Java

Подробнее о программе:

Программное обеспечение Java позволяет играть в сетевые игры, общаться с людьми по всему миру. Чрезвычайно надежная и универсальная технология Джава (русский перевод названия) также незаменима для разработчиков программного обеспечения. Виртуальная машина Java, установленная на компьютере пользователя, дает возможность пользоваться Java приложениями (апплетами), которые часто встраиваются в страницы сайтов для увеличения их функциональности.
Также Java позволяет писать программное обеспечение на одной платформе и запускать его практически на любой другой. На основе Java можно разрабатывать серверные приложения для интернет-форумов, магазинов, опросов, обработки HTML-форм. Кроме того, виртуальная машина Джава позволяет создавать максимально приспособленные для требований пользователя приложения и службы, комбинируя различные модули.

История создания Джава начинается в 1991 году. Именно тогда фирма Sun Microsystems разработала язык программирования Oak, первоначально предназначавшийся для бытовой электроники. Спустя несколько лет язык стал использоваться для написания серверного программного обеспечения, различных, в том числе игровых приложений и апплетов. Технология Java условно разделена на две части: язык программирования и среда для его применения. Программы на данном языке транслируются в специальный байтовый код, обрабатываемый виртуальной Java-машиной, передающей соответствующие указания и инструкции оборудованию. Технология широко используется разработчиками программного обеспечения по всему миру. Являясь платформо-независимой, она позволяет писать программные приложения для запуска их на абсолютно любой платформе, поддерживающей данную технологию.
Также с помощью этой технологии создаётся множество программ для работы в веб-браузерах, разрабатываются приложения для различных интернет-ресурсов, таких как форумы, онлайн-магазины и так далее. К числу достоинств технологии следует отнести высокий уровень безопасности при работе с Java-приложениями. Через них практически невозможно заразить свой компьютер или иное устройство вирусными программами. Пользователи без всяких опасений могут скачать Java игры или программы, не заботясь о надёжности их источника.

Этот язык программирования широко используется при создании различных видов программного обеспечения. Основное достоинство его заключается в том, что программы, написанные на этом языке, могут быть записаны с использованием байт-кода, который не зависит ни от операционной системы, ни от используемого вида электронного оборудования. Таким образом, созданные на Джава приложения могут быть выполнены на любых видах устройств, которые поддерживают виртуальную Java-машину. Одно из важных достоинств технологии Java – ее безопасность. Она определяется тем, что Java-машина полностью контролирует, как исполняется программа. Если программа ведет себя неожиданным образом, к примеру, начинает пытаться получить доступ к данным пользователя, ее работа тут же прерывается. Таким образом, пользователи, загружая на свой компьютер Java-приложения, могут не волноваться, что это приведет к заражению вирусами.
Правда, есть у подобной технологии и определенный недостаток: возможность снижения производительности работы приложений. Впрочем, современные усовершенствования технологии практически свели этот недостаток на нет. А удобство и легкость, с которыми связана работа на этом языке, заставляют многих пользователей скачать Java самоучитель или обучающее пособие, и уже через несколько часов написать свою первую программу.

Скачать Java

В разделе Java на сайте developerWorks содержатся сотни статей, руководств, советов и материалов, написанных представителями сообщества Java, которые помогут вам максимально эффективно использовать платформу Java и сопутствующие технологии при разработке приложений. Однако начинающим разработчикам, которые только приступают к изучению Java, может быть трудно сориентироваться в огромном объеме ресурсов, доступных в Интернете. Поэтому мы создали эту страницу, на которой представлен обзор базовых Java-технологий в общем контексте возможностей этого языка. Здесь вы найдете ссылки на материалы для дальнейшего изучения Java, например, статьи developerWorks для начинающих и другие образовательные ресурсы, а также ссылки для загрузки продуктов IBM.

Вы - начинающий Java-разработчик? На этой странице вы найдете обзор основных Java™-технологий и их места в разработке современного программного обеспечения. Эта страница, содержащая ссылки на вводные статьи developerWorks по этой и смежным темам, другие образовательные материалы, а также на материалы для загрузки и продукты IBM, является превосходной отправной точкой для изучения Java.

Что такое "технологии Java"?

Java - это одновременно язык программирования и платформа.

Во-первых, Java представляет собой высокоуровневый объектно-ориентированный язык программирования . При компиляции , которая выполняется один раз во время сборки приложения, код на Java преобразуется в код на промежуточном языке (байт-код ). В свою очередь, байт-код анализируется и выполняется (интерпретируется ) виртуальной машиной Java (JVM), которая играет роль транслятора между языком Java и аппаратным обеспечением с операционной системой. Все реализации Java должны эмулировать JVM, чтобы создаваемые приложения могли выполняться на любой системе, включающей виртуальную машину Java.

Во-вторых, Java - это программная платформа , версии которой поставляются для различных аппаратных систем. Существуют три версии Java (см. раздел Редакции платформы Java ниже). Платформа включает в себя JVM и интерфейс прикладного программирования на Java (API), представляющий собой обширный набор готовых программных компонентов (классов), облегчающих разработку и развертывание апплетов и приложений. API Java охватывает многие аспекты разработки на Java, в том числе манипулирование базовыми объектами, сетевое программирование, обеспечение безопасности, генерацию XML и Web-сервисы. API организован в виде набора библиотек, именуемых пакетами , которые содержат классы и интерфейсы для решения связанных друг с другом задач.

В дополнение к API каждая полноценная реализация платформы Java должна включать следующее:

• Инструментарий разработчика для компиляции, запуска, мониторинга, отладки и документирования приложений.
• Стандартные механизмы развертывания приложений в пользовательской среде.
• Инструментарии, позволяющие создавать сложные графические интерфейсы пользователей.
• Интеграционные библиотеки для программного доступа к базам данных и удаленного манипулирования объектами.

JVM также является проверенной средой для выполнения приложений, написанных на отличных от Java языках. В частности, Groovy, Scala и специализированные реализации Ruby и Python предоставляют разработчикам возможность исполнения на JVM динамических и функциональных языков (более подробная информация приведена в разделе Какое отношение имеет Java к динамическим языкам и функциональному программированию?).

Язык Java был разработан компанией Sun Microsystems. В настоящее время развитие Java-технологий, в том числе работа над спецификациями, эталонными реализациями и тестами совместимости, осуществляется под контролем открытой некоммерческой организации JCP (Java Community Process), которая объединяет Java-разработчиков и держателей лицензий. В 2007 г. Sun выпустила свободную версию Java, включающую основные компоненты платформы, под лицензией GNU GPL v2 (GPLv2). Подробнее об этой версии можно прочитать в разделе Java и разработка свободного программного обеспечения.

Зачем следует изучать Java?

Основное преимущество языка Java выражается в переносимости Java-приложений, т.е. способности работать на любых аппаратных платформах и операционных системах, поскольку все JVM, независимо от того, на какой платформе они работают, способны исполнять один и тот же байт-код.

