Что такое Java: объясняем для новичков
Рассказываем о языке Java: для чего он используется, какие у него плюcы и минусы. А ещё сравниваем Java с C# и Python.
Даже если вы никогда не интересовались программированием, скорее всего, вы слышали название Java — и не просто так. Это один из самых популярных в мире языков программирования: он был создан в 1995 году, быстро набрал популярность и уже много лет её не теряет. В рейтинге TIOBE за ноябрь 2019 года Java заняла первое место, а по статистике GitHub — третье: второе место занял Python, а первое — JavaScript.
Java используют везде: вы найдёте её почти во всех больших компаниях, в том числе в Netflix, AliExpress, Google, Intel, eBay, TripAdvisor и многих других.
Кстати, назвали этот язык в честь одного из сортов кофе.
В бэкграунде — программирование, французский язык, академическое рисование, капоэйра. Сейчас учит финский. Любит путешествия и Балтийское море.
Java: что за зверь?
Java — мультифункциональный объектно-ориентированный язык со строгой типизацией.
С мультифункциональностью всё достаточно просто: Java действительно почти «волшебная таблетка» — на ней можно разрабатывать десктопные приложения, приложения под Android, заниматься веб-разработкой… Подробнее об этом ниже.
Строгая (сильная) типизация не позволяет смешивать в выражениях разные типы и не выполняет автоматически неявные преобразования. Это добавляет мороки: какие-то части приходится прописывать самому, а свободы у вас меньше, — зато в обмен на это вы получаете надёжность.
Объектно-ориентированный язык — это язык, созданный по модели объектно-ориентированного программирования. В ней существуют классы и объекты. Классы — это типы данных, а объекты — представители классов. Вы создаёте их сами, даёте названия и присваиваете им свойства и операции, которые с ними можно выполнять. Это как конструктор, который позволяет построить то, что вы хотите. Именно с помощью этой системы объектов в основном программируют на Java.
Что такое Java и зачем он нужен
Это как JavaScript? Нет!
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.
Минусы — тоже кратко:
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.
Где можно запускать Java-код
Поэтому запускать код на Java можно везде, для чего уже была разработана JVM, то есть виртуальная машина Java. Например:
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:
Кто и для чего использует Java
Для начала — список компаний и технологий, которые используют Java в качестве основного языка программирования:
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:
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.
Java: краткое руководство для начинающих. Пишем простое приложение без опыта программирования
консультант по программным продуктам Oracle Центра технической поддержки компании РДТЕХ
Java – один из самых востребованных языков программирования в мире и один из двух официальных языков программирования, используемых в разработке Android (другой – Kotlin). Разработчики, знакомые с Java, весьма востребованы и способны создавать широкий спектр различных приложений, игр и инструментов. С помощью этой краткой статьи по Java для начинающих вы сможете сделать свои первые шаги к тому, чтобы стать одним из таких разработчиков. Мы рассмотрим все, что вам нужно знать, чтобы начать работу, и поможем вам создать свое первое простое приложение.
Что такое Java?
Java-это объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems в 1990-х годах (позже купленной Oracle).
Понятие «объектно-ориентированный» относится к способу написания структурного кода Java, а именно: разделение кода на так называемые «классы», которые запускаются вместе, чтобы обеспечить согласованное порождение объектов. Мы обсудим это позже, но достаточно сказать, что это приводит к универсальному и организованному коду, который легко редактировать и перепрофилировать.
Java находится под влиянием C и C++, поэтому она имеет много общего с этими языками (и C#). Одним из больших преимуществ Java является то, что он «платформенно-независимый». Это означает, что код, который вы пишете на одной платформе, можно легко запустить на другой. Это называется принципом «пишем один раз, запускаем где угодно» (хотя на практике это не всегда так просто, как кажется).
Чтобы запустить и использовать Java, вам нужно три вещи:
Виртуальная машина Java (JVM) гарантирует, что у ваших приложений Java есть доступ к минимальным ресурсам, необходимым для их запуска. Именно благодаря JVM программы Java так легко запускаются на разных платформах.
Среда исполнения Java (JRE) предоставляет собой «контейнер» для всех этих элементов и кода для запуска приложения. JDK – это «компилятор», который интерпретирует сам код и выполняет его. В JDK также есть инструменты разработчика, необходимые для написания кода Java (как и следует из названия).
Хорошая новость заключается в том, что разработчикам нужно только позаботиться о загрузке JDK, поскольку он поставляется вместе с двумя другими компонентами.
Как начать писать на Java
Если вы планируете разрабатывать приложения на Java на своем настольном компьютере, то вам нужно будет загрузить и установить JDK.
