Java (programovací jazyk)

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 7. 1. 2022, 12:53

Duke – maskot jazyka Java

Java je objektově orientovaný programovací jazyk, který vyvinula firma Sun Microsystems a představila 23. května 1995.

Java je jedním z nejpoužívanějších programovacích jazyků na světě. Díky své přenositelnosti je používán pro programy, které mají pracovat na různých systémech počínaje čipovými kartami (platforma JavaCard), přes mobilní telefony a různá zabudovaná zařízení (platforma Java ME), aplikace pro desktopové počítače (platforma Java SE) až po rozsáhlé distribuované systémy pracující na řadě spolupracujících počítačů rozprostřené po celém světě (platforma Java EE). Tyto technologie se jako celek nazývají platforma Java. Dne 8. května 2007 Sun uvolnil zdrojové kódy Javy (cca 2,5 miliónů řádků kódu) a Java bude dále vyvíjena jako open source.

Existuje několik teorií o původu jména tohoto jazyka, jedna z nich mluví o inspiraci u slangového označení kávy.^[1]

Základní vlastnosti

• jednoduchý – jeho syntaxe je zjednodušenou (a drobně upravenou) verzí syntaxe jazyka C a C++. Odpadla většina konstrukcí, které způsobovaly programátorům problémy a na druhou stranu přibyla řada užitečných rozšíření.
• objektově orientovaný – s výjimkou osmi primitivních datových typů jsou všechny ostatní datové typy objektové.
• distribuovaný – je navržen pro podporu aplikací v síti (podporuje různé úrovně síťového spojení, práce se vzdálenými soubory, umožňuje vytvářet distribuované klientské aplikace a servery).
• interpretovaný – místo skutečného strojového kódu se vytváří pouze tzv. mezikód (bajtkód). Tento formát je nezávislý na architektuře počítače nebo zařízení. Program pak může pracovat na libovolném počítači nebo zařízení, který má k dispozici interpret Javy, tzv. virtuální stroj Javy - Java Virtual Machine (JVM).
  V pozdějších verzích Javy nebyl mezikód přímo interpretován, ale před prvním svým provedením dynamicky zkompilován do strojového kódu daného počítače (tzv. just in time compilation - JIT). Tato vlastnost zásadním způsobem zrychlila provádění programů v Javě ale výrazně zpomalila start programů.
  V současnosti se převážně používají technologie zvané HotSpot compiler, které mezikód zpočátku interpretují a na základě statistik získaných z této interpretace později provedou překlad často používaných částí do strojového kódu včetně dalších dynamických optimalizací (jako je např. inlining krátkých metod atp.).
• robustní – je určen pro psaní vysoce spolehlivého softwaru – z tohoto důvodu neumožňuje některé programátorské konstrukce, které bývají častou příčinou chyb (např. správa paměti, příkaz goto, používání ukazatelů). Používá tzv. silnou typovou kontrolu – veškeré používané proměnné musí mít definovaný svůj datový typ.
• generační správa paměti – správa paměti je realizována pomocí automatického Garbage collectoru který automaticky vyhledává již nepoužívané části paměti a uvolňuje je pro další použití. To bylo v prvních verzích opět příčinou pomalejšího běhu programů. V posledních verzích běhových prostředí je díky novým algoritmům pro garbage collection a tzv. generační správě paměti (paměť je rozdělena na více částí, v každé se používá jiný algoritmus pro garbage collection a objekty jsou mezi těmito částmi přesunovány podle délky svého života) tento problém ze značné části eliminován.
• bezpečný – má vlastnosti, které chrání počítač v síťovém prostředí, na kterém je program zpracováván, před nebezpečnými operacemi nebo napadením vlastního operačního systému nepřátelským kódem.
• nezávislý na architektuře – vytvořená aplikace běží na libovolném operačním systému nebo libovolné architektuře. Ke spuštění programu je potřeba pouze to, aby byl na dané platformě instalován správný virtuální stroj. Podle konkrétní platformy se může přizpůsobit vzhled a chování aplikace.
• přenositelný – vedle zmíněné nezávislosti na architektuře je jazyk nezávislý i co se týká vlastností základních datových typů (je například explicitně určena vlastnost a velikost každého z primitivních datových typů). Přenositelností se však myslí pouze přenášení v rámci jedné platformy Javy (např. J2SE). Při přenášení mezi platformami Javy je třeba dát pozor na to, že platforma určená pro jednodušší zařízení nemusí podporovat všechny funkce dostupné na platformě pro složitější zařízení a kromě toho může definovat některé vlastní třídy doplňující nějakou speciální funkčnost nebo nahrazující třídy vyšší platformy, které jsou pro nižší platformu příliš komplikované.
• výkonný – přestože se jedná o jazyk interpretovaný, není ztráta výkonu významná, neboť překladače pracují v režimu „právě včas“ a do strojového kódu se překládá jen ten kód, který je opravdu zapotřebí.
• víceúlohový – podporuje zpracování vícevláknových aplikací
• dynamický – Java byla navržena pro nasazení ve vyvíjejícím se prostředí. Knihovna může být dynamicky za chodu rozšiřována o nové třídy a funkce, a to jak z externích zdrojů, tak vlastním programem.
• elegantní – velice pěkně se v něm pracuje, je snadno čitelný (např. i pro publikaci algoritmů), přímo vyžaduje ošetření výjimek a typovou kontrolu.