Язык и платформа Java обладают великолепной масштабируемостью. Вы можете легко создавать приложения для устройств с ограниченными ресурсами, адаптируя программное обеспечение, изначально написанное для настольных компьютеров. При этом язык Java идеально подходит и для разработки серверных Web-приложений, при помощи которых пользователь может получать доступ к вычислительным ресурсам в Web. Возможность безопасного выполнения кода, загруженного через сеть, была изначально заложена в конструкцию Java, поэтому этот язык обеспечивает высокий уровень безопасности при работе через Интернет. Web-приложения работают в средах выполнения, называемых Web-контейнерами , которые предоставляют множество удобных сервисов, в том числе диспетчеризацию запросов, обеспечение безопасности и параллельной работы, управление жизненным циклом, а также доступ к таким API, как управление именами, транзакциями и электронная почта. На Java написан ряд серверов приложений , выполняющих функции Web-контейнеров для других компонентов Java, XML и Web-сервисов, которые взаимодействуют с базами данных и динамически формируют содержимое Web-страниц. Подобные серверы также предоставляют среду для развертывания корпоративных приложений и средства для управления транзакциями, кластеризации, обеспечения безопасности, связности и необходимого уровня доступности, производительности и масштабируемости.

Поддерживая применение открытых стандартов в корпоративных приложениях, Java открывает широкие возможности для применения Web-сервисов на основе XML, помогающих бизнес-партнерам обмениваться информационными ресурсами и приложениями. Java лежит в основе многих продуктов и услуг технического консалтинга IBM Продукты и технологии IBM для Java-разработчиков), а также играет ключевую роль для ряда важнейших направлений деятельности компании.

• Ознакомьтесь с подходом к , принятым в IBM, и узнайте, как SOA помогает создавать гетерогенные приложения, функциональность которых обеспечивается из разных источников как внутри, так и за пределами предприятия, тем самым поддерживая горизонтальные бизнес-процессы. IBM предоставляет ряд , ориентированных на бизнес-пользователей и ИТ-специалистов, которые помогут вам начать использовать эту технологию.
• - это предлагаемый IBM компонентный подход, предоставляющий весь спектр возможностей для проведения стратегических изменений. Предоставляемые решения базируются на гибком, расширяемом, основанном на открытых стандартах программном обеспечении (в том числе Java) и аппаратной инфраструктуре.

Редакции платформы Java
Существуют три редакции платформы Java, позволяющие разработчикам приложений, поставщикам услуг и производителям аппаратного обеспечения создавать решения, отвечающих требованиям конкретных групп пользователей.

• Java SE (Java Platform, Standard Edition) . Используя Java SE, вы можете создавать и развертывать Java-приложения для настольных компьютеров и серверов, а также разрабатывать встроенное программное обеспечение и программы для систем реального времени. Редакция Java SE включает классы, необходимые для создания Web-сервисов, и базовые компоненты Java EE (Java Platform, Enterprise Edition). Текущей версией платформы Java SE является Java SE 6, также известная как "Мустанг". При этом многие разработчики по-прежнему используют Java SE 5 (Java 5.0, или "Тигр").
  • Прекрасный обзор возможностей Java SE 5 приведен в статьях колонки . Большая часть аспектов программирования для платформы Java SE 5, для которой были созданы многие существующие приложения, по-прежнему актуальны и для Java SE 6.
  • В статье описываются новые возможности Java SE 6, служащие для мониторинга и оценки производительности приложений.
  • В статье приводится введение в скриптовый язык, работающий поверх платформы Java SE 6 и служащий для упрощения программирования сложных пользовательских интерфейсов.
  • В серии из двух статей под названием содержится введение в API, предоставляемый Java SE 6, который позволяет Java-приложениям выполнять динамический скриптовый код и наоборот. .
• Java EE (Java Platform, Enterprise Edition) . Эта корпоративная версия платформы помогает разработчикам создавать и развертывать переносимые, надежные, масштабируемые и безопасные серверные приложения на Java. Развивая возможности Java SE, Java EE предоставляет API Web-сервисов, компонентных моделей, удаленного взаимодействия и управления для реализации корпоративного программного обеспечения по принципам SOA и Web 2.0.
  • Прочитайте статьи и , в которых содержится вводный обзор возможностей последней версии платформы Java EE.
  • Обратите внимание на серию - популярной инфраструктуре для создания легковесных и надежных приложений Java EE.
  • Дополнительная информация о Java EE приводится в статьях колонки .
  • Статьи серии Начало пути: Миграция на платформу Java (EN) были написаны специально для разработчиков.NET, клиент-серверных приложений для Windows и приложений ASP, чтобы помочь им перейти на Java.
• Java ME (Java Platform, Micro Edition) . Java ME предоставляет среду для выполнения приложений, созданных для широкого круга мобильных и встроенных систем, например мобильных телефонов, карманных компьютеров, телевизионных приставок и принтеров. Эта редакция платформы предоставляет средства создания гибких пользовательских интерфейсов, надежную модель обеспечения безопасности, полный спектр встроенных сетевых протоколов, а также мощную поддержку сетевых и оффлайновых динамически загружаемых приложений. Приложения, базирующиеся на спецификациях Java ME, могут быть запущены на множестве устройств и при этом способны эффективно задействовать их системные возможности.

Какие технологии являются основными компонентами платформы Java?

В разделе Java на сайте developerWorks содержится , входящих в состав Java. Ниже перечислены некоторые из компонентов, возможных дополнительных пакетов и расширений, входящих в состав каждой редакции платформы. Для каждой технологии приведено краткое описание, а также ссылка на материалы, в которых описывается ее место в мире Java. Обратите внимание, что многие из компонентов входят в состав всех трех редакций платформы Java.

Технологии, входящие в состав Java SE:

