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John Squirrels
Nível 41
San Francisco

Como começar a aprender Java

Publicado no grupo Random-PT

A linguagem Java

Java não é apenas uma linguagem de programação. É uma plataforma de software completa com recursos abrangentes. Os principais componentes da plataforma são:
  • Ferramentas básicas para escrever e executar programas Java.
  • Bibliotecas e classes (o núcleo da linguagem). Eles fornecem os recursos básicos de programação do Java: manipulação de exceção, multithreading, coleções, log, reflexão, segurança, rede, processamento XML, serialização, expressões regulares.
  • Ferramentas para implantação e inicialização automática de aplicativos.
  • Ferramentas para criar um frontend (GUI, interface do usuário). Eles são encontrados nas classes das bibliotecas JavaFX, Swing e Java2D.
  • Bibliotecas para trabalhar com bancos de dados remotamente pela rede, como JDBC, JNDI, RMI e Java RMI-IIOP.
Se quiser saber mais sobre classes e ferramentas Java, leia a documentação do Oracle . Tem tudo. Java JDK 1.0, a primeira versão, incluía "apenas" algumas centenas de classes. Mas agora esse número aumentou para vários milhares. Ao longo da vida da linguagem, seus criadores fizeram um grande número de mudanças que aumentam sua segurança, funcionalidade e portabilidade. Graças a essa melhoria contínua e ao suporte dos desenvolvedores, o Java sempre acompanhou o desenvolvimento das tecnologias de TI. Como resultado, temos agora uma linguagem de ponta cujas principais características são:
  • Baixa barreira à entrada.
    Aprender Java é mais fácil do que a maioria das linguagens com uma sintaxe semelhante a C.

  • Orientação a objetos.
    Programas em Java são construídos com base em objetos e interações entre objetos. Isso permite que você aproveite todas as vantagens do OOP.

  • Portabilidade.
    Como um interpretador (a máquina virtual Java) é usado, os programas podem ser executados em várias plataformas e dispositivos.

  • Independência de plataforma
    Um programa Java escrito para uma plataforma é compilado em código de byte intermediário que pode ser executado em outras plataformas, pois é interpretado por uma JVM para cada plataforma específica.

  • Multithreading avançado.
    As ferramentas Java permitem controlar a execução de vários encadeamentos, o que significa que você pode criar aplicativos multiencadeados.

  • Segurança.
    Como a JVM possui verificação de bytecode integrada e o Java não possui gerenciamento de memória manual, rastreia estouros de pilha e possui várias APIs que permitem controlar a segurança, você pode criar aplicativos realmente seguros em Java.

  • Tolerância ao erro.
    O mecanismo de exceção aumenta a tolerância a falhas dos programas e reduz o número de erros, tanto em tempo de compilação quanto em tempo de execução.

  • Interpretabilidade.
    O interpretador Java pode executar bytecode Java em qualquer máquina que tenha uma JVM e JRE.

  • Distributibilidade.
    Java possui ferramentas para criar aplicativos distribuídos.

  • Desempenho.
    Um compilador JIT (just-in-time) fornece desempenho de alta velocidade comparável a C e C++.

Como começar a programar em Java?

Para começar a aprender Java do zero , você deve se aprofundar em alguns conceitos básicos: o que está incluído na linguagem Java, o que é um programa Java e como ele é executado? Em seguida, passe para a sintaxe e o básico da linguagem e estude as bibliotecas. Depois de ler alguns artigos sobre Java, você pode abordar o básico. O fluxograma a seguir demonstra claramente a sequência de etapas: Como começar a aprender Java - 2

O que você precisa para programar em Java?

Primeiro, você precisa instalar um software para desenvolver e executar programas — o Java Development Kit (JDK). Depois disso, configure o JDK em seu computador, baixe e instale um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), que é um ambiente para desenvolvimento de software. O IDE mais popular é o IntelliJ IDEA. As alternativas são Eclipse, NetBeans, JCreator e até mesmo um editor de texto comum.

Instalando o Java em seu computador

Como já vimos, quando aprendemos Java do zero, o primeiro passo é instalar o JDK. Para isso, você precisa realizar algumas operações simples:
  1. Acesse o site da Oracle .
  2. Selecione e baixe o arquivo de instalação para o seu sistema operacional.
  3. Execute a instalação seguindo as recomendações do instalador.
  4. Defina uma variável de ambiente se estiver usando o Windows.