Вы можете получить последнюю версию JDK непосредственно с сайта Oracle. Как только вы установите его, ваш компьютер будет иметь возможность понимать и запускать код на Java. Тем не менее, вам все равно понадобится некоторое вспомогательное ПО, чтобы было действительно удобно писать код. Это так называемая «интегрированная среда разработки» или IDE: интерфейс, используемый разработчиками для ввода текста кода и вызова JDK.
При разработке для Android вы будете использовать IDE Android Studio. Она не только послужит интерфейсом для кода на Java (или Kotlin), но и станет мостом для доступа к специфичным для Android вызовам из SDK.
Для целей нашего краткого руководства по Java может быть и проще написать свой код непосредственно в приложении-компиляторе Java. Они могут быть скачаны для Android и iOS, можно даже найти веб-приложения, которые работают в вашем браузере. Эти инструменты предоставляют все необходимое в одном месте и позволяют сразу начать тестирование кода. Например, compilejava.net.
Насколько легко научиться программированию на Java?
Если вы новичок в разработке на Java, то ваши опасения вполне понятны. Так насколько же легко изучить Java?
Этот вопрос имеет несколько субъективную природу, но лично я бы отнес Java к языкам, не самым простым для изучения. Хотя он проще, чем C++, и часто описывается как более удобный для пользователя, но он, безусловно, не столь прост, как такие его конкуренты, как Python или BASIC, которые больше подходят для изучения начинающим программистам.
C# также немного проще по сравнению с Java, хотя они очень похожи.
Конечно, задавшись конкретной целью – стать разработчиком приложений для Android, – проще всего сразу начать с языка, который уже поддерживается этой платформой.
У языка Java есть свои особенности, но его, безусловно, можно изучить, и как только вы его освоите, вам откроется множество возможностей. А поскольку Java имеет много общего с C и C#, вы сможете перейти на эти языки без особых усилий.
Каков синтаксис Java?
Прежде чем мы погрузимся в самую суть этого руководства по Java для начинающих, стоит уделить некоторое время изучению синтаксиса Java.
Синтаксис Java относится к способу написания конкретных алгоритмов. Java очень принципиален в этом вопросе, и, если вы не пишете код определенным образом, то ваша программа не будет работать!
На самом деле я написал целую статью о синтаксисе Java для разработки Android, кратко перечислю особенности синтаксиса:
Если вы нажимаете кнопку «запустить» или «скомпилировать» и получаете ошибку, то есть большая вероятность, что вы где-то пропустили точку с запятой!
Вы никогда не перестанете делать это, и это никогда не перестанет вас раздражать. Расслабьтесь!
С этими знаниями мы сможем глубже погрузиться в руководство по Java!
Основы Java: ваша первая программа
Зайдите на compilejava.net, и вас встретит редактор с кучей готовых примеров.
(Если же вы предпочитаете использовать другую IDE или стороннее приложение, это тоже прекрасно! Скорее всего, ваш новый проект будет состоять из аналогичного кода).
Удалите все, кроме следующего:
Это то, что мы, программисты, мы называем «шаблоном» (этот код скопирован из учебника Java от Фила Данфи). Шаблонный код – так можно назвать любой код, который встречается внутри практически любой программы.
Первая строка здесь определяет «класс», который по сути является модулем кода. Затем нам нужен метод внутри этого класса, который представляет собой небольшой блок кода, выполняющий задачу. В каждой программе Java должен быть метод main, так как он сообщает Java, где начинается программа.
Об остальном поговорим чуть ниже, не беспокойтесь. Все, что нам нужно знать для этого урока Java прямо сейчас, – это то, что код, который мы действительно хотим запустить, должен быть помещен в фигурные скобки под словом «main».
Поместите сюда следующий оператор:
Этот оператор напишет слова: «Hello world!» на вашем экране. Нажмите «Compile & Execute» и вы увидите его в действии.
Поздравляю! Вы только что написали свое первое Java-приложение!
Переменные в Java
Теперь пришло время рассказать о некоторых более важных вещах, лежащих в основе Java. Мало что может быть более фундаментальным в программировании, чем обучение использованию переменных!
Переменная по сути является «контейнером» для некоторых данных. Это означает, что вы выберете слово, которое будет представлять какое-то значение. Нам также необходимо определить переменные, основанные на типе данных, на которые они будут ссылаться.
Вот три основных типа переменных, которые мы собираемся ввести в этом руководстве по Java:
Как только мы определяем переменную, мы можем вставить ее в наш код, чтобы изменить выходные данные. Например:
Теперь мы печатаем на экране, как и раньше, но на этот раз заменяем «Hello world!» на «Hello + имя». Этот код показывает строку «Hello», за которой следует любое значение, содержащееся в следующей строковой переменной!