• Java Foundation Classes (Swing) (JFC) - это набор библиотек Java-классов, служащих для создания графических интерфейсов пользователя и реализации других графических функций в клиентских Java-приложениях. Руководство .
• JavaHelp - это независимая от платформы расширяемая справочная система, позволяющая разработчикам и техническим писателям встраивать справочные страницы в апплеты, программные компоненты, приложения, операционные системы и устройства, а также создавать справочные Web-системы. Обратитесь к статье .
• Благодаря Java Native Interface (JNI) Java-приложения, выполняющиеся внутри JVM, могут взаимодействовать с программами и библиотеками, написанными на других языках программирования.
• Технология Java Web Start упрощает развертывание Java-приложений, позволяя пользователям загружать и запускать функционально насыщенные программные средства, например, электронные таблицы, одним нажатием на кнопку мыши, без инсталляции (см. статью ).
• Java Database Connectivity (JDBC) - это API, предоставляющий средства для доступа к большинству реляционных источников данных из Java-приложений. С его помощью можно подключаться к множеству баз данных SQL, а также другим табличным источникам данных, например, электронным таблицам и неструктурированным файлам.
• Java Advanced Imaging (JAI) - это объектно-ориентированный API, предоставляющий простую высокоуровневую модель программирования, упрощающую манипулирование изображениями.
• Java Authentication and Authorization Service (JAAS) - это технология, предоставляющая сервисам средства для аутентификации пользователей и проверки их прав доступа. Она включает Java-реализацию стандартной инфраструктуры PAM (Pluggable Authentication Module) и поддерживает авторизацию на уровне пользователей.
• Java Cryptography Extension (JCE) - это набор пакетов, предоставляющих инфраструктуру и реализации алгоритмов шифрования, генерации и обмена ключами и установления подлинности сообщений (Message Authentication Code - MAC). Эта технология также включает поддержку симметричных, асимметричных, блочных и поточных шифров, а также безопасных потоков и опечатанных объектов (sealed objects). Более подробную информацию можно получить в руководстве .
• Java Data Objects (JDO) - это стандартная абстрактная модель долговременного хранения Java-объектов, базирующаяся на интерфейсах. С ее помощью разработчики могут напрямую сохранять экземпляры Java-классов предметной области в постоянном хранилище (например, базе данных). Эта модель в ряде случаев может заменять прямую запись в файл, сериализацию, JDBC, а также использование серверных компонентов EJB, как управляемых контейнерами (Container Managed Persistence - CMP), так и самостоятельно хранящих состояние (Bean Managed Persistence - BMP).
• Пакет Java Management Extensions (JMX) содержит средства для создания распределенных, модульных, динамических и доступных через Web приложений для управления и мониторинга устройств, программного обеспечения и сетей, основанных на предоставлении сервисов (см. статью ).
• Java Media Framework (JMF) позволяет добавлять аудио-, видео- и другую медиа-информацию в приложения и апплеты на Java (см. руководство ).
• Java Naming and Directory Interface (JNDI) - это унифицированный интерфейс для обращения к различным сервисам имен и каталогов в корпоративной сети. С его помощью приложения могут эффективно подключаться к различным службам имен и каталогов в гетерогенной среде уровня предприятия.
• Java Secure Socket Extensions (JSSE) - это набор пакетов для обеспечения безопасного обмена информацией в Интернете. Они реализуют Java-версию протоколов SSL (Secure Sockets Layer) и TLS (Transport Layer Security) и предоставляют средства для шифрования данных, проверки целостности сообщений, аутентификации на сервере и на клиенте (последняя возможность не является обязательной).
• Java Speech API (JSAPI) включает в себя спецификации JSGF (формат грамматики Java Speech) и JSML (язык разметки Java Speech). Этот пакет предоставляет возможности для использования речевых технологий в пользовательском интерфейсе. JSAPI - это кросс-платформенный API для поддержки распознавания голосовых команд, систем речевого ввода данных и синтеза речи. За более подробной информацией обратитесь к следующему разделу статьи .
• Java 3D - это API, предоставляющий кросс-платформенные и масштабируемые возможности для работы с 3D-графикой в Java-приложениях. API организован в виде набора объектно-ориентированных интерфейсов, складывающихся в единую простую высокоуровневую модель программирования.
• Механизм Metadata Facility позволяет разработчикам определять атрибуты для классов, интерфейсов, полей и методов, благодаря чему они могут подвергаться специальной обработке со стороны средств разработки, развертывания и сторонних библиотек на этапе выполнения приложения (см. статью ).
• Java Content Repository API - это API для доступа к репозиториям контента в Java SE независимо от их реализации. Подобные репозитории представляют собой высокоуровневые системы управления информацией и являются расширенными вариантами классических репозиториев данных.
• Enumerations (перечисление) - это тип данных, позволяющий описывать различные элементы данных в виде типизированного набора констант.
• Generics (обобщенные типы) позволяют создавать классы с параметрами (абстрактными типами), которые указываются на этапе инстанциирования. За подробностями обратитесь к статье , а также ознакомьтесь со статьей , в которой рассказывается о том, как обобщенные типы облегчают работу с коллекциями в Java SE 6.0.
• Утилиты Concurrency - это набор классов, предоставляющих функциональность среднего уровня, которая обычно требуется приложениям, выполняющим параллельную обработку данных.
• Java API for XML Processing (JAXP) - это API, при помощи которого Java-приложения могут разбирать и преобразовывать XML-документы вне зависимости от используемого процессора XML. Это позволяет приложениям легко переключаться между разными процессорами без изменений в прикладном коде. В свою очередь, технология JAXB (Java API for XML Binding ) предоставляет возможности для автоматизации сопоставления документов XML и объектов Java.
• SOAP with Attachments API for Java (SAAJ) предоставляет разработчикам функции для формирования и обработки сообщений в соответствии со спецификацией SOAP 1.1 c указанием SOAP with Attachments (SOAP с вложениями). За более подробной информацией обратитесь к статье ).

Технологии, входящие в состав J2EE:

• Enterprise JavaBeans (EJB) - это компонентная модель, которая упрощает разработку связующего программного обеспечения, предоставляя такие сервисы, как управление транзакциями, обеспечение безопасности и подключение к базам данных.
• Спецификация портлетов определяет набор API для создания порталов на Java, охватывая такие аспекты, как агрегирование и представление информации, персонализация и обеспечение безопасности (см. статью ).
• JavaMail - это API, предоставляющий набор абстрактных классов, моделирующих почтовую систему.
• Java Message Service (JMS) - это API, поддерживающий создание переносимых Java-приложений на основе механизма обмена сообщениями. Он определяет общий набор базовых понятий и стратегий программирования для всех систем обмена сообщениями, совместимых с JMS .
• JavaServer Faces (JSF) предоставляет программную модель, помогающую создавать Web-приложения путем компоновки страниц из многократно используемых компонентов пользовательского интерфейса, а также связывания этих компонентов с источниками данных, а событий, генерируемых на клиенте - с серверными обработчиками. За более подробной информацией обратитесь к руководству из двух частей и серии статей колонки .
• JavaServer Pages (JSP) предоставляет Web-разработчикам средства для быстрого создания и простой поддержки динамических, кросс-платформенных Web-страниц, которые разделяют пользовательский интерфейс и генерацию контента, благодаря чему дизайнеры могут изменять разметку, не трогая динамически формируемое содержимое (см. руководство .
• Стандартная библиотека тегов для JavaServer Pages (JSTL) - это набор специализированных тегов, предоставляющих стандартный формат для выполнения действий, необходимых многим Web-приложениям. Ознакомьтесь со статьей Обновите ваши страницы JSP при помощи JSTL (EN) и серией из четырех частей под названием .
• Сервлеты Java расширяют функциональность Web-серверов, предоставляя кросс-платформенный, компонентный подход к созданию Web-приложений, свободный от ограничений производительности, характерных для CGI.
• J2EE Connector Architecture (JCA) предоставляет стандартную архитектуру для подключения приложений J2EE к разнородным корпоративным информационным системам (EIS). Эта архитектура определяет набор масштабируемых и безопасных механизмов на основе транзакций, при помощи которых поставщики EIS могут предоставлять стандартные адаптеры ресурсов для включения в сервер приложений. За более подробной информацией обратитесь к статьям , и руководству .
• Спецификация J2EE Management (JMX) определяет информационную модель управления для платформы J2EE. Эта модель была специально спроектирована для взаимодействия со многими системами и протоколами управления. Она содержит стандартные средства для сопоставления с общей информационной моделью (Common Information Model - CIM), информационной базой управления SNMP (SNMP Management Information Base - MIB) и объектной моделью Java при помощи резидентного серверного компонента EJB (J2EE Management EJB Component - MEJB).
• Java Transaction API (JTA) – это высокоуровневая реализация и независимый от протоколов API, предоставляющий программам и серверам приложений средства для доступа к транзакциям. Java Transaction Service (JTS) определяет реализацию менеджера транзакций, который поддерживает JTA и реализует на нижележащем уровне сопоставление с объектным транзакционным сервисом OMG (Object Transaction Service - OTS 1.1). Распространение транзакций в JTS реализуется при помощи протокола Inter-ORB (IIOP). За более подробной информацией обратитесь к статье .

Технологии, входящие в состав J2ME:

• Mobile Information Device Profile (MIDP) - это одна из двух конфигураций, составляющих среду выполнения Java для мобильных устройств с ограниченными ресурсами. MIDP предоставляет приложениям базовую функциональность, включающую в себя средства для создания интерфейсов пользователя, подключения к сетевым ресурсам, локального хранения данных и управления жизненным циклом.
• Connected Device Configuration (CDC) – это стандартизированная инфраструктура для создания и развертывания приложений, доступ к которым может осуществляться со стороны многих сетевых и встроенных устройств.
• Mobile 3D Graphics API для J2ME (M3G) - это легковесный интерактивный API для реализации трехмерной графики, являющийся дополнительным компонентом J2ME. Подробнее о нем можно прочитать в серии из двух частей .

Технологии Java и создание Web-приложений

На протяжении многих лет Java является основным языком разработки Web-приложений. В последнее время появилось множество инфраструктур и библиотек, облегчающих создание Web-приложений на Java, в том числе многофункциональных интерактивных приложений Web 2.0.

Ознакомьтесь с приведенными ниже материалами, посвященным вопросам Web-разработки на Java.

• Статьи колонки рассказывают о Grails – современной инфраструктуре для создания Web-приложений, написанных на Groovy. Grails позволяет органично сочетать ранее написанный код на Java с возможностью использования гибкого и динамического скриптового языка. Более подробная информация о Groovy приведена ниже, в разделе Какое отношение имеет Java к динамическим языкам и функциональному программированию?.
• Ajax – это методология программирования, предусматривающая использование скриптовых языков на стороне клиента для обмена данными с Web-сервером, что позволяет быстро обновлять информацию на страницах без необходимости их полной перезагрузки. Прочитав серии статей и , вы узнаете, чем Ajax может помочь вам как разработчику Java-приложений. За дополнительной информацией вы можете обратитесь к на сайте developerWorks.
• JavaServer Faces (JSF) предоставляет программную модель, помогающую создавать Web-приложения путем компоновки страниц из многократно используемых компонентов пользовательского интерфейса, а также связывания этих компонентов с источниками данных, а событий, генерируемых на клиенте - с серверными обработчиками. За более подробной информацией обратитесь к руководству из двух частей и серии статей колонки .
• Платформа Web-инструментария Eclipse (Web Tools Platform – WTP) расширяет популярную среду разработки Eclipse, добавляя в нее средства для создания Web-приложений на основе технологий Java EE (см. руководство ).
• В на сайте developerWorks можно найти множество других превосходных материалов по этим вопросам.

Технологии Java, SOA и Web-сервисы

Сервис-ориентированная архитектура (SOA) – это компонентная модель, связывающая функциональные модули приложения (известные как сервисы , откуда произошел термин Web-сервисы ) через строго описанные интерфейсы и контракты. Определения интерфейсов не зависят от используемого аппаратного обеспечения, операционной системы и языка программирования, на котором реализован сервис, благодаря чему поддерживается унифицированное взаимодействие между сервисами, являющимися компонентами разных систем. SOA – это пример слабо связанной программной модели, представляющей собой альтернативу классическим сильно связанным объектно-ориентированным моделям.

Созданные по такому принципу Web-сервисы позволяют описывать бизнес-правила и процессы на XML, благодаря чему взаимодействие приложений может осуществляться независимо от используемых платформ и языков программирования. XML-технологии способствуют переносимости данных и упрощают создание сообщений, в то время как технологии Java позволяют писать переносимый код. XML и Java отлично сочетаются и потому представляют собой идеальную связку технологий для создания и развертывания Web-сервисов.

Более подробную информацию можно получить, прочитав следующие материалы:

• Страницы и на сайте developerWorks помогут вам сориентироваться в этих непростых технологиях.
• В статьях серии рассказывается об инфраструктурах Web-сервисов на Java, а также о новых функциональных слоях, созданных на базе этих сервисов.
• В статье приводится введение в элегантный стиль проектирования Web-сервисов под названием Передача репрезентативного состояния (Representational State Transfer - REST) и рассказывается об использовании Java для создания Web-сервисов по принципам REST.
• Понимание технологии JAX-RPC (RPC на основе API Java для работы с XML) имеет большое значение для создания эффективных Web-сервисов на Java.
• JAX-WS – это очевидный следующий шаг в развитии JAX-RPC. Практическое введение в этот новый API дано в руководстве .
• Серия статей представляет собой руководство по компонентной архитектуре сервисов (Service Component Architecture - SCA) - спецификации, описывающей модель разработки приложений и систем по принципам SOA.
• В статье приводится введение в инфраструктуру Service Data Objects (объекты данных сервисов), которая упрощает модель работы с данными в Java EE при создании SOA-приложений.

Какое отношение имеет Java к динамическим языкам и функциональному программированию?

Многие разработчики, начинающие осваивать Java, имеют богатый опыт работы с другими языками программирования. При этом даже самые маститые программисты признают, что Java не является идеальным языком для решения всех встречающихся на практике задач. К счастью, благодаря поддержке со стороны JVM при разработке приложений для платформы Java можно пользоваться всеми преимуществами современных динамических скриптовых и функциональных языков. Гибкость и динамизм этих языков оказываются очень полезными при создании прототипов и реализации определенных типов приложений.

Подробнее о возможностях применения динамических и функциональных языков на платформе Java можно прочитать в материалах, ссылки на которые приведены ниже.

• Скриптовый язык Groovy позволяет Java-разработчикам использовать наиболее привычные языковые конструкции и библиотеки, при этом предоставляя гибкую, динамическую среду разработки, которая не требует компиляции, упрощает синтаксис и поддерживает выполнение скриптов внутри обычных Java-приложений. Детальный обзор возможностей этого языка приводится в статьях серии .
• Новый API скриптов в Java SE 6, обеспечивающий обратную совместимость с Java SE 5 и содержащий небольшой набор интерфейсов и классов, предоставляет простой способ вызова из Java-кода скриптов, написанных на десятках языков. С его помощью вы можете загружать и вызывать внешние скрипты на этапе выполнения, динамически изменяя поведение приложения. Подробнее об этом API можно прочитать в серии из двух статей под названием .
• Вы - горячий сторонник функционального программирования? Тогда вам следует обратить внимание на колонку , в которой рассказывается о Scala - языке программирования для JVM, сочетающем функциональный и объектно-ориентированный подход к разработке.
• VM поддерживают альтернативные языки программирования уже на протяжении длительного времени. В статьях колонки можно прочитать о реализациях для JVM таких языков, как Rexx, Ruby, JavaScript, Python и некоторых других.

Java и создание свободного программного обеспечения

Существует бесчисленное множество по созданию библиотек, инструментариев, инфраструктур, программ и серверов приложений на Java, которые открывают для разработчиков дополнительные возможности по использованию этой мощной платформы. Ряд свободных технологий со временем был включен в состав платформы Java, а другие на протяжении многих лет остаются популярными среди Java-разработчиков, в некоторых случаях играя роль фактических стандартов.

