จะเริ่มเรียนรู้ Java ได้อย่างไร

ภาษาจาวา

Java ไม่ใช่แค่ภาษาโปรแกรม เป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่มีความสามารถมากมาย ส่วนประกอบหลักของแพลตฟอร์มคือ:

• เครื่องมือพื้นฐานสำหรับการเขียนและรันโปรแกรม Java
• ห้องสมุดและชั้นเรียน (แกนหลักของภาษา) มีความสามารถในการเขียนโปรแกรมพื้นฐานของ Java: การจัดการข้อยกเว้น, มัลติเธรด, คอลเลกชัน, การบันทึก, การสะท้อน, ความปลอดภัย, เครือข่าย, การประมวลผล XML, การทำให้เป็นอนุกรม, นิพจน์ทั่วไป
• เครื่องมือสำหรับการปรับใช้และเปิดใช้งานแอปพลิเคชันโดยอัตโนมัติ
• เครื่องมือสำหรับสร้างส่วนหน้า (GUI, ส่วนติดต่อผู้ใช้) พบได้ในคลาสของไลบรารี JavaFX, Swing และ Java2D
• ไลบรารีสำหรับการทำงานกับฐานข้อมูลระยะไกลผ่านเครือข่าย เช่น JDBC, JNDI, RMI และ Java RMI-IIOP

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคลาสและเครื่องมือ Java โปรดอ่านเอกสารประกอบของ Oracle มันมีทุกอย่าง Java JDK 1.0 เวอร์ชันแรกมี "เพียง" ไม่กี่ร้อยคลาส แต่ตอนนี้จำนวนเพิ่มขึ้นเป็นหลายพัน ตลอดชีวิตของภาษา ผู้สร้างได้ทำการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากเพื่อเพิ่มความปลอดภัย ฟังก์ชันการทำงาน และความสะดวกในการพกพา ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและการสนับสนุนจากนักพัฒนา ทำให้ Java ก้าวไปพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีไอทีอยู่เสมอ ด้วยเหตุนี้ เราจึงมีภาษาที่ทันสมัยซึ่งมีลักษณะสำคัญคือ:

• สิ่งกีดขวางทางเข้าต่ำ
  การเรียนรู้ Java นั้นง่ายกว่าภาษาส่วนใหญ่ที่มีไวยากรณ์เหมือน C

• การวางแนววัตถุ
  โปรแกรมใน Java สร้างขึ้นจากวัตถุและการโต้ตอบระหว่างวัตถุ สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพลิดเพลินไปกับข้อดีทั้งหมดของ OOP

• พกพาสะดวก
  เนื่องจากมีการใช้ล่าม (เครื่องเสมือน Java) โปรแกรมจึงสามารถรันบนแพลตฟอร์มและอุปกรณ์ต่างๆ ได้

• ความเป็นอิสระของแพลตฟอร์ม
  โปรแกรม Java ที่เขียนขึ้นสำหรับแพลตฟอร์มหนึ่งถูกคอมไพล์เป็นรหัสไบต์ระดับกลางที่สามารถรันบนแพลตฟอร์มอื่นได้ เนื่องจาก JVM ตีความโดย JVM สำหรับแต่ละแพลตฟอร์มเฉพาะ

• มัลติเธรดขั้นสูง
  เครื่องมือ Java ให้คุณควบคุมการทำงานของหลายเธรด ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถสร้างแอปพลิเคชันแบบมัลติเธรดได้

• ความปลอดภัย.
  เนื่องจาก JVM มีการตรวจสอบ bytecode ในตัว และ Java ไม่มีการจัดการหน่วยความจำด้วยตนเอง ติดตาม stack overflow และมี API ต่างๆ ที่ให้คุณควบคุมความปลอดภัย คุณจึงสร้างแอปพลิเคชันที่ปลอดภัยจริงๆ ใน ​​Java ได้