Условные операторы в Java
Еще одна из самых важных основ Java – это работа с условными операторами.
Условные операторы используют блоки кода, которые выполняются только при определенных условиях. Например, мы можем захотеть предоставить специальные пользовательские права основному пользователю нашего приложения.
Посмотрите на следующий код:
Запустите этот код, и вы увидите, что специальные разрешения предоставлены. Но, если вы измените значение name на что-то другое, то код не будет работать.
Обратите внимание, что при наложении условия на данные мы используем два знака «=». Вы же используете только один, когда присваиваете какие-то данные переменным.
Методы на Java
Еще одна простая концепция, которую мы можем ввести в этом руководстве Java – это использование методов. Это даст вам немного больше понимания того, как структурирован Java-код и что с ним можно сделать.
Все, что мы собираемся сделать, – это взять часть кода, который мы уже написали, а затем поместить его в другой метод вне метода main :
Если бы мы написали вызов grantPermission() несколько раз, то сообщение «Special user priveleges granted» также отобразилось бы несколько раз. Именно это делает методы такими фундаментальными основами Java: они позволяют выполнять повторяющиеся задачи, не записывая код снова и снова.
Передача аргументов в Java
Но самое замечательное в методах то, что они могут принимать переменные и манипулировать ими. Мы сделаем это, передав переменные в наши методы как «строки». Вот для чего и нужны скобки, следующие за названием метода.
Надеюсь, это даст вам представление о том, насколько мощными могут быть методы!
В завершение
Надеюсь, теперь у вас есть хорошее представление о том, как изучать Java. Вы даже можете сами написать какой-нибудь простой код: используя переменные и условные операторы, вы действительно можете заставить Java делать некоторые интересные вещи уже сейчас.
Следующий этап состоит в понимании объектно-ориентированного программирования и классов. Это понимание есть то, что действительно дает Java и подобным языкам их силу, но поначалу может быть немного сложным для осмысления.
Что такое java программирование
У программистов есть такое выражение: «Если задачу нельзя выполнить на Java, то задача просто невыполнима». Отчасти поэтому язык программирования Java — один из самых популярных в мире. Он настолько гибкий, что подходит и для самых простых, и для самых сложных проектов. Даже поисковая система Google первоначально была написана именно на нём. Давайте разберёмся, как стать программистом на Java, какие перспективы развития у этой профессии и сколько с ней можно зарабатывать.
Что собой представляет Java
Java — это и язык программирования, и огромная экосистема от корпорации Oracle. Она предоставляет инструменты для реализации проектов разной сложности: от простого мобильного приложения до enterprise-систем (крупных корпоративных приложений).
История Java началась сравнительно недавно, в 1995 году. Тогда Джеймс Гослинг разработал язык «Oak» («Дуб») для программирования встроенных систем. При создании он ориентировался на синтаксис популярного тогда языка С. Поэтому Java называют С-подобным языком. После нескольких доработок «Oak» переименовали в Java. В 2010 году компанию Гослинга и язык программирования Java приобрела корпорация Oracle, которая владеет им до сих пор.
Версии языка программирования Java
Разработчики выпускают обновления языка примерно раз в 2–3 года.
Популярность и востребованность Java
Язык Java уже несколько лет подряд входит в топ-3 самых популярных языков программирования.
По данным TIOBE, известного индекса популярности языков программирования, Java занимает 3 место в рейтинге на май 2021 года.
Данные по популярности языков программирования от TIOBE
Популярность языка Java подтверждает и GitHub, веб-сервис для хостинга IT-проектов. По графику ниже видно, что за последние шесть лет Java слегка уступил в популярности языку Python, который тесно связан с развивающейся сферой Data Science.
Рейтинг популярности языков программирования от GitHub
Что можно писать на Java
Рейтинги, которые мы упомянули выше, показывают, Java не собирается покидать нас в ближайшие несколько лет. Всё потому, что на этом языке написано множество крупных систем:
В разработке сайтов Java используется не часто из-за платного серверного окружения от Oracle и высоких требований к хостингу.
Терминология Java
Вот что важно знать, чтобы полностью понимать, что такое Java. Во-первых, нужно изучить «стартовый набор», который предоставляется компанией Oracle.
Во-вторых, нужно понимать, какие есть версии Java под разные задачи
Плюсы и минусы Java
Идеальных языков программирования не существует. Поэтому некоторые нюансы языка Java одновременно могут быть и плюсом, и минусом.