• Организация Apache Software Foundation(EN) объединяет множество открытых проектов, большинство из которых разрабатываются на основе технологий Java. Ниже перечислены некоторые представители этого семейства проектов.
  • Apache Struts(EN) - это инфраструктура для создания Web-приложений, архитектура которых следует принципу "Модель-Представление-Контроллер" (Model-View-Controller).
  • Apache Shale(EN) - еще одна современная инфраструктура для создания Web-приложений, являющаяся наследницей Struts и базирующаяся на технологии JSP (JavaServer Pages). Введение в Shale содержится в статьях серии .
  • Apache Ant является фактическим стандартом для автоматизации процесса сборки Java-приложений.
  • Средство сборки Apache Maven(EN) проектировалось с учетом требований современных проектов по созданию программного обеспечения, для которых характерны динамичное взаимодействие между группами разработчиков и зависимость от множества независимо поддерживаемых компонентов (см. руководство ).
  • Apache Tomcat - это популярный Web-контейнер, поддерживающий сервлеты и серверные страницы Java (JSP).
  • Проект Apache Geronimo(EN) заключается в создании полностью соответствующего спецификации сервера приложений Java EE на основе исключительно свободных технологий. Подробнее о Geronimo можно прочитать в статье , а также в на сайте developerWorks, содержащем множество полезных материалов.
  • Apache Derby(EN) - это сервер реляционных баз данных, полностью реализованный на Java. Введение в Derby приводится в статье .
• Eclipse(EN) – это открытая и независимая платформа разработки, а также набор базовых инструментов для создания программного обеспечения. Она написана на Java и предоставляет инфраструктуру на основе подключаемых модулей, облегчающую разработку, интеграцию и использование программных средств. IBM является одним из учредителей Eclipse.org и активно участвует в совете управляющих этого проекта, а также его подкомитетах. О некоторых компонентных технологиях платформы Eclipse, направленных на создание Java-приложений, можно прочитать в следующих материалах:
  • AspectJ(EN) - это аспектно-ориентированное расширение языка Java, которое может использоваться для модульной реализации сквозной функциональности, например журналирования или обработки исключений.
  • Standard Widget Toolkit(EN) (SWT) - это инструментарий, позволяющий задействовать возможности операционной системы для создания элементов пользовательских интерфейсов эффективным и переносимым образом.
  • Mylyn(EN) - это мощная система управления заданиями для пользователей Eclipse. Подробное руководство содержится в статьях и, ранее известный как "система безопасности Acegi для Spring" - это мощное и гибкое решение для обеспечения безопасности в корпоративных приложениях, созданных на базе инфраструктуры Spring. Она подробно рассматривается в четырех статьях серии .
• Компания Sun Microsystems также начала работу по , запустив следующие общественные проекты на сайте java.net(EN) :
  • OpenJDK

Как развивать навыки программирования на Java?

Есть два основных пути развития ваших навыков программирования на Java: пройти специальный курс обучения (с возможностью сертификации) или изучать Java самостоятельно, практикуясь в написании кода. Обучающие курсы не только позволяют вам перенять опыт квалифицированных разработчиков, но и дают возможность получения сертификата, который может убедить потенциального работодателя, что вы обладаете навыками, необходимыми для решения стоящих перед нам технических задач. При этом вы сможете углубить свои знания в различных областях Java, экспериментируя самостоятельно и используя все доступные ресурсы. Какой бы путь вы ни выбрали, вам помогут следующие материалы.

• Руководства и статьи
  • На сайте developerWorks представлена обширная коллекция , которые по степени полезности в процессе изучения Java уступают только самостоятельному написанию кода.
  • Статьи серий и прекрасно подходят для совершенствования вашей техники владения Java.
  • Применение теории проектирования при создании реальных приложений рассматривается в статьях серии .
  • Опытные разработчики Java заранее закладывают в свои приложения средства для их отладки и тестирования. На сайте developerWorks представлены несколько статей серии - это игры реального времени на базе платформы Eclipse, направленные на изучение программирования на Java. Вводная информация о CodeRuler приводится в статье Завоевание средневековых королевств вместе с CodeRuler (EN).
• Технические обучающие курсы IBM
  • Вашему вниманию предлагается большой выбор онлайновых, очных и мультимедийных курсов по Java, разработанных подразделением IBM Global Services.
• Сертификация
  • Вы можете сдать несколько экзаменов для получения сертификатов, свидетельствующих о ваших навыках программирования на Java. Материалы, посвященные курсам с последующей сертификацией, находятся на сайте Java Certification(EN) .
  • IBM предоставляет возможность ваших навыков в таких технологиях, имеющих отношения к Java, как создание корпоративных приложений для WebSphere, программное обеспечение Rational, DB2, XML и SOA.
• Форумы
  • , модерируемые экспертами, за плечами которых многолетний опыт работы с Java-технологиями - это наиболее интерактивный из способов изучения языка Java.

Продукты и технологии IBM для Java-разработчиков

IBM занимает одним из лидеров в практическом применении Java-технологий. Ниже приведены ссылки на некоторые продукты и технологии IBM, предлагаемые разработчикам приложений для платформы Java.

• Бесплатно загружаемые продукты:
  • (Java Developer Kit) - это набор средств для создания и тестирования апплетов и приложений для Java SE и Java ME на множестве популярных операционных систем, в том числе Windows, Linux и AIX.
  • (IBM Development Package for Eclipse) - это основанный на Eclipse неподдерживаемый инструментарий разработчика, позволяющий создавать и запускать приложения в собственной готовой среде разработки.
  • : Вы можете загрузить пакеты свободного программного обеспечения Eclipse c сайта developerWorks, в том числе параллельно выпускаемые продукты Calisto и Europa.
  • - это виртуальное хранилище перспективных Java-технологий, разрабатываемых в IBM. К ним относятся API, интегрированные среды разработки, комплекты разработчика, эталонные реализации и утилиты. Ниже приведены ссылки на некоторые технологии, представленные в alphaWorks.
  • . Эта утилита помогает анализировать и генерировать пригодные для тестирования Ant-скрипты для сборки проектов, разработанных при помощи Eclipse, Rational и WebSphere IDE для платформ Java EE и SCA.
  • (IBM Pattern Modeling and Analysis Tool for Java Garbage Collector). Данная утилита разбирает подробные трассировочные файлы GC, анализирует использование динамической памяти (кучи) и рекомендует настройки приложения на основе полученных результатов моделирования работы с памятью. (Secure Shell Library for Java) - это легковесная реализация протокола SSH-2, разработанного комитетом IETF (Internet Engineering Task Force). Он предоставляет средства для безопасной аутентификации и другие защищенные сервисы, работающие в условиях незащищенной сети. позволяет консолидировать и преобразовывать данные, тем самым повышая продуктивность, гибкость и производительность вашего бизнеса за счет оперативного доступа к нужной информации.

Последнее обновление: 26.09.2018

На сегодняшний момент язык Java является одним из самых распространенных и популярных языков программирования. Первая версия языка появилась еще в 1996 году в недрах компании Sun Microsystems, впоследствии поглощенной компанией Oracle. Java задумывался как универсальный язык программирования, который можно применять для различного рода задач. И к настоящему времени язык Java проделал большой путь, было издано множество различных версий. Текущей версией является Java 11, которая вышла в сентябре 2018 года. А Java превратилась из просто универсального языка в целую платформу и экосистему, которая объединяет различные технологии, используемые в целого ряда задач: от создания десктопных приложений до написания крупных веб-порталов и сервисов. Кроме того, язык Java активно применяется для создания программного обеспечения для целого ряда устройств: обычных ПК, планшетов, смартфонов и мобильных телефонов и даже бытовой техники. Достаточно вспомнить популярность мобильной ОС Android, большинство программ для которой пишутся именно на Java.