• ความอดทนต่อความผิดพลาด
  กลไกข้อยกเว้นจะเพิ่มความทนทานต่อความผิดพลาดของโปรแกรม และลดจำนวนข้อผิดพลาด ทั้งในเวลาคอมไพล์และรันไทม์

• การตีความ
  ตัวแปล Java สามารถรัน Java bytecode บนเครื่องใดๆ ที่มี JVM และ JRE

• การกระจาย
  Java มีเครื่องมือสำหรับสร้างแอปพลิเคชันแบบกระจาย

• ผลงาน.
  คอม ไพเลอร์ JIT (just-in-time) ให้ประสิทธิภาพความเร็วสูงเทียบเท่ากับ C และ C++

จะเริ่มเขียนโปรแกรมในภาษา Java ได้อย่างไร?

ในการเริ่มต้นเรียนรู้ Java ตั้งแต่เริ่มต้นคุณควรทำความเข้าใจกับแนวคิดพื้นฐานบางอย่าง: สิ่งที่รวมอยู่ในภาษา Java โปรแกรม Java คืออะไร และทำงานอย่างไร จากนั้นไปยังไวยากรณ์และพื้นฐานของภาษา และคลังการศึกษา หลังจากอ่านบทความสองสามบทความเกี่ยวกับ Java คุณสามารถจัดการกับพื้นฐานได้ ผังงานต่อไปนี้แสดงให้เห็นลำดับขั้นตอนอย่างชัดเจน:

สิ่งที่คุณต้องการในการเขียนโปรแกรมใน Java?

ก่อนอื่น คุณต้องติดตั้งซอฟต์แวร์สำหรับพัฒนาและรันโปรแกรม — Java Development Kit (JDK) หลังจากนั้น ให้กำหนดค่า JDK บนคอมพิวเตอร์ของคุณ ดาวน์โหลดและติดตั้งสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบรวม (IDE) ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ IDE ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ IntelliJ IDEA ทางเลือกอื่นได้แก่ Eclipse, NetBeans, JCreator และแม้แต่โปรแกรมแก้ไขข้อความทั่วไป

การติดตั้ง Java บนคอมพิวเตอร์ของคุณ

อย่างที่เราได้เห็นไปแล้ว เมื่อเราเรียนรู้ Java ตั้งแต่เริ่มต้น ขั้นตอนแรกคือการติดตั้ง JDK สำหรับสิ่งนี้ คุณต้องดำเนินการง่ายๆ สองสามอย่าง:

1. ไปที่เว็บไซต์Oracle
2. เลือกและดาวน์โหลดไฟล์การติดตั้งสำหรับระบบปฏิบัติการของคุณ
3. ทำการติดตั้งตามคำแนะนำของผู้ติดตั้ง
4. ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อมหากคุณใช้ Windows

คำจำกัดความพื้นฐาน

หากคุณเพิ่งเริ่มเรียนรู้ Java คุณจะพบคำศัพท์ต่อไปนี้อย่างแน่นอน: JVM ย่อมาจาก Java virtual machine นี่คือโมดูลซอฟต์แวร์ที่ขึ้นกับแพลตฟอร์มซึ่งทำหน้าที่ตีความซอร์สโค้ดไบต์เป็นรหัสเครื่องและดำเนินการ JRE ย่อมาจาก Java Runtime Environment ซึ่งรวมถึงการใช้งาน JVM สำหรับแพลตฟอร์มเฉพาะและชุดของไลบรารีที่จำเป็นในการรันโปรแกรม Java JDK ย่อมาจาก Java Development Kit ซึ่งเป็นชุดเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาที่จำเป็นในการเขียนโปรแกรม Java ประกอบด้วยคอมไพเลอร์, JRE, ไลบรารี Java มาตรฐาน, เอกสารประกอบ และยูทิลิตี้ต่างๆ ซอร์สโค้ดพบได้ในไฟล์ข้อความที่เขียนด้วยภาษา Java โดยมีนามสกุล .java Bytecode เป็นรหัสระดับต่ำที่ไม่ขึ้นกับเครื่องซึ่งประกอบด้วยชุดคำสั่งสำหรับ JVM รหัสเครื่องคือคำสั่งเครื่องไบนารีที่ดำเนินการโดยตรงโดยโปรเซสเซอร์ คอมไพล์หมายถึงการแปลงซอร์สโค้ดเป็นไบต์โค้ด Interpret หมายถึงการแปลง bytecode เป็นรหัสเครื่อง แพลตฟอร์มคือสภาพแวดล้อมของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์สำหรับการรันโปรแกรม แพลตฟอร์มยอดนิยม ได้แก่ Microsoft Windows, Linux, Solaris OS และ Mac OS ไดอะแกรมนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจแนวคิดของ JVM, JRE และ JDK ได้ดียิ่งขึ้น:

วงจรชีวิตของโปรแกรม

ชีวิตของโปรแกรม Java เริ่มต้นขึ้นเมื่อมีการเขียนซอร์สโค้ดในไฟล์ข้อความ โดยปกติจะทำในสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมพิเศษที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบรวม (IDE) แต่โปรแกรมทั่วไปสามารถพิมพ์ลงในโปรแกรมแก้ไขข้อความได้ แม้แต่ Notepad ซึ่งมาพร้อมกับ Windows รุ่นใดก็ได้ ต้องบันทึกซอร์สโค้ดในไฟล์ที่มีนามสกุล .java ตัวอย่างโปรแกรมHelloWorld.java :

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

ก่อนที่ซอร์สโค้ดนี้จะถูกเรียกใช้ คอมไพเลอร์จะต้องคอมไพล์ให้เป็นไบต์โค้ด คอมไพเลอร์เป็นยูทิลิตี้ที่เป็นส่วนหนึ่งของ JDK สร้างไฟล์ที่มีนามสกุล .class ไฟล์นี้มี bytecode ซึ่งเป็นคำแนะนำสำหรับ JVM รูปแบบคล้ายกับภาษาแอสเซมบลี โปรแกรม HelloWorld.java ของเราจะรวบรวมเป็นไฟล์ HelloWorld.class แพลตฟอร์ม Java ไม่มีเครื่องมือสำหรับแก้ไข bytecode แต่คุณสามารถดูได้ หากต้องการดู bytecode ของโปรแกรม Java คุณสามารถใช้ยูทิลิตี javap disassembler ซึ่งรวมอยู่ใน JDK HelloWorld.class จะมี bytecode ต่อไปนี้:

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
}

ตอนนี้โปรแกรมของเราถูกจัดเก็บในรูปแบบที่คอมไพล์แล้วในไฟล์ HelloWorld.class หากต้องการเรียกใช้บนแพลตฟอร์มใด ๆ จะต้องติดตั้ง JRE JVM ให้ความสามารถในการพอร์ตโปรแกรม Java ไปยังแพลตฟอร์มใดก็ได้ การดำเนินการหมายถึงการดำเนินการของ bytecode โดยเครื่องเสมือน Java โปรแกรมดำเนินการโดยใช้ยูทิลิตีจาวา คุณต้องระบุชื่อไฟล์ที่คอมไพล์แล้ว การดำเนินการเกิดขึ้นดังนี้:

1. JVM ถูกโหลดลงในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วนี่คือโปรแกรมที่ทำหน้าที่รันโปรแกรม Java ที่เราเขียนขึ้น
2. การใช้ตัวโหลดคลาส bootstrap JVM จะโหลดและเริ่มต้นคลาสของเราในหน่วยความจำ ในตัวอย่างของเรา นี่คือคลาสHelloWorld
3. ต่อไป JVM จะค้นหาเมธอดpublic static void main(String [])ในคลาสของเรา
4. รหัสของ วิธีการ หลักถูกดำเนินการ หากการดำเนินการของโปรแกรมต้องการคลาสอื่น คลาสเหล่านั้นจะถูกโหลดและเตรียมใช้งาน
5. หลังจากดำเนินการโค้ดแล้ว การรวบรวมขยะจะดำเนินการ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการล้างหน่วยความจำและปิดโปรแกรม JVM