Nevýhody Javy

Proti programovacím jazykům, které provádějí tzv. statickou kompilaci (např. C++), je start programů psaných v Javě pomalejší, protože prostředí musí program nejprve přeložit a potom teprve spustit. Je však možnost využít mechanismů JIT a HotSpot, kdy se často prováděné nebo neefektivní části kódu přeloží do strojového kódu a program se zrychlí. Na zrychlení se také podílí nové přístupy ke správě paměti, viz výše popsaná generační správa paměti.

Další nevýhodou projevující se hlavně u jednodušších programů je větší paměťová náročnost při běhu způsobená nutností mít v paměti celé běhové prostředí.

V návrhu Javy je vidět snaha znemožnit programátorovi psát problematické konstrukce známé především z jazyka C. Součástí jazyka proto nejsou například bezznaménkové číselné datové typy, příkaz goto nebo preprocesor, ačkoli se v odůvodněných příkladech jedná o užitečné nástroje a ani rozšířené možnosti Javy je plně nenahrazují.

Ukázka kódu

Tradiční program „Hello world“ vypadá takto:

public class HelloWorld
{
	public static void main(String[] args)
	{
		System.out.println("Hello world!");
	}
}

Netradiční verze „Hello world“ s malou ukázkou objektového přístupu:

public class HelloWorld
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Pozdrav pozdrav = new Pozdrav("Ahoj světe!");
		pozdrav.print();
	}
}
 
class Pozdrav
{
	private String text;
 
	public Pozdrav(String pozdrav)
	{
		text = pozdrav;
	}
 
	private String getText()
	{
		return text;
	}
 
	public void print()
	{
		System.out.println(getText());
	}
}

Související články

• Platforma Java
• Programování
• Java Native Interface - rozhraní pro přístup k nativnímu kódu
• JavaScript – podobně se jmenující programovací jazyk, který se samotnou Javou nemá nic společného
• NetBeans - vývojové prostředí pro Javu, C++ a Ruby
• Eclipse – vývojové prostředí pro Javu a C++
• JDeveloper - vývojové prostředí firmy Oracle (volně šiřitelné)
• BlueJ – volně šiřitelné multiplatformní vývojové prostředí

České knihy

• DARWIN, F. Ian. Java. Praha : Computer Press, 2006. ISBN 80-251-0944-5.
• KEOGH, J.. Java bez předchozích znalostí. Praha : Computer Press, 2005. ISBN 80-251-0839-2.
• HEROUT, P.. Java. Praha : Kopp, 2002. ISBN 80-7232-328-9.
• HEROUT, P.. Učebnice jazyka Java. Praha : Kopp, 2002. ISBN 80-7232-115-3.

Reference

1. ↑ http://www.emag.cz/kde-ke-svym-nazvum-prisli/

Externí odkazy

Anglicky

• Domovská stránka Javy
• Java pro vývojáře
• Java projekty a komunity
• Vývoj jazyka Java

Česky

• Autorizované Java centrum
• O Javě na serveru Dioné
• Java blog jAbLoK
• Odborný Java blog Romana „Dagiho“ Pichlíka