Особенности Java

Ключевой особенностью языка Java является то, что его код сначала транслируется в специальный байт-код, независимый от платформы. А затем этот байт-код выполняется виртуальной машиной JVM (Java Virtual Machine). В этом плане Java отличается от стандартных интерпретируемых языков как PHP или Perl, код которых сразу же выполняется интерпретатором. В то же время Java не является и чисто компилируемым языком, как С или С++.

Подобная архитектура обеспечивает кроссплатформенность и аппаратную переносимость программ на Java, благодаря чему подобные программы без перекомпиляции могут выполняться на различных платформах - Windows, Linux, Mac OS и т.д. Для каждой из платформ может быть своя реализация виртуальной машины JVM, но каждая из них может выполнять один и тот же код.

Java является языком с Си-подобным синтаксисом и близок в этом отношении к C/C++ и C#. Поэтому, если вы знакомы с одним из этих языков, то овладеть Java будет легче.

Еще одной ключевой особенностью Java является то, что она поддерживает автоматическую сборку мусора. А это значит, что вам не надо освобождать вручную память от ранее использовавшихся объектов, как в С++, так как сборщик мусора это сделает автоматически за вас.

Java является объектно-ориентированным языком. Он поддерживает полиморфизм, наследование, статическую типизацию. Объектно-ориентированный подход позволяет решить задачи по построению крупных, но в тоже время гибких, масштабируемых и расширяемых приложений.

Установка Java

Для работы программ на языке Java на целевой машине должна быть установлена JRE (Java Runtime Environment). JRE представляет минимальную реализацию виртуальной машины, а также библиотеку классов. Поэтому, если мы хотим запускать программы, то нам надо установить JRE. Для каждой конкретной платформы имеется своя версия JRE.

Однако, так как мы собираемся не только запускать программы, но и разрабатывать их, нам потребуется специальный комплект для разработки JDK (Java Development Kit). JDK уже содержит JRE, а также включает ряд дополнительных программ и утилит, в частности компилятор Java.

Загрузить и установить соответствующую версию JDK можно с с официального сайта Oracle: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

Итак, с выше упомянутого адреса загрузим программу установки JDK для последней версии Java.

Затем нас перебросит на страницу, где надо выбрать версию для целевой ОС - Windows, MacOS или Linux:

Для каждой ОС есть два варианта загрузки: в виде установщика, либо в виде архива, который не надо устанавливать. Например, моя ОС - Windows, поэтому я загружаю файл jdk_11_windows-x64_bin.exe, который представляет программу установки.

После загрузки запустим программу установки:

Оставим все опции по умолчанию и нажмем на Next для выполнения установки.

После завершения установки JDK мы увидим вот такое окно:

Итак, после установки JDK создадим первую программу на Java.

Итак, Java обладает длинной и непростой историей развития, однако настало время рассмотреть, что же получилось у создателей, какими свойствами обладает данная технология.

Самое широко известное, и в то же время вызывающее самые бурные споры, свойство - много- или кроссплатформенность . Уже говорилось, что оно достигается за счет использования виртуальной машины JVM , которая является обычной программой, исполняемой операционной системой и предоставляющей Java -приложениям все необходимые возможности. Поскольку все параметры JVM специфицированы, то остается единственная задача - реализовать виртуальные машины на всех существующих и используемых платформах.

Наличие виртуальной машины определяет многие свойства Java , однако сейчас остановимся на следующем вопросе - является Java языком компилируемым или интерпретируемым? На самом деле, используются оба подхода.

Исходный код любой программы на языке Java представляется обычными текстовыми файлами, которые могут быть созданы в любом текстовом редакторе или специализированном средстве разработки и имеют расширение.java. Эти файлы подаются на вход Java -компилятора, который транслирует их в специальный Java байт-код . Именно этот компактный и эффективный набор инструкций поддерживается JVM и является неотъемлемой частью платформы Java .

Результат работы компилятора сохраняется в бинарных файлах с расширением.class. Java -приложение, состоящее из таких файлов, подается на вход виртуальной машине, которая начинает их исполнять, или интерпретировать, так как сама является программой.

Многие разработчики поначалу жестко критиковали смелый лозунг Sun "Write once, run everywhere", обнаруживая все больше и больше несоответствий и нестыковок на различных платформах. Однако надо признать, что они просто были слишком нетерпеливы. Java только появилась на свет, а первые версии спецификаций были недостаточно исчерпывающими.

Очень скоро специалисты Sun пришли к выводу, что просто свободно публиковать спецификации (что уже делалось задолго до Java ) недостаточно. Необходимо еще и создавать специальные процедуры проверки новых продуктов на соответствие стандартам. Первый такой тест для JVM содержал всего около 600 проверок, через год их число выросло до десяти тысяч и с тех пор все время увеличивается (именно его в свое время не смог пройти MS IE 4.0). Безусловно, авторы виртуальных машин все время совершенствовали их, устраняя ошибки и оптимизируя работу. Все-таки любая, даже очень хорошо задуманная технология требует времени для создания высококачественной реализации. Аналогичный путь развития сейчас проходит Java 2 Micro Edition (J2ME ), но об этом позже.

Следующим по важности свойством является объектная ориентированность Java , что всегда упоминается во всех статьях и пресс-релизах. Сам объектно-ориентированный подход (ООП) рассматривается в следующей лекции, однако важно подчеркнуть, что в Java практически все реализовано в виде объектов - потоки выполнения (threads) и потоки данных (streams), работа с сетью, работа с изображениями, с пользовательским интерфейсом , обработка ошибок и т.д. В конце концов, любое приложение на Java - это набор классов, описывающих новые типы объектов.

Подробное рассмотрение объектной модели Java проводится на протяжении всего курса, однако обозначим основные особенности. Прежде всего, создатели отказались от множественного наследования. Было решено, что оно слишком усложняет и запутывает программы. В языке используется альтернативный подход - специальный тип " интерфейс ". Он подробно рассматривается в соответствующей лекции.

Далее, в Java применяется строгая типизация . Это означает, что любая переменная и любое выражение имеет тип, известный уже на момент компиляции. Такой подход применен для упрощения выявления проблем, ведь компилятор сразу сообщает об ошибках и указывает их расположение в коде. Поиск же исключительных ситуаций (exceptions - так в Java называются некорректные ситуации) во время исполнения программы (runtime) потребует сложного тестирования, при этом причина дефекта может обнаружиться совсем в другом классе. Таким образом, нужно прикладывать дополнительные усилия при написании кода, зато существенно повышается его надежность (а это одна из основополагающих целей, для которых и создавался новый язык).

В Java существует всего 8 типов данных, которые не являются объектами. Они были определены с самой первой версии и никогда не менялись. Это пять целочисленных типов: byte, short, int, long, а также к ним относят символьный char. Затем два дробных типа float и double и, наконец, булевский тип boolean. Такие типы называются простыми, или примитивными (от английского primitive ), и они подробно рассматриваются в лекции, посвященной типам данных. Все остальные типы - объектные или ссылочные (англ. reference ).