เมื่อดำเนินการทั้งหมดเหล่านี้ JVM จะตีความ (แปล) โค้ดไบต์เป็นคำสั่งเครื่องสำหรับโปรเซสเซอร์ โดยคำนึงถึงระบบปฏิบัติการที่รันอยู่ เราสามารถแสดงวงจรชีวิตของโปรแกรม Java ในไดอะแกรมต่อไปนี้:

การเลือกและติดตั้งสภาพแวดล้อมการพัฒนา

ในการเขียนโปรแกรม Java อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ คุณต้องมีสภาพแวดล้อมการพัฒนา — แอปพลิเคชันสำหรับการเขียนโปรแกรม Java ในบรรดานักพัฒนา Java นั้น IDE ที่ได้รับความนิยมสูงสุดคือ:

• IntelliJ IDEA
• คราส
• เน็ตบีนส์

จากการทบทวนความนิยมของเครื่องมือพัฒนา Javaซึ่งจัดทำโดย RebelLabs ในปี 2560 ผู้นำคือ IntelliJ IDEA, Eclipse เป็นอันดับสอง และ NetBeans อยู่ในอันดับที่สาม ซึ่งตามหลังผู้นำสองอันดับแรกอย่างมาก IDE อื่นๆ เป็นตัวแทนส่วนเล็กๆ ของตลาด รวมไม่เกิน 3% สำหรับผู้เริ่มต้น การติดตั้ง IntelliJ IDEA Community Edition ก็เพียงพอแล้ว ขั้นแรก คุณจะได้รับข้อดีทั้งหมดของ IDE สมัยใหม่ (การเติมข้อความอัตโนมัติ การตรวจสอบโค้ด การดีบักโค้ด การผสานรวมกับฐานข้อมูลและเซิร์ฟเวอร์ที่สะดวก) ตลอดจนการสนับสนุนเครื่องมือและเทคโนโลยีการพัฒนามากมาย ประการที่สอง คุณได้เริ่มก้าวแรกสู่การเรียนรู้เครื่องมือการพัฒนาอย่างมืออาชีพที่นักพัฒนาส่วนใหญ่ใช้ คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีติดตั้ง IntelliJ IDEA มีให้ที่จุดเริ่มต้นของระดับ 3ของหลักสูตร การ ศึกษา CodeGym

ใช้เวลานานแค่ไหนในการเรียนรู้ Java?

คุณอาจเรียนรู้พื้นฐานของ Java และพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรมได้ภายใน 6 ถึง 12 เดือน ขึ้นอยู่กับว่าคุณเรียนหนักแค่ไหน ใช้วิธีการที่มีโครงสร้าง: วางแผนการศึกษา รวบรวมแหล่งข้อมูลที่จำเป็น และจัดสรรเวลาสองสามชั่วโมงต่อวันสำหรับการศึกษาของคุณ อย่าลืมว่ากุญแจสำคัญในการเรียนรู้วิธีการเขียนโปรแกรมคือการฝึกฝน

บทสรุป

การเรียน Java ด้วยตัวเองนั้นง่ายกว่าที่คุณคิด คุณต้องการทักษะคอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐานเท่านั้น ในการเริ่มต้นเรียนรู้ Java อย่างมีประสิทธิภาพ ให้ทำตามขั้นตอนง่ายๆ ไม่กี่ขั้นตอน:

1. ติดตั้ง Java บนคอมพิวเตอร์ของคุณ
2. เรียนรู้แนวคิดพื้นฐาน
3. ติดตั้งสภาพแวดล้อมการพัฒนา
4. เขียนและรันโปรแกรมแรกของคุณ