Hogyan kezdjük el a Java tanulását

A Java nyelv

A Java nem csak egy programozási nyelv. Ez egy teljes szoftverplatform kiterjedt képességekkel. A platform fő összetevői a következők:

• Alapvető eszközök Java programok írásához és futtatásához.
• Könyvtárak és osztályok (a nyelv magja). Biztosítják a Java alapvető programozási képességeit: kivételkezelés, többszálú feldolgozás, gyűjtemények, naplózás, tükrözés, biztonság, hálózat, XML feldolgozás, szerializálás, reguláris kifejezések.
• Eszközök alkalmazások telepítéséhez és automatikus indításához.
• Eszközök frontend létrehozásához (GUI, felhasználói felület). Ezek a JavaFX, Swing és Java2D könyvtárak osztályaiban találhatók.
• Könyvtárak adatbázisokkal való távoli, hálózaton keresztüli munkavégzéshez, például JDBC, JNDI, RMI és Java RMI-IIOP.

Ha többet szeretne megtudni a Java osztályokról és eszközökről, olvassa el az Oracle dokumentációját . Minden megvan benne. A Java JDK 1.0, az első verzió "csak" néhány száz osztályt tartalmazott. De most ez a szám több ezerre nőtt. A nyelv élettartama során készítői rengeteg változtatást hajtottak végre, amelyek növelik a nyelv biztonságát, funkcionalitását és hordozhatóságát. Ennek a folyamatos fejlesztésnek és a fejlesztők támogatásának köszönhetően a Java mindig lépést tartott az IT-technológiák fejlődésével. Ennek eredményeként most egy korszerű nyelvvel rendelkezünk, amelynek főbb jellemzői a következők:

• Alacsony belépési akadály.
  A Java tanulása egyszerűbb, mint a legtöbb nyelv C-szerű szintaxisával.

• Objektum orientáció.
  A Java programok objektumok és objektumok közötti interakciók alapján épülnek fel. Így élvezheti az OOP minden előnyét.

• Hordozhatóság.
  Mivel interpretert (a Java virtuális gépet) használunk, a programok különféle platformokon és eszközökön futhatnak.

• Platformfüggetlenség
  Az egyik platformra írt Java program egy köztes bájtos kódba van fordítva, amely más platformokon is futtatható, mivel azt egy JVM értelmezi minden egyes platformhoz.

• Fejlett többszálú megoldás.
  A Java eszközök lehetővé teszik több szál végrehajtásának szabályozását, ami azt jelenti, hogy többszálú alkalmazásokat hozhat létre.

• Biztonság.
  Mivel a JVM beépített bájtkód-ellenőrzéssel rendelkezik, a Java pedig nem rendelkezik kézi memóriakezeléssel, nyomon követi a veremtúlcsordulást, és különféle API-kkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a biztonság szabályozását, igazán biztonságos alkalmazásokat készíthet a Java-ban.

• Hibatűrés.
  A kivételi mechanizmus növeli a programok hibatűrését és csökkenti a hibák számát mind a fordítási, mind a futási időben.

• Értelmezhetőség.
  A Java interpreter bármilyen JVM-mel és JRE-vel rendelkező gépen képes Java bájtkódot végrehajtani.

• Terjeszthetőség.
  A Java eszközökkel rendelkezik elosztott alkalmazások létrehozására.

• Teljesítmény.
  A JIT (just-in-time) fordító nagy sebességű, a C-hez és a C++-hoz hasonló teljesítményt nyújt.

Hogyan kezdjünk el programozni Java nyelven?

A Java elsajátításához elmélyülnie kell néhány alapfogalomban: mit tartalmaz a Java nyelv, mi az a Java program, és hogyan fut? Ezután lépjen tovább a nyelv szintaxisára és alapjaira, és tanulmányozza a könyvtárakat. Miután elolvasott néhány Java-ról szóló cikket, megbirkózhat az alapokkal. A következő folyamatábra világosan bemutatja a lépések sorrendjét:

Mit kell programozni Java nyelven?

Először telepítenie kell a programok fejlesztéséhez és futtatásához szükséges szoftvert – a Java Development Kit-et (JDK). Ezt követően konfigurálja a JDK-t a számítógépén, töltse le és telepítse az integrált fejlesztői környezetet (IDE), amely szoftverfejlesztési környezet. A legnépszerűbb IDE az IntelliJ IDEA. Alternatívák az Eclipse, a NetBeans, a JCreator és még egy közönséges szövegszerkesztő is.

Java telepítése a számítógépére

Ahogy már láttuk, amikor a Java-t a semmiből tanuljuk, az első lépés a JDK telepítése. Ehhez néhány egyszerű műveletet kell végrehajtania:

1. Nyissa meg az Oracle webhelyét .
2. Válassza ki és töltse le az operációs rendszeréhez tartozó telepítőfájlt.
3. Hajtsa végre a telepítést a telepítő ajánlásait követve.
4. Ha Windowst használ, állítson be egy környezeti változót.