Плюсы:
Минусы:
Перспективы работы программистом на Java
Язык Java годами остаётся востребованным и удобным для разработки, поэтому спрос на Java-программистов только растёт. Скучать точно не придётся, и работа будет всегда: либо чтобы писать код с нуля, либо чтобы поддерживать legacy-код (написанный ранее кем-то другим).
Попав в Java-разработку, вы получите доступ ко многих проектам, в которых нужно автоматизировать процессы, создавать приложения, удобные для пользователей, взаимодействовать с командами из разных стран.
Зарплата Java-программистов
Ваша зарплата будет сильно зависеть от того, чем конкретно вы занимаетесь и какой у вас опыт. На старте можно рассчитывать минимум на 30 000 ₽, если у вас совсем нет опыта, но есть знание языка.
Вакансия для стажёров от компании, которая работает со сферой enterprise
Опытному разработчику на Java, который будет автоматизировать сервисы интернет-магазина и курировать менее опытных программистов, готовы платить от 172 600 до 185 000 ₽.
Вакансия для опытного Java-разработчика от интернет-магазина Petshop.ru
А вот средние зарплаты для Java-программистов в Москве и регионах.
Данные от портала trud.com на май 2021
Легко ли новичку учить Java и за сколько его можно выучить
Сам язык выучить легко: он достаточно структурированный и логически понятный. При поддержке опытного куратора вы вполне сможете выучить язык Java с нуля за 6 месяцев или меньше. А если вы уже знакомы с С/С++/С# (они с Java очень похожи), то обучение пройдёт ещё проще и быстрее.
Как мы говорили выше, для Java есть много фреймворков, и в них будет основная сложность для новичка. Надо понимать, как использовать фреймворки, как они повлияют на всю программу, будет ли проблемы с совместимостью. Даже опытные программисты на Java, придя на новый проект, могут заново искать подходящие фреймворки и разбираться, как они работают.
Особенности языка Java
Java — объектно-ориентированный язык. В нём есть объекты, объединённые в классы, им можно задавать свойства и благодаря этому решать сложные задачи в разработке.
Синтаксис
У Java С-образный синтаксис (похожий на языки группы С). Есть конкретные строгие требования, без соблюдения которых код не будет работать:
Например, вот так выглядит код программы, которая считает сумму двух чисел, введённых пользователем.
Пример простого кода на Java
Переменные
Переменные используются как ячейки, в которых можно хранить данные и использовать их по мере создания программы. Значение переменных задаёт программист (кроме тех переменных, которые уже зарезервированы системой).
Условные операторы
Операторы — это «ключевые слова», которыми можно запустить функцию в коде в зависимости от правдивости условия. Примеры условных операторов в Java: if, if-else и switch.
Методы
Методы — это фразы, которыми можно выполнить определённые действия. Значение метода можно задавать самим или использовать штатные, например, метод print.
Передача аргументов
В Java можно быстро передать необходимые аргументы, не копируя кусок кода из одной части в другую, а «вызвав» этот кусок с помощью метода и условного оператора. Это может звучать сложновато, но как только вы углубитесь в изучение Java, то сразу поймёте, о чём речь.
Как выглядит жизненный цикл программы на Java
Жизненный цикл программы на языке Java начинается с написания первой строки кода и заканчивается его выполнением. Цикл выглядит примерно так:
Что нужно для программирования на Java
Всё необходимое для программирования на Java предоставляет компания Oracle, которая владеет всей экосистемой Java: среда разработки (JVE), компилятор (JVK) и виртуальная машина для исполнения кода (JVM). Эти компоненты можно бесплатно скачать на сайте компании (сначала нужно создать аккаунт). Для написания кода на Java нужно будет установить среду разработки, при этом необязательно выбирать JVE. Об этом поговорим ниже.
Как выбрать и установить среду разработки
В специальной среде разработки удобнее работать, чем в обычном текстовом редакторе вроде Notepad. В ней есть:
Для Java есть очень много сред разработки, вот самые популярные:
Последний вариант — пожалуй, самый популярный среди русскоязычных программистов. Чтобы установить NetBeans, нужно: скачать его на сайте и запустить, как обычную программу, указав переменные среды (прописать путь к исполняемому файлу java.ex).
Настройка переменных сред в NetBeans
Вот так NetBeans выглядит изнутри. Его можно кастомизировать под себя: например, добавить или убрать тулбар, изменить размер иконок и т. д.
Как запустить Java на разных платформах
Все инструменты для использования языка Java доступны для нескольких платформ: Mac OS, Linux и Windows (XP, 7, 8 и 10).
Что предоставляет компания Oracle для разработчиков на разных платформах
Чтобы запустить Java на любой из этих платформ, нужно: