Úvod do jazyka a prostředí Java

Je jazykem "3. generace" (3GL), imperativním jazykem vysoké úrovně

Je jazykem univerzálním; není určen výhradně pro specifickou aplikační oblast.

Je jazykem objektově-orientovaným, výpočet je převážně realizován jako volání metod objektů (zasílání zpráv objektům).

Ideovým předchůdcem Javy je C++

a evt. Delphi

Svým způsobem je Java obdobou C++, ale zbavena zbytečností a nepříjemností.

Je jazyk významně jednodušší než C++, komplikovaností srovnatelný s jazykem C#, jenž se Javou inspiroval.

Pro tradiční typy serverových podnikových aplikací (IS) zůstává Java (Enterprise Edition) klíčovou platformou spolu s .NET.

Perspektivním směrem vývoje je zachování Java platformy (JVM, stávající knihovny, aplikace, aplikační prostředí).

Rychle se vyvíjejí skriptovací jazyky na této platformě (Groovy, JRuby, Jython…).

Objevují se nové jazyky na javové platformě (Scala).

Java je jazyk pro vývoj a běh jednoduchých i rozsáhlých aplikací.

Vývoj je efektivnější než na jejich předchůdcích (C++) a výsledné aplikace "běží všude".

Silnou typovaností, běhovou bezpečnostní kontrolou, stabilními knihovnami vč. open-source a rozsáhlým souborem dobrých praktik nabízí aplikacím velmi vysokou robustnost.

Nezavádí zbytečnosti a vede ke správným a dále uplatnitelným návykům.

Je velmi perspektivní platformou pro vývoj open-source i komerčního SW, mj. pro extrémně velké množství volně dostupných knihoven.

Co se naučíme v Javě, v C# jako když najdeme.

.NET/CLI jako platforma je silně ovlivněná Java EE.

Rovněž moderní skriptovací jazyky (Groovy zcela, Ruby a Scala se inspirovaly) koncepčně i syntakticky vychází z Javy.

Začínat v imperativním paradigmatu ihned se slabě typovaným (např. skriptovacím) jazykem není vhodné, absentuje zde překladová typová kontrola, chyby se projeví typicky později.

Je lépe nejdříve dobře zvládnout klasický (silně typovaný) jazyk, navyknout si na omezení a kontroly, vytvořit si styl, a pak snadno přejít.

Program v Javě je meziplatformně přenositelný na úrovni zdrojového i přeloženého kódu.

Je to umožněno tím, že přeložený javový program běží v tzv. Java Virtual Machine (JVM).

Zdrojový i přeložený kód je tedy přenositelný mezi všemi obvyklými platformami (UNIX, Windows, Mac OS X, ale také sálové počítače, minipočítače typu IBM AS/400 apod.).

Při respektování omezení mobilních zařízení (smartphones) je Java použitelná i tam (viz mnohé mobilní hry), byť dnes v podstatě úplně vytlačená Androidem.

Tedy všude tam, kde existuje příslušná JVM.

Je možné velmi jemně nastavit úrovně přístupu k hostitelskému systému pomocí tzv. Security Manageru (knihu možné pročíst i z webu!).

Je možné ověřovat před spuštěním elektronický podpis kódu.

jazyk vhodný pro efektivní (rychlé) psaní přehledných programů, mj. také díky dokumentačním možnostem a výrazným prosazením konvencí pro zápis;

v průměru vyšší produktivita programátorské práce v Javě než v C++;

nesčetné množství zdarma dostupných knihoven pro různorodé aplikační oblasti, např. na SourceForge a tisících dalších místech;

k dispozici je řada kvalitních vývojových prostředí (i zdarma) - NetBeans, Eclipse, IDEA, BlueJ - výukové vývojové prostředí — používáme v tomto předmětu na přednáškách

V Javě se dobře píší vícevláknové aplikace (multithreaded applications).

Java má automatické odklizení nepoužitelných objektů (automatic garbage collection).

Java je jednodušší než C++ (méně syntaktických konstrukcí, méně nejednoznačností v návrhu), což zlepšuje čitelnost a redukuje riziko chyb.

Škálovatelné výkonné aplikace běžící na serverech — Java Enterprise Edition

Přenositelné desktopové, a to i grafické/okénkové (GUI) aplikace

Výukové účely (nahradila Pascal jako referenční jazyk)

Aplikace na přenosných a vestavěných (embedded) zařízeních — Java Micro Edition

Aplikace na chytrých kartách (smart cards) — Java Card technology

Webové aplikace: jak back-end (Java EE), tak front-end (JavaFX)

Velké podnikové (informační) systémy (Java EE)

Integrační technologie (propojování systémů) (Java EE)

Java Virtual Machine

Java Core API (základní knihovna tříd)

překladač (přístupný např. příkazem javac) a další vývojové nástroje

definicí jazyka — The Java® Language Specification, Java SE 8 Edition — syntaxe a sémantika jazyka

popisem chování JVM —  The Java Virtual Machine Specification, Java SE 8 Edition

popisem Java Core API —  Java™ Platform, Standard Edition 8 API Specification

Nejrychleji se vyvíjí Java Core API.

Chování JVM se mění např. pokud se objeví bezpečnostní "díra" nebo nelze-li dosáhnout požadované změny chování pomocí modifikace Java Core API.

Daleko konzervativnější je samotný jazyk

mění se zřídka, ale přece: např. Java2, v1.4 přidala nové klíčové slovo assert, Java 5.0 (postaru 1.5) obohacuje jazyk o enum, generické typy, anotace a další rysy.

Java 7 přináší další spíše drobné změny jazyka, např. v ošetřování výjimek, uvolňování systémových zdrojů.

Java 8 ale také zásadnější prvky (lambda-výrazy, funkcionální rozhraní).

Specifikace Javy (tzv. "Editions") - např.: Java 2 Standard Edition, 1.4 nebo Java Standard Edition 6

Implementace Javy ("Development Kits" nebo "Runtime Environments"), např.: Java Software Development Kit, 6.0 - obsahuje vývojové nástroje.

Java Runtime Enviroment, 6.0 - obsahuje jen běhové prostředí pro spouštění hotových přeložených programů.

Verze Javy byly až do verze 5.0 označovány jako "Java 2, vX.Y, tedy následovně:

tzv. major číslo, např. Java 2, v1.4

tzv. minor číslo, např. Java 2, v1.4.2

změnu minor (třetího) čísla doprovází jen odstraňování chyb

při změně major (druhého) čísla se může měnit Core API a někdy i jazyk

ke změně prvního čísla dochází až s verzí 5 (postaru 1.5) - tj. s celkovou změnou pojmenovávacího schématu

Java Standard Edition 8 (u zákazníků s Long Term Support pokračují i SE 6 a 7)

je stabilní verzí pro všechny platformy.

U Java 7 běžná podpora skončila dubnem 2015.

Aktuální informace najdete vždy na webu Oracle Oracle Technetwork/Java.

K předpokládanému vývoji existuje Oracle roadmap

používání Javy pro běžný vývoj (i komerční) je zdarma, licenční ujednání Java SE for Business License

distribuce vyvíjí Oracle i další výrobci (např. IBM) a tvůrci open source — jako OpenJDK

http://www.oracle.com/technetwork/java/index.html pro Windows, Solaris, Linux, Mac OS X

Lze stáhnout jak samotné vývojové prostředí (JDK), jen běhové prostředí (JRE) nebo JDK v balíčku s IDE (Integrated Development Environment) NetBeans (nyní NetBeans 8.0).

Dokumentace se stahuje z téhož místa, ale samostatně. Obvyklejší je číst z webu — pozor na verzi Javy, jejíž dokumentaci čteme!

samotné vývojové prostředí (JDK), např. Java SE 8 JDK

jen běhové prostředí (JRE), např. Java SE 8 JRE: to nám tady nestačí, chceme vyvíjet

JDK v balíčku s grafickým (okénkovým) integrovaným vývojovým prostředím (IDE, Integrated Development Environment) NetBeans.

Vývojové nástroje (Development Tools) v bin určené k vývoji, spouštění, ladění a dokumentování programů v Javě.

Běhové prostředí Javy (Java Runtime Environment) se nalézá v jre. Obsahuje Java Virtual Machine (JVM), knihovnu tříd Java Core API a další soubory potřebné pro běh programů v Javě.

Přídavné knihovny (Additional libraries) v podadresáři lib jsou další knihovny nutné pro běh vývojových nástrojů.

Ukázkové applety a aplikace (Demo Applets and Applications) v demo . Příklady zahrnují i zdrojový kód.

java (nebo jexec)- spouštěč (přeloženého bajtkódu)

javac- překladač ( .java → .class)

javadoc- generátor dokumentace API

jar-- správce archivů JAR (sbalení, rozbalení, výpis) a jarsigner-- podpisovač archivů JAR

jdb-- debugger a jcmd zasílá diagnostické příkazy JVM

appletviewer - referenční prostředí pro spouštění appletů

javaws-- referenční prostředí pro spouštění aplikací typu "Java Web Start" prostřednictvím Java Network Launching Protocol (JNLP) a javafxpackager-- nástroj na sbalení JavaFX aplikace

javah — generátor hlavičkových souborů pro C — používá se při programování tzv. nativních (platformově závislých) metod dostupných přes Java Native Interface (JNI)

javap — disassembler bajtkódu (např. pro ruční optimalizace, hledání chyb)

Na závěr optimistického úvodu si pročtěte zajímavý článek analytika od Forrester: Java Is A Dead-End For Enterprise App Development