Что такое Java: основы, применение и перспективы

Что такое Java

Java — это инструмент, который переводит желания разработчика на язык, понятный компьютеру. Программы на Java состоят из объектов. У объектов есть свойства: в них хранятся данные, которые описывают объект. Еще у них есть методы, которые описывают поведение объектов: с их помощью объекты взаимодействуют друг с другом.

К примеру: если вы напишете на Java игру, где разные машинки ездят по одному треку с разной скоростью, то объектами будут машины, свойством — их скорость, а общим методом — способность ездить и обгонять друг друга.

Поскольку в Java всё вертится вокруг объектов, его называют объектно-ориентированным языком.

Сначала на Java писали программное обеспечение для бытовой техники — тогда язык носил название Oak. Потом компанию-разработчика купила корпорация Oracle. Там язык получил название Java, и на нём стали разрабатывать корпоративные, десктопные и мобильные приложения.

Что разрабатывают на Java

На Java пишут разные программы, которые работают в интернете, на компьютере пользователя или на серверах.

На Java написаны — полностью или частично — многие из известных веб-приложений. Например:

🔵 PayPal — система электронных платежей.
🔵 Amazon — европейский и американский маркетплейс.
🔵 Spotify — стриминговый сервис для прослушивания музыки.
🔵 Netflix — стриминговый сервис для просмотра фильмов и сериалов.

Есть и игры, написанные на Java:

🔵 Minecraft.
🔵 RuneScape.

Полностью на Java написано не так уж много программ: в основном на нём разрабатывают бэкенд. Бэкенд — это то, с чем не взаимодействует пользователь: логика приложения, отправка и получение данных на сервер и операции с ними. Пользователь видит фронтенд: интерфейс приложения, кнопки, тексты и картинки.

Бэкенд на Java написан у многих крупных и популярных сервисов:

🔵 Spotify на Java обрабатывает данные клиентов и управляет потоковым воспроизведением музыки.
🔵 Netflix на Java написал всю серверную часть своего сервиса.
🔵 LinkedIn записывает историю изменений, позволяет обмениваться сообщениями и распознаёт ссылки.

Почему язык Java так популярен среди современных разработчиков ПО

Язык Java используют с 1995 года — поэтому разработчики и написали на нём много программ. Но есть у Java и такие преимущества, из-за которых язык не теряет популярность и сейчас.

Что такое виртуальная машина Java

Java не зависит от устройства, на котором выполняется: у него своя виртуальная машина, Java Virtual Machine (JVM).

JVM работает с байт-кодом, или бинарным кодом: он состоит из нулей и единиц. Этот код универсален для любого устройства — от смартфона до сервера. Поэтому программы на Java работают практически на чём угодно.

На любой операционной системе (ОС):

🔵 Unix — одной из самых старых ОС.
🔵 Windows — на операционной системе от Microsoft. Подходят любые версии, включая Windows 10 и Windows Server.
🔵 MacOS — ОС от Apple.
🔵 Linux — бесплатной ОС с доступным исходным кодом. Подходят различные дистрибутивы, например Ubuntu, CentOS, Red Hat и другие.
🔵 Android — ОС для мобильных устройств.
🔵 Solaris — ОС от Oracle.

И на любых платформах:
🔵 веб-серверах — таких как Apache;
🔵 устройствах со встроенными системами, у которых очень мало ресурсов;
🔵 облачных платформах: Amazon Web Services, Google Cloud Platform, Microsoft Azure.

Изменять код под конкретную платформу или ОС не нужно.

Много ли разработчиков пишут на Java

Java давно широко распространен — на нём написано много различного функционала в самых разных продуктах. Но и менее популярным он не стал — на нём продолжают разрабатывать и сейчас. А это значит, что:

🔵 Есть много пользовательских библиотек, фреймворков и инструментов, которые делают проекты еще проще.
🔵 Java-разработчику легко найти работу. Даже новичку — кто-то должен поддерживать и уже написанные на Java программы.

Легко ли новичку учить Java

Проще, чем C или C++. Синтаксис Java строгий — с одной стороны, это усложняет обучение, потому что нужно писать больше кода даже для решения простых задач, прописывать тип каждой переменной и явную обработку исключений. С другой стороны — такой код проще читать.

Java сразу готовит новичка к работе со строго типизированными языками и помогает лучше понять процесс программирования.

Язык Java популярен — в интернете есть и официальная документация, и неофициальные советы, инструкции и материалы от разработчиков.

Команды Java — это слова на английском языке. Если вы его знаете, будет проще учиться и работать.

Как программировать на Java

Сначала разработчику нужно установить JDK (Java Development Kit). В нём есть компилятор: он превращает команды на Java в байт-код. Сам код пишется в любом редакторе кода по выбору, например в IntelliJ IDEA.

Код хранится в файлах с расширением .java. Например: HelloReader.java. Обычно имя файла и название класса совпадают.

Главный класс и главный метод

Класс — это шаблон, по которому создаются объекты. Объявляется он через команду public class, после чего пишется имя:

public class HelloReader {
// Здесь — тело класса
}

Комментарии обозначаются символами //. Они нужны, чтобы оставлять подсказки в коде. Java не будет читать всё, что написано после //, как код — поэтому иногда можно «закомментировать» часть кода и временно лишить его функциональности, а не удалять.

Внутри главного класса всегда есть метод main(). С него начинается выполнение Java-программы. Метод обозначается специальной конструкцией: public static void main(String[] args):

public class HelloReader {
public static void main(String[] args) {
// Здесь — код программы
}
}

Внутри можно указать любые команды. Самая простая команда — System.out.println(). Всё, что вы укажете в скобках после команды, — это аргументы:

public class HelloReader {
public static void main(String[] args) {
// Команда ниже выведет строку в скобках
System.out.println(«Привет, читатель!»);
}
}

Кавычки указывают Java, что эта строка — обычный текст. Команда выведет эту строку на экран. Но необязательно выводить текст: можно использовать для вывода переменные — их значение меняется прямо в процессе исполнения программы.

Переменные

Например, можно создать переменную name, чтобы сохранять в нее имя пользователя. Команда печати может выглядеть так:

System.out.println(«Привет, » + name + «!»);

Здесь + говорит Java: мы хотим вывести строку «Привет,», затем значение переменной name, а после завершить строку восклицательным знаком. В результате получится приветствие. Например: «Привет, Владимир!».

Чтобы создать переменную, нужно ее объявить. Объявим три переменные: x, y и z. В x и y будут числовые значения, а в z — результат их сложения:

public class Counter {
public static void main(String[] args) {
// Создаем переменные и указываем значения
int x = 5;
int y = 3;

// Складываем значения, а результат сохраняем в z
int z = x + y;

// Выводим результат
System.out.println(«Результат сложения: » + z);
}
}

Фразу «Результат сложения: » мы указали перед переменной, чтобы получить фразу «Результат сложения: 8», а не просто число в консоли.

В Java можно выполнять все арифметические операции: сложение (+), вычитание (−), умножение (*), деление (/) и остаток от деления (%). Еще есть логические операции и операции сравнения, которые позволяют задавать условия через конструкцию «если…, то…». Это называется циклом.

Циклы

Циклы позволяют выполнять одни и те же команды несколько раз подряд. Например, если нужно вывести приветствие несколько раз, можно использовать цикл.

Один из самых популярных циклов в Java — это цикл for. Он состоит из трех частей: начальных значений, условия и шага. Условие может быть простое. Например, можно прямо указать, сколько раз мы хотим напечатать слово «Привет»:

public class HelloReader {
public static void main(String[] args) {
for (int n = 0; n < 5; n++) { // Цикл выполняется, пока n < 5
System.out.println(«Привет!»);
}
}
}

Иногда нужны условия посложнее. Например, нужно проверять значение и выполнять разные команды в зависимости от текущего значения. Для этого используются команды if и else:

public class HelloReader {
public static void main(String[] args) {
for (int n = 0; n < 5; n++) {
if (n % 2 == 0) { // Если n делится на 2 без остатка, то…
System.out.println(«Привет!»);
} else { // Во всех остальных случаях…
System.out.println(«До свидания!»);
}
}
}
}

Методы

Методы — это код, который можно использовать повторно. Объявление метода обычно начинается с одного из нескольких ключевых слов: public, private, protected — они обозначают, доступен ли метод всей программе или есть ограничения.

У метода есть имя, возвращаемый тип и параметры. Создадим метод, который принимает два числа и возвращает их сумму:

public class HelloReader {

// Метод складывает числа и возвращает сумму
public static int sum(int x, int y) {
return x + y;
}

public static void main(String[] args) {
int result = sum(5, 3); // Вызываем сам метод
System.out.println(«Результат сложения: » + result);
}
}

Метод sum получает для обработки два значения, складывает их и возвращает результат.

