Cum să începi să înveți Java

Limbajul Java

Java nu este doar un limbaj de programare. Este o întreagă platformă software cu capabilități extinse. Principalele componente ale platformei sunt:

• Instrumente de bază pentru scrierea și rularea programelor Java.
• Biblioteci și clase (nucleul limbii). Ele oferă capabilitățile de programare de bază ale Java: gestionarea excepțiilor, multithreading, colecții, înregistrare în jurnal, reflectare, securitate, rețea, procesare XML, serializare, expresii regulate.
• Instrumente pentru implementarea și lansarea automată a aplicațiilor.
• Instrumente pentru crearea unui frontend (GUI, interfață utilizator). Acestea se găsesc în clasele bibliotecilor JavaFX, Swing și Java2D.
• Biblioteci pentru lucrul cu baze de date de la distanță prin rețea, cum ar fi JDBC, JNDI, RMI și Java RMI-IIOP.

Dacă doriți să aflați mai multe despre clasele și instrumentele Java, citiți documentația Oracle . Are de toate. Java JDK 1.0, prima versiune, a inclus „doar” câteva sute de clase. Dar acum acest număr a crescut la câteva mii. De-a lungul vieții limbii, creatorii săi au făcut un număr imens de modificări care îi sporesc securitatea, funcționalitatea și portabilitatea. Datorită acestei îmbunătățiri continue și sprijinului din partea dezvoltatorilor, Java a fost întotdeauna în pas cu dezvoltarea tehnologiilor IT. Drept urmare, avem acum un limbaj de ultimă generație ale cărui principale caracteristici sunt:

• Barieră scăzută la intrare.
  Învățarea Java este mai ușoară decât majoritatea limbilor cu o sintaxă asemănătoare C.

• Orientarea obiectelor.
  Programele în Java sunt construite pe baza obiectelor și a interacțiunilor dintre obiecte. Acest lucru vă permite să vă bucurați de toate avantajele OOP.

• Portabilitate.
  Deoarece se folosește un interpret (mașina virtuală Java), programele pot fi rulate pe diverse platforme și dispozitive.

• Independenta platformei
  Un program Java scris pentru o platforma este compilat in cod de octet intermediar care poate fi rulat pe alte platforme, deoarece este interpretat de un JVM pentru fiecare platforma specifica.

• Multithreading avansat.
  Instrumentele Java vă permit să controlați execuția mai multor fire, ceea ce înseamnă că puteți crea aplicații cu mai multe fire.

• Securitate.
  Deoarece JVM-ul are încorporat verificarea bytecode, iar Java nu are management manual al memoriei, urmărește depășirile de stive și are diverse API-uri care vă permit să controlați securitatea, puteți crea aplicații cu adevărat sigure în Java.

• Toleranță la erori.
  Mecanismul de excepție mărește toleranța la erori a programelor și reduce numărul de erori, atât în ​​timpul compilării, cât și în timpul rulării.

• Interpretabilitate.
  Interpretul Java poate executa bytecode Java pe orice mașină care are un JVM și JRE.

• Distribuibilitate.
  Java are instrumente pentru crearea de aplicații distribuite.

• Performanţă.
  Un compilator JIT (just-in-time) oferă o performanță de mare viteză comparabilă cu C și C++.

Cum să începem programarea în Java?

Pentru a începe să înveți Java de la zero , ar trebui să cercetezi câteva concepte de bază: ce este inclus în limbajul Java, ce este un program Java și cum rulează? Apoi treceți la sintaxa și elementele de bază ale limbii și studiați bibliotecile. După ce ați citit câteva articole despre Java, puteți aborda elementele de bază. Următoarea diagramă de flux demonstrează clar succesiunea pașilor:

Ce ai nevoie pentru a programa în Java?

În primul rând, trebuie să instalați software pentru dezvoltarea și rularea programelor — Java Development Kit (JDK). După aceea, configurați JDK-ul pe computer, descărcați și instalați un mediu de dezvoltare integrat (IDE), care este un mediu pentru dezvoltarea de software. Cel mai popular IDE este IntelliJ IDEA. Alternativele sunt Eclipse, NetBeans, JCreator și chiar un editor de text obișnuit.

Instalarea Java pe computer

După cum am văzut deja, când învățăm Java de la zero, primul pas este să instalăm JDK. Pentru aceasta, trebuie să efectuați câteva operații simple:

1. Accesați site-ul web Oracle .
2. Selectați și descărcați fișierul de instalare pentru sistemul dvs. de operare.
3. Efectuați instalarea, urmând recomandările instalatorului.
4. Setați o variabilă de mediu dacă utilizați Windows.

