Журнал «Код»

Что такое Java и зачем он нужен

Журнал «Код»·10 Mar 2020

Это как JavaScript? Нет!

Что такое Java и зачем он нужен, image #1

Программисты Java ценятся, они делают сложные проекты, особенно их любят в среде разработки под Android и в различных корпоративных сферах. Вот что это за язык и почему его стоит изучать.

Главное — кратко:

  • Мно­го­плат­фор­мен­ность. Рабо­та­ет на огром­ном коли­че­стве опе­ра­ци­о­нок и желе­за.
  • ООП. Для тех, кто любит чёт­кие струк­ту­ры и раз­гра­ни­че­ние дан­ных.
  • Боль­шое сооб­ще­ство и мно­го уже напи­сан­но­го кода. Нет про­блем с рабо­той и с гото­вы­ми реше­ни­я­ми.

Минусы — тоже кратко:

  • Не хва­та­ет ско­ро­сти. Ино­гда это кри­тич­но.
  • Мно­го­слов­ный код. Там, где С++ исполь­зу­ет одну коман­ду, Java тре­бу­ет пять.

Виртуальная машина

Допустим, у нас есть некий код на языке Java. Пока неважно, что там за синтаксис, как устроены классы и т. д. Просто код. Как его исполнить?

Если бы это был язык типа C++, нам нужно было бы скомпилировать его под требуемое железо или операционную систему. Скомпилировать — то есть преобразовать понятный нам код в понятные процессору инструкции. Так как процессоров много, компилировать нужно будет по-разному. Плюс в разных операционных системах по-разному устроены компоненты, кнопки, работа с сетью и т. д. Перед компиляцией программу нужно будет допилить под эти особенности.

Сила Java — в виртуальной машине JVM (Java Virtual Machine). Это такая программа, которая переводит Java-код, понятный человеку, в код, понятный процессору. Чтобы код стал универсальным, разработчики сделали виртуальные машины для каждой операционной системы и процессоров. Эти машины учитывают все особенности архитектуры своей платформы и знают, как обработать любую Java-команду. Это значит, что один и тот же Java-код можно запустить и на телефоне, и на компьютере, и где угодно ещё.

Специально для программистов: мы намеренно упростили принципы работы JRE и JVM и не говорим про байт-код, компиляцию и прочее. Вместо этого мы сосредоточились на принципах, которые помогают понять саму суть работы Java. Если вам кажется, что из-за простоты мы не описали что-то важное — расскажите об этом в комментариях.

Где можно запускать Java-код

Поэтому запускать код на Java можно везде, для чего уже была разработана JVM, то есть виртуальная машина Java. Например:

  • уль­тра­мощ­ные сер­ве­ры,
  • ком­пью­те­ры,
  • смарт­фо­ны,
  • кно­поч­ные теле­фо­ны,
  • робо­ты и мик­ро­кон­трол­ле­ры типа Arduino, Raspberry Pi и мно­гих дру­гих,
  • фитнес-браслеты,
  • GPS-трекеры,
  • умные часы,
  • умные теле­ви­зо­ры, холо­диль­ни­ки, мик­ро­вол­нов­ки, чай­ни­ки и про­чие домаш­ние гад­же­ты,
  • смарт-карты для досту­па в поме­ще­ния.

Представьте такую ситуацию: вы написали Java-программу, которая следит за свободным местом на диске, и как только его становится меньше 20% — выводит сообщение, мол, удали ненужные файлы. Теперь вы можете запустить эту программу везде, где есть JVM. Она сама разберётся с кодом, поймёт, для какого процессора она это делает, и запустит вашу программу. В результате один и тот же код будет следить за свободным местом на компьютере, кнопочном телефоне, смартфоне, планшете, умной микроволновке или домашней сигнализации.

Преимущества Java-программирования

Независимость от архитектуры и платформы. Вы пишете код, не задумываясь об особенностях операционной системы или процессора. Всё это берёт на себя виртуальная машина, а вы только пишете логику работы.

Объектно-ориентированное программирование. ООП— это современный стандарт программирования в коммерческих и промышленных системах. В случае с Java это получится само собой: дело в том, что, как и Ruby, Java — чистый ООП-язык. В нём даже функции превратились в методы и могут существовать только внутри класса.