Синтаксис Java почему-то многих ввел в заблуждение. Он действительно создан на основе синтаксиса языков C/C++, так что если посмотреть на исходный код программ, написанных на этих языках и на Java, то не сразу удается понять, какая из них на каком языке написана. Это почему-то дало многим повод думать, что Java - это упрощенный C++ с дополнительными возможностями, такими как garbage collector . Автоматический сборщик мусора (garbage collector ) мы рассмотрим чуть ниже, но считать, что Java такой же язык, как и C++,- большое заблуждение.

Конечно, разрабатывая новую технологию, авторы Java опирались на широко распространенный язык программирования по целому ряду причин. Во-первых, они сами на тот момент считали C++ своим основным инструментом. Во-вторых, зачем придумывать что-то новое, когда есть вполне подходящее старое? Наконец, очевидно, что незнакомый синтаксис отпугнет разработчиков и существенно осложнит внедрение нового языка, а ведь Java должна была максимально быстро получить широкое распространение. Поэтому синтаксис был лишь слегка упрощен, чтобы избежать слишком запутанных конструкций.

Но, как уже говорилось, С++ принципиально не годился для новых задач, которые поставили себе разработчики из компании Sun, поэтому модель Java была построена заново, причем в соответствии с совсем другими целями. Дальнейшие лекции будут постепенно раскрывать конкретные различия.

Что же касается объектной модели, то она скорее была построена по образцу таких языков, как Smalltalk от IBM, или разработанный еще в 60-е годы в Норвежском Вычислительном Центре язык Simula, на который ссылается сам создатель Java Джеймс Гослинг.

Другое немаловажное свойство Java - легкость в освоении и разработке - также получило неоднозначную оценку. Действительно, авторы потрудились избавить программистов от наиболее распространенных ошибок, которые порой допускают даже опытные разработчики на C/C++. И первое место здесь занимает работа с памятью.

В Java с самого начала был введен механизм автоматической сборки мусора (от английского garbage collector ). Предположим, программа создает некоторый объект, работает с ним, а дальше наступает момент, когда он больше уже не нужен. Необходимо освободить занимаемую память, чтобы не мешать операционной системе нормально функционировать. В С/С++ это необходимо делать явным образом из программы. Очевидно, что при таком подходе существует две опасности - либо удалить объект, который еще кому-то необходим (и если к нему действительно произойдет обращение, то возникнет ошибка), либо не удалять объект, ставший ненужным, а это означает утечку памяти, то есть программа начинает потреблять все большее количество оперативной памяти.

При разработке на Java программист вообще не думает об освобождении памяти. Виртуальная машина сама подсчитывает количество ссылок на каждый объект, и если оно становится равным нулю, то такой объект помечается для обработки garbage collector . Таким образом, программист должен следить лишь за тем, чтобы не оставалось ссылок на ненужные объекты. Сборщик мусора - это фоновый поток исполнения, который регулярно просматривает существующие объекты и удаляет уже не нужные. Из программы никак нельзя повлиять на работу garbage collector , можно только явно инициировать его очередной проход с помощью стандартной функции. Ясно, что это существенно упрощает разработку программ, особенно для начинающих программистов.

Однако опытные разработчики были недовольны тем, что они не могут полностью контролировать все, что происходит с их системой. Нет точной информации, когда именно будет удален объект, ставший ненужным, когда начнет работать (а значит, и занимать системные ресурсы) поток сборщика мусора и т.д. Но, при всем уважении к опыту таких программистов, необходимо отметить, что подавляющее количество сбоев программ, написанных на С/С++, приходится именно на некорректную работу с памятью, причем порой это случается даже с широко распространенными продуктами весьма серьезных компаний.

Кроме того, особый упор делался на легкость освоения новой технологии. Как уже было сказано, ожидалось (и эти ожидания оправдались, в подтверждение правильности выбранного пути!), что Java должна получить максимально широкое применение, даже в тех компаниях, где никогда до этого не занимались программированием на таком уровне (бытовая техника типа тостеров и кофеварок, создание игр и других приложений для сотовых телефонов и т.д.). Был и целый ряд других соображений. Продукты для обычных пользователей, а не профессиональных программистов, должны быть особенно надежными. Internet стал Всемирной Сетью, поскольку появились непрофессиональные пользователи, а возможность создавать апплеты для них не менее привлекательна. Им требовался простой инструмент для создания надежных приложений.

Наконец, Internet-бум 90-х годов набирал обороты и выдвигал новые, более жесткие требования к срокам разработки. Многолетние проекты, которые были в прошлом обычным делом, перестали отвечать потребностям заказчиков, новые системы надо было создавать максимум за год, а то и за считаные месяцы.

Кроме введения garbage collector , были предприняты и другие шаги для облегчения разработки. Некоторые из них уже упоминались - отказ от множественного наследования, упрощение синтаксиса и др. Возможность создания многопоточных приложений была реализована в первой же версии Java (исследования показали, что это очень удобно для пользователей, а существующие стандарты опираются на телетайпные системы, которые устарели много лет назад). Другие особенности будут рассмотрены в следующих лекциях. Однако то, что создание и поддержка систем действительно проще на Java , чем на C/C++, давно является общепризнанным фактом. Впрочем, все-таки эти языки созданы для разных целей, и каждый имеет свои неоспоримые преимущества.

Следующее важное свойство Java - безопасность . Изначальная нацеленность на распределенные приложения, и в особенности решение исполнять апплеты на клиентской машине, сделали вопрос защиты одним из самых приоритетных. При работе любой виртуальной машины Java действует целый комплекс мер. Далее приводится лишь краткое описание некоторых из них.

Во-первых, это правила работы с памятью. Уже говорилось, что очистка памяти производится автоматически. Резервирование ее также определяется JVM , а не компилятором, или явным образом из программы, разработчик может лишь указать, что он хочет создать еще один новый объект. Указатели по физическим адресам отсутствуют принципиально.

Во-вторых, наличие виртуальной машины-интерпретатора значительно облегчает отсечение опасного кода на каждом этапе работы. Сначала байт-код загружается в систему, как правило, в виде class-файлов. JVM тщательно проверяет, все ли они подчиняются общим правилам безопасности Java и не созданы ли злоумышленниками с помощью каких-то других средств (и не искажены ли при передаче). Затем, во время исполнения программы, интерпретатор легко может проверить каждое действие на допустимость. Возможности классов, которые были загружены с локального диска или по сети, существенно различаются (пользователь легко может назначать или отменять конкретные права). Например, апплеты по умолчанию никогда не получат доступ к локальной файловой системе. Такие встроенные ограничения есть во всех стандартных библиотеках Java .

Наконец, существует механизм подписания апплетов и других приложений, загружаемых по сети. Специальный сертификат гарантирует, что пользователь получил код именно в том виде, в каком его выпустил производитель. Это, конечно, не дает дополнительных средств защиты, но позволяет клиенту либо отказаться от работы с приложениями ненадежных производителей, либо сразу увидеть, что в программу внесены неавторизованные изменения. В худшем случае он знает, кто ответственен за причиненный ущерб.

Совокупность описанных свойств Java позволяет утверждать, что язык весьма приспособлен для разработки Internet- и интранет (внутренние сети корпораций)-приложений.