В Java есть еще множество сущностей: объекты, интерфейсы, коллекции и многое другое. Кроме того, разработчику нужно знать определенные готовые библиотеки, чтобы соответствовать рынку. Рассказать обо всём в статье невозможно: чтобы научиться работе с ними, нужно полноценное образование разработчика. Такое образование дают в Skypro на курсе «Java-разработчик». Эксперты рассказывают о возможностях Java, а ученики применяют полученные навыки на практике в домашних работах и курсовых проектах.

Что такое Java SE

Java SE — это стандартное издание Java. В нём достаточно инструментов, чтобы писать и заниматься отладкой разных приложений: от тех, что могут только выводить результаты операций в консоль, до тех, которые работают с графическим интерфейсом. Издание подходит как отдельным разработчикам, так и целым компаниям.

В Java SE есть набор основных программных интерфейсов и библиотек:

🟦 JDBC. Интерфейс, который подключается к базам данных, выполняет запросы и меняет данные.

🟦 AWT, Swing, JavaFX. Библиотеки для создания графических интерфейсов. В них обычно входят основные элементы интерфейса: кнопки, текстовые поля и другие компоненты. Swing и JavaFX считаются более продвинутыми библиотеками.

🟦 Spring Framework. Набор готовых решений для больших проектов. Фреймворк управляет компонентами приложения — вместе с Spring их можно разрабатывать отдельно и не беспокоиться о совместимости. Еще он открывает новые возможности в веб-разработке, работе с базами данных и т. д.

🟦 Hibernate. Работает с базами данных — с ним проще сохранять и загружать данные обратно в базу.

Чем отличаются Java и Python

Python — это язык программирования, и на нём тоже пишут бэкенд программ. Оба языка называют одними из самых востребованных: Python занимает первое место в индексе TIOBE, который подсчитывает популярность на основе запросов о языке, а Java — четвертое. Devjobsscanner выяснил в 2023 году, что Java и Python занимают второе и третье место по популярности у работодателей. Поэтому эти языки часто сравнивают.

Простота изучения

🟨 Java потребует больше кода для решения одной и той же задачи, чем Python. Причина — более строгий синтаксис Java.
🟩 Код на Python проще писать и читать, он понятнее и короче.

Производительность

🟨 Java работает быстрее: код компилируется в байт-код и запускается на JVM.
🟩 Python работает медленнее — поэтому его чаще применяют там, где производительность не так важна, например в аналитике данных и веб-разработке.

Сферы применения и наборы готовых библиотек

🟨 Java чаще всего выбирают крупные компании: на нём разрабатывают приложения под нужды всего бизнеса. У этого языка богатая стандартная библиотека и много фреймворков.
🟩 У Python проще определить наиболее популярные направления разработки: под каждое из них есть известные фреймворки и библиотеки. В веб-разработке это Django и Flask, в анализе данных — NumPy и Pandas, в машинном обучении — TensorFlow, Scikit-learn.

В целом у Python репутация более дружелюбного к новичкам языка программирования. Научить основам Python — работе с переменными, списками и словарями, циклами и классами — могут эксперты на курсе «Python-разработчик» в Skypro. У вас будет много практики и защита итогового проекта.

Главное про язык разработки Java

🟦 Java — это язык программирования, общения человека и компьютера.

🟦 На Java есть много разных проектов, но в основном на языке создают бэкенд веб-приложений.

🟦 Код на Java хорошо работает на различных ОС и платформах. Он не зависит от устройства — код на Java запускается в JVM, виртуальной машине Java.

🟦 У Java много готовых инструментов. Например, Spring Framework для корпоративных программ и Hibernate для управления базами данных.

🟦 Синтаксис Java проще, чем у C или C++, но сложнее, чем у Python. Это подходящий вариант для начала серьезного программирования.

🟦 Программирование на Java начинается с установки комплекта разработчика JDK. Java Development Kit (JDK) — это компилятор и другие утилиты для разработки и отладки программ. Код на Java всегда состоит из главного класса и метода main(). Внутри главного метода можно прописать любые команды и описания объектов.

🟦 Java SE — платформа для написания кода, которая подходит как одиночкам, так и компаниям. В ней есть все нужные библиотеки и интерфейсы: JDBC, чтобы управлять базами данных; AWT, Swing и JavaFX для создания графической оболочки программы — интерфейса; Spring Framework и Hibernate для создания корпоративных программ.

🟦 Java и Python — популярные языки программирования со своими особенностями. На Java придется писать больше кода, его синтаксис сложнее и длиннее, зато он работает быстрее благодаря JVM. Синтаксис Python проще и компактнее — идеально для новичков.