Работа с памятью. Программисту не нужно следить за тем, сколько памяти расходует его программа и как её освободить, когда какая-то переменная больше не нужна. Для этого в Java встроено автоматическое управление памятью: Java не допускает её утечек и разрастания объёма, а после завершения программы освобождает все ресурсы.

Безопасность. Виртуальная машина сама следит за тем, чтобы программа не получила доступ к тому, что выходит за её полномочия. Например, Java-программа не сможет прочитать содержимое остальной оперативной памяти или связаться с другим компьютером, если это не предусмотрено изначальными правами доступа.

Большое сообщество и поддержка. Java — третий по популярности язык программирования в мире. В Сети есть тысячи сайтов, которые рассказывают об этом языке, помогают разобраться в коде или содержат готовые решения.

Стандарт в корпоративном программировании. Большим компаниям в программах нужна надёжность, стабильность работы и возможность поддерживать их долгое время. Сочетание ООП, управления памятью и независимости от архитектуры делает Java идеальным решением для этого.

Недостатки Java

Всё это звучит хорошо, но есть у Java и недостатки, весьма существенные.

Не самая высокая производительность. У С и С++ есть только компилятор, который переводит программу в машинный код. У Java такого нет, и всё делает виртуальная машина. Получается, что для выполнения Java-кода нужно делать двойную работу: процессор запускает JVM, а JVM выполняет сам код. Из-за такого подхода Java-программы в полтора-два раза медленнее, чем тот же код, написанный на С++.

Платная лицензия. С 2019 года компания Oracle, которая владеет лицензией на Java, разделила её на две части: платную и бесплатную. Если вам нужна долгая поддержка среды разработки и стабильная работа программ — берите платную лицензию, иногда стабильность важнее. Если вам не нужна поддержка и вы можете установить каждую новую бесплатную сборку самостоятельно — отдавать деньги не нужно.

Громоздкий код. Разработчики Java ставили своей целью упростить программирование на С++, и им это удалось. Цена, которую пришлось за это заплатить, — большие и длинные конструкции в языке, которые часто мешают пониманию сути того, что происходит. Сравните код, который рисует пирамидку из звёздочек, на Java и Python:

 public class JavaPyramid {
 
	public static void main(String[] args) {
		for (int i=1; i = 5; i++){
			for (int j=0; j  i; j++){
				System.out.print("*");
			}
			System.out.println(" ");
		}
	}
}
 
 
 
language: Java
def create_pyramid (rows):
	for i in range (rows):
		print('*'*(i+1))


language: Python

Кто и для чего использует Java

Для начала — список компаний и технологий, которые используют Java в качестве основного языка программирования:

  • Amazon,
  • LinkedIn,
  • eBay,
  • Yahoo!
  • OpenOffice,
  • IBM, Intel и Oracle.

Разработка под Android. Java до сих пор остаётся основным языком мобильной разработки для этой операционной системы, несмотря на растущую популярность Kotlin. Android Studio — официальная среда Java-разработки, признанная компанией Google.

Терминалы и платёжные системы. Благодаря виртуальной машине Java-код может работать на оборудовании, которое стоит в платёжных терминалах и банкоматах.

Работа с финансами. Если нужен простой и надёжный сайт по обработке платежей или переводу денег — используйте Java. Встроенные системы безопасности помогут избежать несанкционированных действий программы.

Зарплаты Java-программистов

По данным Хабр Карьеры на начало 2020 года, Java-программисты получают так:

Джуниор — 65 тысяч рублей.
Мидл — 116 тысяч.
Сеньор — 169 тысяч.

Учитывая большое количество уже написанного кода, который надо поддерживать, Java-специалисты будут востребованы ещё очень долго. Поэтому если вы до сих пор думаете над языком для старта карьеры программиста — посмотрите в сторону Java.

С чего начать

Java — Учебник для начинающих программистов. Подойдёт для старта, хотя сам учебник написан местами тяжёлым и академическим языком.

Герберт Шилдт — можно брать любую книгу, в названии которой есть Java 8. Если нужно совсем с нуля — читайте «Java 8. Руководство для начинающих».

Если вам нужна дополнительная теория и нестандартные приёмы, почитайте «Java. Эффективное программирование» Джошуа Блоха. Подойдёт и тем, у кого уже есть опыт Java-разработки.

3911 views·163 shares
3911 views