Jak rozpocząć naukę Javy

język Java

Java to nie tylko język programowania. To cała platforma programowa o szerokich możliwościach. Główne elementy platformy to:

• Podstawowe narzędzia do pisania i uruchamiania programów Java.
• Biblioteki i klasy (rdzeń języka). Zapewniają podstawowe możliwości programistyczne Javy: obsługę wyjątków, wielowątkowość, kolekcje, logowanie, refleksję, bezpieczeństwo, pracę w sieci, przetwarzanie XML, serializację, wyrażenia regularne.
• Narzędzia do wdrażania i automatycznego uruchamiania aplikacji.
• Narzędzia do tworzenia frontendu (GUI, interfejs użytkownika). Można je znaleźć w klasach bibliotek JavaFX, Swing i Java2D.
• Biblioteki do zdalnej pracy z bazami danych przez sieć, takie jak JDBC, JNDI, RMI i Java RMI-IIOP.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o klasach i narzędziach Java, przeczytaj dokumentację Oracle . Ma wszystko. Java JDK 1.0, pierwsza wersja, zawierała „tylko” kilkaset klas. Ale teraz ta liczba wzrosła do kilku tysięcy. W ciągu życia języka jego twórcy dokonali ogromnej liczby zmian, które zwiększają jego bezpieczeństwo, funkcjonalność i przenośność. Dzięki ciągłemu doskonaleniu i wsparciu ze strony programistów Java zawsze nadążała za rozwojem technologii informatycznych. W rezultacie mamy teraz najnowocześniejszy język, którego główne cechy to:

• Niski próg wejścia.
  Nauka języka Java jest łatwiejsza niż większości języków ze składnią podobną do języka C.

• Orientacja obiektowa.
  Programy w Javie są budowane w oparciu o obiekty i interakcje między obiektami. Dzięki temu możesz cieszyć się wszystkimi zaletami OOP.

• Ruchliwość.
  Dzięki zastosowaniu interpretera (wirtualnej maszyny Javy) programy mogą być uruchamiane na różnych platformach i urządzeniach.

• Niezależność platformy
  Program Java napisany dla jednej platformy jest kompilowany do pośredniego kodu bajtowego, który może być uruchamiany na innych platformach, ponieważ jest interpretowany przez JVM dla każdej konkretnej platformy.

• Zaawansowana wielowątkowość.
  Narzędzia Java pozwalają kontrolować wykonywanie wielu wątków, co oznacza, że ​​możesz tworzyć aplikacje wielowątkowe.

• Bezpieczeństwo.
  Ponieważ JVM ma wbudowaną weryfikację kodu bajtowego, a Java nie ma ręcznego zarządzania pamięcią, śledzi przepełnienia stosu i ma różne interfejsy API, które pozwalają kontrolować bezpieczeństwo, możesz tworzyć naprawdę bezpieczne aplikacje w Javie.

• Tolerancja błędów.
  Mechanizm wyjątków zwiększa tolerancję programów na awarie i zmniejsza liczbę błędów, zarówno w czasie kompilacji, jak iw czasie wykonywania.

• Interpretowalność.
  Interpreter Java może wykonywać kod bajtowy Java na dowolnej maszynie, która ma JVM i JRE.

• Dystrybucja.
  Java posiada narzędzia do tworzenia aplikacji rozproszonych.

• Wydajność.
  Kompilator JIT (just-in-time) zapewnia wysoką wydajność porównywalną z C i C++.

Jak zacząć programować w Javie?

Aby rozpocząć naukę języka Java od podstaw , należy zapoznać się z kilkoma podstawowymi pojęciami: co obejmuje język Java, czym jest program Java i jak działa? Następnie przejdź do składni i podstaw języka oraz zapoznaj się z bibliotekami. Po przeczytaniu kilku artykułów o Javie możesz zająć się podstawami. Poniższy schemat wyraźnie pokazuje kolejność kroków:

Co jest potrzebne do programowania w Javie?

Najpierw musisz zainstalować oprogramowanie do tworzenia i uruchamiania programów — zestaw Java Development Kit (JDK). Następnie skonfiguruj JDK na swoim komputerze, pobierz i zainstaluj zintegrowane środowisko programistyczne (IDE), które jest środowiskiem do tworzenia oprogramowania. Najpopularniejszym IDE jest IntelliJ IDEA. Alternatywami są Eclipse, NetBeans, JCreator, a nawet zwykły edytor tekstu.

Instalowanie Javy na komputerze

Jak już widzieliśmy, kiedy uczymy się Javy od podstaw, pierwszym krokiem jest instalacja JDK. W tym celu musisz wykonać kilka prostych operacji:

1. Przejdź do witryny Oracle .
2. Wybierz i pobierz plik instalacyjny dla swojego systemu operacyjnego.
3. Przeprowadź instalację zgodnie z zaleceniami instalatora.
4. Ustaw zmienną środowiskową, jeśli używasz systemu Windows.