Definições básicas

Se você está apenas começando a aprender Java, certamente encontrará os seguintes termos: JVM significa Java virtual machine. Este é um módulo de software dependente da plataforma que serve para interpretar o bytecode fonte em código de máquina e executá-lo. JRE significa Java Runtime Environment. Inclui a implementação da JVM para uma plataforma específica e um conjunto de bibliotecas necessárias para executar programas Java. JDK significa Java Development Kit, que é um conjunto de ferramentas de desenvolvedor necessárias para escrever programas Java. Ele inclui um compilador, JRE, bibliotecas Java padrão, documentação e vários utilitários. O código-fonte encontra-se em um arquivo de texto escrito na linguagem Java com a extensão .java. Bytecode é um código de baixo nível independente de máquina que consiste em um conjunto de instruções para a JVM. Código de máquina são instruções de máquina binárias que são executadas diretamente pelo processador. Compilar significa converter o código-fonte em bytecode. Interpretar significa converter bytecode em código de máquina. Uma plataforma é um ambiente de software e hardware para executar programas. As plataformas mais populares são Microsoft Windows, Linux, Solaris OS e Mac OS. Este diagrama ajudará você a entender melhor os conceitos de JVM, JRE e JDK: Como começar a aprender Java - 3

Ciclo de vida do programa

A vida de um programa Java começa quando o código fonte é escrito em um arquivo de texto. Normalmente, isso é feito em um ambiente de programação especial chamado ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), mas programas simples podem ser digitados em um editor de texto, até mesmo o Bloco de Notas, que vem com qualquer edição do Windows. O código fonte deve ser salvo em um arquivo com a extensão .java. Exemplo de programa: HelloWorld.java :

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("This is my first program");
    }
}
Antes que este código-fonte seja executado, ele deve ser compilado em bytecode por um compilador. Um compilador é um utilitário que faz parte do JDK. Ele produz um arquivo com a extensão .class. Este arquivo contém bytecode, que são instruções para a JVM. Seu formato lembra a linguagem assembly. Nosso programa HelloWorld.java será compilado em um arquivo HelloWorld.class. A plataforma Java não fornece ferramentas para edição de bytecode, mas você pode visualizá-lo. Para visualizar o bytecode de um programa Java, você pode usar o utilitário javap disassembler, que está incluído no JDK. HelloWorld.class conterá o seguinte bytecode:

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
}
Agora nosso programa é armazenado de forma compilada no arquivo HelloWorld.class. Para executá-lo em qualquer plataforma, o JRE deve estar instalado. A JVM fornece a capacidade de portar programas Java para qualquer plataforma. Execução significa execução do bytecode pela máquina virtual Java. Os programas são executados usando o utilitário java. Você precisa especificar o nome do arquivo compilado. A execução acontece da seguinte forma:
  1. A JVM é carregada na memória do computador. Basicamente, trata-se de um programa que serve para rodar os programas Java que escrevemos.
  2. Usando o classloader bootstrap, a JVM carrega e inicializa nossa classe na memória. Em nosso exemplo, esta é a classe HelloWorld .
  3. Em seguida, a JVM procura um método public static void main(String[]) em nossa classe.
  4. O código do método principal é executado. Se a execução do programa exigir outras classes, elas serão carregadas e inicializadas.
  5. Depois que o código é executado, a coleta de lixo é realizada. Isso envolve limpar a memória e fechar o programa JVM.
Ao realizar todas essas ações, a JVM interpreta (traduz) o bytecode em uma instrução de máquina para o processador, levando em consideração o sistema operacional no qual está rodando. Podemos representar o ciclo de vida de um programa Java no seguinte diagrama: Como começar a aprender Java - 4

Escolhendo e instalando um ambiente de desenvolvimento

Para programar em Java de forma rápida e eficiente, você precisa de um ambiente de desenvolvimento — um aplicativo para escrever programas Java. Entre os desenvolvedores Java, os IDEs mais populares são:
  • IDEIA IntelliJ
  • Eclipse
  • NetBeans
De acordo com uma análise da popularidade das ferramentas de desenvolvimento Java , preparada pela RebelLabs em 2017, o líder foi o IntelliJ IDEA, o Eclipse ficou em segundo lugar e o NetBeans ficou em terceiro, ficando significativamente atrás dos dois primeiros líderes. Os demais IDEs representam uma pequena fração do mercado, totalizando não mais que 3%. Para iniciantes, a instalação do IntelliJ IDEA Community Edition é suficiente. Primeiro, você obtém todas as vantagens de um IDE moderno (preenchimento automático, verificação de código, depuração de código, integração conveniente com bancos de dados e servidores), bem como suporte para muitas ferramentas e tecnologias de desenvolvimento. Em segundo lugar, você dá o primeiro passo para dominar a ferramenta de desenvolvimento profissional usada pela maioria dos desenvolvedores. As instruções sobre como instalar o IntelliJ IDEA são fornecidas no início do Nível 3 doCurso educacional CodeGym .

Quanto tempo leva para aprender Java?

Você provavelmente pode aprender o básico de Java e desenvolver habilidades de programação em 6 a 12 meses, dependendo de quão intensamente você estuda. Faça uma abordagem estruturada: faça um plano de estudo, reúna as fontes necessárias e reserve algumas horas por dia para seus estudos. Não se esqueça que a chave para aprender a programar é a prática.

Conclusão

Estudar Java por conta própria é realmente mais fácil do que você imagina. Você só precisa de conhecimentos básicos de informática. Para começar a aprender Java de forma eficaz, siga alguns passos simples:
  1. Instale o Java no seu computador
  2. Aprenda os conceitos básicos
  3. Instalar um ambiente de desenvolvimento
  4. Escreva e execute seu primeiro programa
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