Alapvető definíciók

Ha most kezdi megtanulni a Java nyelvet, biztosan találkozni fog a következő kifejezésekkel: A JVM a Java virtuális gép rövidítése. Ez egy platformfüggő szoftvermodul, amely arra szolgál, hogy a forrás bájtkódot gépi kódba értelmezze és végrehajtsa. A JRE a Java Runtime Environment rövidítése. Tartalmazza a JVM megvalósítását egy adott platformhoz és a Java programok futtatásához szükséges könyvtárakat. A JDK a Java Development Kit rövidítése, amely a Java programok írásához szükséges fejlesztői eszközök készlete. Tartalmaz egy fordítót, JRE-t, szabványos Java-könyvtárakat, dokumentációt és különféle segédprogramokat. A forráskód egy Java nyelven írt szövegfájlban található, .java kiterjesztéssel. A bájtkód egy géptől független, alacsony szintű kód, amely a JVM utasításkészletéből áll. A gépi kód bináris gépi utasítások, amelyeket közvetlenül a processzor hajt végre. A fordítás azt jelenti, hogy a forráskódot bájtkóddá alakítja. Az értelmezés a bájtkód gépi kódmá alakítását jelenti. A platform egy szoftver- és hardverkörnyezet a programok futtatásához. A legnépszerűbb platformok a Microsoft Windows, a Linux, a Solaris OS és a Mac OS. Ez a diagram segít jobban megérteni a JVM, JRE és JDK fogalmait:

A program életciklusa

A Java programok élete akkor kezdődik, amikor a forráskódot szövegfájlba írják. Általában ez egy speciális programozási környezetben, az úgynevezett integrált fejlesztőkörnyezetben (IDE) történik, de az egyszerű programokat be lehet gépelni egy szövegszerkesztőbe, akár a Notepadbe is, amely a Windows bármely kiadásához tartozik. A forráskódot .java kiterjesztésű fájlba kell menteni. Példa program: HelloWorld.java :

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

Mielőtt ezt a forráskódot végrehajtaná, egy fordítónak bájtkóddá kell fordítania. A fordító egy segédprogram, amely a JDK része. Egy .class kiterjesztésű fájlt hoz létre. Ez a fájl bájtkódot tartalmaz, amelyek a JVM-hez tartozó utasítások. Formátumuk az assembly nyelvre emlékeztet. A HelloWorld.java programunk egy HelloWorld.class fájlba lesz fordítva. A Java platform nem biztosít eszközöket a bájtkód szerkesztéséhez, de megtekintheti. Egy Java program bájtkódjának megtekintéséhez használhatja a javap disassembler segédprogramot, amely a JDK-ban található. A HelloWorld.class a következő bájtkódot tartalmazza:

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
}

Most programunk lefordított formában a HelloWorld.class fájlban van tárolva. Bármely platformon való futtatásához telepíteni kell a JRE-t. A JVM lehetővé teszi a Java programok bármilyen platformra történő portolását. A végrehajtás a bájtkód Java virtuális gép általi végrehajtását jelenti. A programok a java segédprogrammal futnak. Meg kell adnia a lefordított fájl nevét. A végrehajtás a következőképpen történik:

1. A JVM betöltődik a számítógép memóriájába. Alapvetően ez egy olyan program, amely az általunk írt Java programok futtatására szolgál.
2. A bootstrap osztálybetöltő használatával a JVM betölti és inicializálja osztályunkat a memóriában. Példánkban ez a HelloWorld osztály.
3. Ezután a JVM egy nyilvános statikus void main(String []) metódust keres az osztályunkban.
4. A fő metódus kódja végrehajtódik. Ha a program végrehajtásához más osztályokra van szükség, akkor ezek betöltődnek és inicializálódnak.
5. A kód végrehajtása után a szemétgyűjtés történik. Ez magában foglalja a memória törlését és a JVM program bezárását.

Mindezen műveletek végrehajtásakor a JVM értelmezi (lefordítja) a bájtkódot a processzor gépi utasításává, figyelembe véve azt az operációs rendszert, amelyen fut. Egy Java program életciklusát a következő diagramon ábrázolhatjuk:

Fejlesztői környezet kiválasztása és telepítése

Ahhoz, hogy gyorsan és hatékonyan programozhasson Java nyelven, szüksége van egy fejlesztői környezetre – egy Java-programok írására szolgáló alkalmazásra. A Java fejlesztők között a legnépszerűbb IDE-k a következők:

• IntelliJ ÖTLET
• Fogyatkozás
• NetBeans

A RebelLabs által 2017-ben készített, a Java fejlesztői eszközök népszerűségéről készült áttekintés szerint a vezető az IntelliJ IDEA, az Eclipse a második, a NetBeans pedig a harmadik helyen végzett, jelentősen lemaradva az első két vezetőtől. Az egyéb IDE-k a piac kis részét képviselik, összesen nem haladják meg a 3%-ot. Kezdőknek elegendő az IntelliJ IDEA Community Edition telepítése. Először is megkapja a modern IDE minden előnyét (automatikus kiegészítés, kódellenőrzés, kódhibakeresés, kényelmes integráció adatbázisokkal és szerverekkel), valamint számos fejlesztőeszköz és technológia támogatását. Másodszor, megteszi az első lépést a legtöbb fejlesztő által használt professzionális fejlesztési eszköz elsajátítása felé. Az IntelliJ IDEA telepítésére vonatkozó utasítások a 3. szint elején találhatókCodeGym oktatási tanfolyam .

Mennyi ideig tart megtanulni a Java-t?

Valószínűleg 6-12 hónap alatt elsajátíthatja a Java alapjait és fejlesztheti programozási készségeit, attól függően, hogy milyen intenzíven tanul. Vegyünk strukturált megközelítést: készítsünk tanulmányi tervet, gyűjtsük össze a szükséges forrásokat, és szánjunk napi néhány órát tanulmányainkra. Ne felejtsük el, hogy a programozás megtanulásának kulcsa a gyakorlat.

Következtetés

A Java önálló tanulása valójában könnyebb, mint gondolnád. Csak alapvető számítógépes ismeretekre van szükség. A Java hatékony tanulásának megkezdéséhez kövesse néhány egyszerű lépést:

1. Telepítse a Java-t a számítógépére
2. Tanuld meg az alapfogalmakat
3. Telepítsen egy fejlesztői környezetet
4. Írja meg és futtassa az első programot