Podstawowe definicje

Jeśli dopiero zaczynasz uczyć się Javy, z pewnością spotkasz się z następującymi terminami: JVM to skrót od Java virtual machine. Jest to moduł oprogramowania zależny od platformy, który służy do interpretacji źródłowego kodu bajtowego na kod maszynowy i wykonania go. JRE oznacza Java Runtime Environment. Obejmuje implementację JVM dla określonej platformy oraz zestaw bibliotek potrzebnych do uruchamiania programów Java. JDK to skrót od Java Development Kit, który jest zestawem narzędzi programistycznych potrzebnych do pisania programów Java. Zawiera kompilator, JRE, standardowe biblioteki Java, dokumentację i różne narzędzia. Kod źródłowy znajduje się w pliku tekstowym napisanym w języku Java z rozszerzeniem .java. Kod bajtowy to niezależny od maszyny kod niskiego poziomu, który składa się z zestawu instrukcji dla JVM. Kod maszynowy to binarne instrukcje maszynowe wykonywane bezpośrednio przez procesor. Kompilacja oznacza konwersję kodu źródłowego na kod bajtowy. Interpretacja oznacza konwersję kodu bajtowego na kod maszynowy. Platforma to środowisko programowe i sprzętowe do uruchamiania programów. Najpopularniejsze platformy to Microsoft Windows, Linux, Solaris OS i Mac OS. Ten diagram pomoże ci lepiej zrozumieć pojęcia JVM, JRE i JDK:

Cykl życia programu

Życie programu Java rozpoczyna się, gdy kod źródłowy jest zapisywany w pliku tekstowym. Zwykle odbywa się to w specjalnym środowisku programistycznym zwanym zintegrowanym środowiskiem programistycznym (IDE), ale proste programy można wpisywać w edytorze tekstu, nawet w Notatniku, który jest dostarczany z dowolną wersją systemu Windows. Kod źródłowy musi być zapisany w pliku z rozszerzeniem .java. Przykładowy program: HelloWorld.java :

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

Zanim ten kod źródłowy zostanie wykonany, musi zostać skompilowany do kodu bajtowego przez kompilator. Kompilator to narzędzie, które jest częścią pakietu JDK. Tworzy plik z rozszerzeniem .class. Ten plik zawiera kod bajtowy, który jest instrukcją dla JVM. Ich format przypomina asembler. Nasz program HelloWorld.java zostanie skompilowany do pliku HelloWorld.class. Platforma Java nie udostępnia narzędzi do edycji kodu bajtowego, ale można go wyświetlić. Aby wyświetlić kod bajtowy programu Java, można użyć narzędzia do dezasemblera javap, które jest zawarte w pakiecie JDK. HelloWorld.class będzie zawierał następujący kod bajtowy:

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
}

Teraz nasz program jest przechowywany w postaci skompilowanej w pliku HelloWorld.class. Aby uruchomić go na dowolnej platformie, należy zainstalować JRE. JVM zapewnia możliwość przenoszenia programów Java na dowolną platformę. Wykonanie oznacza wykonanie kodu bajtowego przez wirtualną maszynę Java. Programy są wykonywane za pomocą narzędzia java. Musisz podać nazwę skompilowanego pliku. Wykonanie odbywa się w następujący sposób:

1. JVM jest ładowana do pamięci komputera. Zasadniczo jest to program, który służy do uruchamiania programów Java, które piszemy.
2. Korzystając z modułu ładującego klasy bootstrap, JVM ładuje i inicjalizuje naszą klasę w pamięci. W naszym przykładzie jest to klasa HelloWorld .
3. Następnie JVM szuka w naszej klasie metody public static void main(String []) .
4. Wykonywany jest kod metody main . Jeśli wykonanie programu wymaga innych klas, są one ładowane i inicjalizowane.
5. Po wykonaniu kodu następuje wyrzucanie elementów bezużytecznych. Obejmuje to wyczyszczenie pamięci i zamknięcie programu JVM.

Wykonując wszystkie te czynności, JVM interpretuje (tłumaczy) kod bajtowy na instrukcję maszynową dla procesora, biorąc pod uwagę system operacyjny, na którym działa. Cykl życia programu Java możemy przedstawić na poniższym diagramie:

Wybór i instalacja środowiska programistycznego

Aby szybko i wydajnie programować w Javie, potrzebujesz środowiska programistycznego — aplikacji do pisania programów w Javie. Wśród programistów Java najpopularniejszymi IDE są:

• POMYSŁ IntelliJ
• Zaćmienie
• NetBeans

Według przeglądu popularności narzędzi programistycznych Java , przygotowanego przez RebelLabs w 2017 roku, prym wiódł IntelliJ IDEA, drugie miejsce zajął Eclipse, a trzecie miejsce zajął NetBeans, pozostając znacznie w tyle za dwoma czołowymi liderami. Inne IDE stanowią niewielki ułamek rynku, w sumie nie więcej niż 3%. Dla początkujących wystarczy zainstalować IntelliJ IDEA Community Edition. Po pierwsze otrzymujesz wszystkie zalety nowoczesnego IDE (autouzupełnianie, sprawdzanie kodu, debugowanie kodu, wygodna integracja z bazami danych i serwerami) oraz obsługę wielu narzędzi i technologii programistycznych. Po drugie, robisz pierwszy krok w kierunku opanowania profesjonalnego narzędzia programistycznego używanego przez większość programistów. Instrukcje dotyczące instalacji IntelliJ IDEA znajdują się na początku poziomu 3Kurs edukacyjny CodeGym .

Ile czasu zajmuje nauka Javy?

Prawdopodobnie możesz nauczyć się podstaw języka Java i rozwinąć umiejętności programowania w ciągu 6 do 12 miesięcy, w zależności od tego, jak intensywnie się uczysz. Podejmij ustrukturyzowane podejście: opracuj plan nauki, zbierz niezbędne źródła i zarezerwuj kilka godzin dziennie na naukę. Nie zapominaj, że kluczem do nauki programowania jest praktyka.

Wniosek

Samodzielne studiowanie języka Java jest w rzeczywistości łatwiejsze niż myślisz. Potrzebujesz tylko podstawowych umiejętności obsługi komputera. Aby skutecznie rozpocząć naukę języka Java, wykonaj kilka prostych kroków:

1. Zainstaluj Javę na swoim komputerze
2. Poznaj podstawowe pojęcia
3. Zainstaluj środowisko programistyczne
4. Napisz i uruchom swój pierwszy program