Наконец, важная отличительная особенность Java - это его динамичность . Язык очень удачно задуман, в его развитии участвуют сотни тысяч разработчиков и многие крупные компании. Основные этапы этого развития кратко освещены в следующем разделе.

Итак, подведем итоги. Java -платформа обладает следующими преимуществами:

• переносимость, или кроссплатформенность ;
• объектная ориентированность, создана эффективная объектная модель;
• привычный синтаксис С/С++;
• встроенная и прозрачная модель безопасности ;
• ориентация на Internet-задачи, сетевые распределенные приложения;
• динамичность , легкость развития и добавления новых возможностей;
• простота освоения.

Но не следует считать, что более легкое освоение означает, что изучать язык не нужно вовсе. Чтобы писать действительно хорошие программы, создавать большие сложные системы, необходимо четкое понимание всех базовых концепций Java и используемых библиотек. Именно этому и посвящен данный курс.

Основные версии и продукты Java

Сразу оговоримся, что под продуктами здесь понимаются программные решения от компании Sun, являющиеся "образцами реализации" ( reference implementation ).

Итак, впервые Java была объявлена 23 мая 1995 года. Основными продуктами, доступными на тот момент в виде бета-версий, были:

• Java language specification , JLS , спецификация языка Java (описывающая лексику, типы данных, основные конструкции и т.д.);
• спецификация JVM ;
• Java Development Kit , JDK - средство разработчика, состоящее в основном из утилит, стандартных библиотек классов и демонстрационных примеров.

Спецификация языка была составлена настолько удачно, что практически без изменений используется и по сей день. Конечно, было внесено большое количество уточнений, более подробных описаний, были добавлены и некоторые новые возможности (например, объявление внутренних классов), однако основные концепции остаются неизменными. Данный курс в большой степени опирается именно на спецификацию языка.

Спецификация JVM предназначена в первую очередь для создателей виртуальных машин, а потому практически не используется Java -программистами.

JDK долгое время было базовым средством разработки приложений. Оно не содержит никаких текстовых редакторов, а оперирует только уже существующими Java -файлами. Компилятор представлен утилитой javac (java compiler). Виртуальная машина реализована программой java . Для тестовых запусков апплетов существует специальная утилита appletviewer . Наконец, для автоматической генерации документации на основе исходного кода прилагается средство javadoc .

Первая версия содержала всего 8 стандартных библиотек:

• java.lang - базовые классы, необходимые для работы любого приложения (название - сокращение от language);
• java.util - многие полезные вспомогательные классы;
• java.applet - классы для создания апплетов ;
• java.awt , java.awt.peer - библиотека для создания графического интерфейса пользователя (GUI ), называется Abstract Window Toolkit , AWT , подробно описывается в лекции 11;
• java.awt.image - дополнительные классы для работы с изображениями;
• java.io - работа с потоками данных (streams) и с файлами;
• java.net - работа с сетью.

Таким образом, все библиотеки начинаются с java , именно они являются стандартными. Все остальные (начинающиеся с com, org и др.) могут меняться в любой версии без поддержки совместимости.

Финальная версия JDK 1.0 была выпущена в январе 1996 года.

Сразу поясним систему именования версий. Обозначение версии состоит из трех цифр. Первой пока всегда стоит 1. Это означает, что поддерживается полная совместимость между всеми версиями 1.х.х. То есть программа, написанная на более старом JDK , всегда успешно выполнится на более новом. По возможности соблюдается и обратная совместимость - если программа откомпилирована более новым JDK , а никакие новые библиотеки не использовались, то в большинстве случаев старые виртуальные машины смогут выполнить такой код.

Вторая цифра изменилась от 0 до 4 (последняя на момент создания курса). В каждой версии происходило существенное расширение стандартных библиотек (212, 504, 1781, 2130 и 2738 - количество классов и интерфейсов с 1.0 по 1.4), а также добавлялись некоторые новые возможности в сам язык. Менялись и утилиты, входящие в JDK .

Наконец, третья цифра означает развитие одной версии. В языке или библиотеках ничего не меняется, лишь устраняются ошибки, производится оптимизация, могут меняться (добавляться) аргументы утилит. Так, последняя версия JDK 1.0 - 1.0.2.

Хотя с развитием версии 1.х ничего не удаляется, конечно, какие-то функции или классы устаревают. Они объявляются deprecated , и хотя они будут поддерживаться до объявления 2.0 (а про нее пока ничего не было слышно), пользоваться ими не рекомендуется.

Вместе с первым успехом JDK 1.0 подоспела и критика. Основные недостатки, обнаруженные разработчиками, были следующими. Во-первых, конечно, производительность. Первая виртуальная машина работала очень медленно. Это связано с тем, что JVM , по сути, представляет собой интерпретатор, который работает всегда медленнее, чем исполняется откомпилированный код. Однако успешная оптимизация, устранившая этот недостаток, была еще впереди. Также отмечались довольно бедные возможности AWT , отсутствие работы с базами данных и другие.

В декабре 1996 года объявляется новая версия JDK 1.1, сразу выкладывается для свободного доступа бета-версия. В феврале 1997 года выходит финальная версия. Что было добавлено в новом выпуске Java ?

Конечно, особое внимание было уделено производительности. Многие части виртуальной машины были оптимизированы и переписаны с использованием Assembler, а не C, как до этого. Кроме того, с октября 1996 года Sun развивает новый продукт - Just-In-Time компилятор, JIT . Его задача - транслировать Java байт-код программы в "родной" код операционной системы. Таким образом, время запуска программы увеличивается, но зато выполнение может ускоряться в некоторых случаях до 50 раз! С июля 1997 года появляется реализация под Windows и JIT стандартно входит в JDK с возможностью отключения.

Были добавлены многие новые важные возможности. JavaBeans - технология, объявленная еще в 1996 году, позволяет создавать визуальные компоненты, которые легко интегрируются в визуальные средства разработки. JDBC (Java DataBase Connectivity) обеспечивает доступ к базам данных. RMI (Remote Method Invocation) позволяет легко создавать распределенные приложения. Были усовершенствованы поддержка национальных языков и система безопасности .

За первые три недели JDK 1.1 был скачан более 220.000 раз, менее чем через год - более двух миллионов раз. На данный момент версия 1.1 считается полностью устаревшей и ее развитие остановилось на 1.1.8. Однако из-за того, что самый распространенный браузер MS IE до сих пор поддерживает только эту версию, она продолжает использоваться для написания небольших апплетов .

Кроме того, с 11 марта 1997 года компания Sun начала предлагать Java Runtime Environment , JRE (среду выполнения Java ). По сути дела, это минимальная реализация виртуальной машины, необходимая для исполнения Java -приложений, без компилятора и других средств разработки. Если пользователь хочет только запускать программы, это именно то, что ему нужно.

Как видно, самым главным недостатком осталась слабая поддержка графического интерфейса пользователя (GUI ). В декабре 1996 года компании Sun и Netscape объявляют новую библиотеку IFC (Internet Foundation Classes), разработанную Netscape полностью на Java и предназначенную как раз для создания сложного оконного интерфейса . В апреле 1997 года объявляется, что компании планируют объединить технологии AWT от Sun и IFC от Netscape для создания нового продукта Java Foundation Classes , JFC , в который должны войти:

• усовершенствованный оконный