bytecode הוא קוד ברמה נמוכה שאינה תלויה במכונה המורכבת מסט הוראות עבור ה-JVM. קוד מכונה הוא הוראות מכונה בינאריות המבוצעות ישירות על ידי המעבד. הידור פירושו להמיר קוד מקור לקוד בייט. פירוש פירושו המרת bytecode לקוד מכונה. פלטפורמה היא סביבת תוכנה וחומרה להפעלת תוכניות. הפלטפורמות הפופולריות ביותר הן Microsoft Windows, Linux, Solaris OS ו-Mac OS. תרשים זה יעזור לך להבין טוב יותר את המושגים של JVM, JRE ו-JDK:

מחזור החיים של התוכנית

החיים של תוכנית Java מתחילים כאשר קוד המקור נכתב בקובץ טקסט. בדרך כלל, הדבר נעשה בסביבת תכנות מיוחדת הנקראת סביבת פיתוח משולבת (IDE), אך ניתן להקליד תוכניות פשוטות בעורך טקסט, אפילו Notepad, שמגיע עם כל מהדורה של Windows. יש לשמור את קוד המקור בקובץ עם סיומת .java. תוכנית לדוגמה: HelloWorld.java :

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

לפני ביצוע קוד מקור זה, יש להדר אותו לקוד בתים על ידי מהדר. מהדר הוא כלי עזר שהוא חלק מה-JDK. הוא מייצר קובץ עם סיומת .class. קובץ זה מכיל bytecode, שהם הוראות עבור ה-JVM. הפורמט שלהם דומה לשפת אסמבלינג. תוכנית HelloWorld.java שלנו תורכב לקובץ HelloWorld.class. פלטפורמת Java לא מספקת כלים לעריכת bytecode, אבל אתה יכול להציג אותו. כדי להציג את קוד הבתים של תוכנית Java, אתה יכול להשתמש בכלי השירות של javap disassembler, הכלולה ב-JDK. HelloWorld.class יכיל את קוד הבתים הבא:

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
}

כעת התוכנית שלנו מאוחסנת בצורה מהודרת בקובץ HelloWorld.class. כדי להפעיל אותו בכל פלטפורמה, ה-JRE חייב להיות מותקן. ה-JVM מספק את היכולת להעביר תוכניות Java לכל פלטפורמה. ביצוע פירושה ביצוע של קוד הבתים על ידי המכונה הוירטואלית Java. תוכניות מבוצעות באמצעות כלי השירות java. עליך לציין את שם הקובץ הקומפילציה. הביצוע מתרחש באופן הבא:

1. ה-JVM נטען בזיכרון המחשב. בעיקרון, זוהי תוכנית המשרתת להפעיל את תוכניות ה-Java שאנו כותבים.
2. באמצעות bootstrap classloader, ה-JVM טוען ומאתחל את המחלקה שלנו בזיכרון. בדוגמה שלנו, זה מחלקת HelloWorld .
3. לאחר מכן, ה-JVM מחפש שיטה ציבורית סטטית של void main(String []) במחלקה שלנו.
4. הקוד של השיטה הראשית מבוצע. אם ביצוע התוכנית דורש מחלקות אחרות, הן נטענות ומאוחלות.
5. לאחר ביצוע הקוד, מתבצע איסוף אשפה. זה כולל ניקוי זיכרון וסגירת תוכנית JVM.

בעת ביצוע כל הפעולות הללו, ה-JVM מפרש (מתרגם) את ה-bytecode להוראת מכונה עבור המעבד, תוך התחשבות במערכת ההפעלה עליה הוא פועל. אנו יכולים לייצג את מחזור החיים של תוכנית Java בתרשים הבא:

בחירה והתקנה של סביבת פיתוח

כדי לתכנת במהירות וביעילות ב-Java, אתה צריך סביבת פיתוח - אפליקציה לכתיבת תוכניות Java. בין מפתחי Java, ה-IDEs הפופולריים ביותר הם:

• IntelliJ IDEA
• ליקוי חמה
• NetBeans

לפי סקירה של הפופולריות של כלי הפיתוח של Java , שהוכנה על ידי RebelLabs ב-2017, המוביל היה IntelliJ IDEA, Eclipse במקום השני, ו-NetBeans במקום השלישי, בפיגור משמעותי אחרי שני המובילים המובילים. IDEs אחרים מייצגים חלק קטן מהשוק, בהיקף של לא יותר מ-3%. למתחילים, התקנת IntelliJ IDEA Community Edition מספיקה. ראשית, אתה מקבל את כל היתרונות של IDE מודרני (השלמה אוטומטית, בדיקת קוד, איתור באגים בקוד, אינטגרציה נוחה עם מסדי נתונים ושרתים) וכן תמיכה בכלי פיתוח וטכנולוגיות רבות. שנית, אתה עושה את הצעד הראשון לקראת שליטה בכלי הפיתוח המקצועי המשמש את רוב המפתחים. הוראות כיצד להתקין את IntelliJ IDEA מסופקות בתחילת רמה 3 של הקורס החינוכי CodeGym .

כמה זמן לוקח ללמוד Java?

אתה כנראה יכול ללמוד את היסודות של Java ולפתח מיומנויות תכנות תוך 6 עד 12 חודשים, תלוי באיזו עוצמה אתה לומד. נקטו בגישה מובנית: ערכו תכנית לימודים, אספו את המקורות הדרושים והקדישו כמה שעות ביום ללימודים. אל תשכח שהמפתח ללמוד כיצד לתכנת הוא תרגול.

סיכום

ללמוד Java בעצמך הוא למעשה קל יותר ממה שאתה חושב. אתה צריך רק כישורי מחשב בסיסיים. כדי להתחיל ללמוד Java בצורה יעילה, בצע כמה שלבים פשוטים:

1. התקן Java במחשב שלך
2. למד את המושגים הבסיסיים
3. התקן סביבת פיתוח
4. כתוב והפעל את התוכנית הראשונה שלך