Definiții de bază

Dacă abia începi să înveți Java, cu siguranță vei întâlni următorii termeni: JVM înseamnă mașină virtuală Java. Acesta este un modul software dependent de platformă, care servește la interpretarea codului octet sursă în codul mașinii și îl execută. JRE înseamnă Java Runtime Environment. Include implementarea JVM pentru o anumită platformă și un set de biblioteci necesare pentru a rula programe Java. JDK înseamnă Java Development Kit, care este un set de instrumente de dezvoltare necesare pentru a scrie programe Java. Include un compilator, JRE, biblioteci Java standard, documentație și diverse utilitare. Codul sursă se găsește într-un fișier text scris în limbajul Java cu extensia .java. Bytecode este un cod de nivel scăzut, independent de mașină, care constă dintr-un set de instrucțiuni pentru JVM. Codul de mașină este instrucțiuni binare de mașină care sunt executate direct de procesor. Compilare înseamnă a converti codul sursă în bytecode. Interpretare înseamnă a converti bytecode în cod mașină. O platformă este un mediu software și hardware pentru rularea programelor. Cele mai populare platforme sunt Microsoft Windows, Linux, Solaris OS și Mac OS. Această diagramă vă va ajuta să înțelegeți mai bine conceptele de JVM, JRE și JDK:

Ciclul de viață al programului

Viața unui program Java începe atunci când codul sursă este scris într-un fișier text. De obicei, acest lucru se face într-un mediu de programare special numit mediu de dezvoltare integrat (IDE), dar programele simple pot fi tastate într-un editor de text, chiar și Notepad, care vine cu orice ediție de Windows. Codul sursă trebuie salvat într-un fișier cu extensia .java. Exemplu de program: HelloWorld.java :

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

Înainte ca acest cod sursă să fie executat, acesta trebuie să fie compilat în bytecode de către un compilator. Un compilator este un utilitar care face parte din JDK. Produce un fișier cu extensia .class. Acest fișier conține bytecode, care sunt instrucțiuni pentru JVM. Formatul lor seamănă cu limbajul de asamblare. Programul nostru HelloWorld.java va fi compilat într-un fișier HelloWorld.class. Platforma Java nu oferă instrumente pentru editarea bytecode, dar îl puteți vizualiza. Pentru a vizualiza codul de octeți al unui program Java, puteți utiliza utilitarul de dezasamblare javap, care este inclus în JDK. HelloWorld.class va conține următorul 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
}

Acum programul nostru este stocat într-o formă compilată în fișierul HelloWorld.class. Pentru a-l rula pe orice platformă, trebuie instalat JRE. JVM oferă posibilitatea de a porta programe Java pe orice platformă. Execuția înseamnă executarea bytecode de către mașina virtuală Java. Programele sunt executate folosind utilitarul java. Trebuie să specificați numele fișierului compilat. Executarea se desfășoară după cum urmează:

1. JVM-ul este încărcat în memoria computerului. Practic, acesta este un program care servește la rularea programelor Java pe care le scriem.
2. Folosind încărcătorul de clasă bootstrap, JVM-ul încarcă și inițializează clasa noastră în memorie. În exemplul nostru, aceasta este clasa HelloWorld .
3. În continuare, JVM caută o metodă publică static void main(String []) în clasa noastră.
4. Se execută codul metodei principale . Dacă execuția programului necesită alte clase, acestea sunt încărcate și inițializate.
5. După ce codul este executat, se efectuează colectarea gunoiului. Aceasta implică ștergerea memoriei și închiderea programului JVM.

Când efectuează toate aceste acțiuni, JVM interpretează (traduce) bytecode într-o instrucțiune de mașină pentru procesor, ținând cont de sistemul de operare pe care rulează. Putem reprezenta ciclul de viață al unui program Java în următoarea diagramă:

Alegerea și instalarea unui mediu de dezvoltare

Pentru a programa rapid și eficient în Java, aveți nevoie de un mediu de dezvoltare - o aplicație pentru scrierea de programe Java. Printre dezvoltatorii Java, cele mai populare IDE-uri sunt:

• IntelliJ IDEA
• Eclipsă
• NetBeans

Potrivit unei analize a popularității instrumentelor de dezvoltare Java , pregătită de RebelLabs în 2017, liderul a fost IntelliJ IDEA, Eclipse a fost pe locul al doilea, iar NetBeans pe locul trei, rămânând semnificativ în urma primilor doi lideri. Alte IDE reprezintă o mică parte a pieței, însumând nu mai mult de 3%. Pentru începători, este suficientă instalarea IntelliJ IDEA Community Edition. În primul rând, beneficiați de toate avantajele unui IDE modern (completare automată, verificare a codului, depanare a codului, integrare convenabilă cu baze de date și servere), precum și suport pentru multe instrumente și tehnologii de dezvoltare. În al doilea rând, faci primul pas către stăpânirea instrumentului de dezvoltare profesională folosit de majoritatea dezvoltatorilor. Instrucțiuni despre cum să instalați IntelliJ IDEA sunt furnizate la începutul nivelului 3 alCurs educațional CodeGym .

Cât durează să înveți Java?

Probabil că puteți învăța elementele de bază ale Java și puteți dezvolta abilități de programare în 6 până la 12 luni, în funcție de cât de intens studiați. Luați o abordare structurată: faceți un plan de studiu, adunați sursele necesare și rezervați câteva ore pe zi pentru studii. Nu uitați că cheia pentru a învăța cum să programați este practica.

Concluzie

Să studiezi Java pe cont propriu este de fapt mai ușor decât ai putea crede. Ai nevoie doar de cunoștințe de bază de calculator. Pentru a începe să înveți Java în mod eficient, urmează câțiva pași simpli:

1. Instalați Java pe computer
2. Învață conceptele de bază
3. Instalați un mediu de dezvoltare
4. Scrieți și rulați primul program