Java

Java
	Java
Парадигма	мултипарадигмален, обектно ориентиран, структуриран, императивен, използващ обобщено програмиране, рефлексивен език
Реализиране през	1995
Автор	Джеймс Гослинг и; Sun Microsystems
Софтуерен разработчик	Oracle Corporation
Последна стабилна версия	Java Standard Edition 11 (1.11) 25 септември 2018 г.; ; преди 6 години
Типизация на данните	строга, статична
Имплементация	OpenJDK и много други
Програмни диалекти	Generic Java, Pizza
Повлиян от	Objective-C, C++, Smalltalk
Повлиява	C#
Уебсайт	За разработчици
	Java в Общомедия

Java, или джава, е обектно ориентиран език за програмиране, разработен от Sun Microsystems и пуснат в употреба през 1995 година, като част от Java платформата. Впоследствие се появяват множество други реализации включително от GNU, Microsoft, IBM, Oracle и други технологични доставчици. Изходният код, написан на Java, не се компилира до машинен код за определен микропроцесор, а се компилира до междинен език – така нареченият байткод. Байт кодът не се предава за директно изпълнение от процесора, а се изпълнява от негов аналог – виртуален процесор, наречен Java Virtual Machine (JVM).^[1] Подобна реализация има своите предимства и недостатъци. Сред главните предимства са:

лесната преносимост между различните платформи (софтуерни или хардуерни) – веднъж написана и компилирана, една Java-програма може да бъде стартирана на различни компютри, независимо от архитектурата или от операционната им система. За целта е необходимо само да се инсталира виртуална машина за съответната платформа;
допълнителните действия, извършвани от виртуалната машина, като освобождаване на паметта от обекти (класове), които не се използват (Garbage collector), проверка за размерността на масивите;
възможността за контрол на правата на потребителя на ниво виртуална машина
първоначално заделяна на heap, част от паметта резервирана за джава
висока степен на сигурност поради факта, че програмистите не работят директно с паметта и др.

Главен недостатък е необходимостта от допълнителни ресурси (под формата на процесорно време и памет) за работата на самата виртуална машина.

Съществуват и компилатори, които превеждат байт кода до машинен код. Недостатък при използването им е, че тогава програмата не може да се стартира на различни платформи.

Ранните версии на виртуалните машини страдат от слаба производителност поради необходимостта от компилиране на байт кода до машинен код. Този проблем е решен в значителна степен след въвеждането на JIT компилатора във виртуалната машина.

Java e език за програмиране от високо ниво с общо предназначение. Синтаксисът му е подобен на C и C++, но не поддържа много от неговите възможности с цел опростяване на езика, улесняване на програмирането и повишаване на сигурността. Програмите, написани на Java, представляват един или няколко файла с разширение .java. Тези файлове се компилират от компилатора на Java – javac до изпълним код и се записват във файлове със същото име, но различно разширение .class. Клас-файловете съдържат Java байткод инструкции, изпълним от виртуалната машина.^[1]

Ето примерна версия на програмата „Hello, world!“ (в системна конзола), написана на Java:

class HelloJava {
    public static void main(String[] arguments) {
        System.out.println("Hello, Java");
    }
}

Факти за езика

Java е обектно ориентиран и основна концепция са класовете, които се дефинират чрез свойствата (атрибутите) и поведението (методите) на обектите. Няма глобални променливи и функции – всичко се дефинира в класове.

Липсва и множественото наследяване от C++ в някаква степен заместени от интерфейсите.

Пример за противното е C++.

Java е език от високо ниво, който прилича на C# и C++ и донякъде на езици като Delphi, VB.NET и C. Синтаксисът на Java е сходен до този на C++ и C# и преминаването от тези езици към Java е лесно. Java програмите са обектно ориентирани. Те представляват съвкупност от дефиниции на класове, които съдържат в себе си методи, а в методите е разположена програмната логика.

На Java се разработва разнообразен софтуер: офис приложения, уеб приложения, настолни приложения, приложения за мобилни телефони, игри и много други.

В днешно време Java е един от най-популярните езици за програмиране.^[2]^[3] На него пишат милиони разработчици по цял свят. Най-големите световни софтуерни корпорации като IBM, Oracle, Google и SAP базират своите решения на Java платформата и използват Java като основен език за разработка на своите продукти.^[4] Сред „големите“, Java не се ползва единствено от Microsoft, тъй като те разработват и поддържат собствена платформа, подобна на Java платформата, наречена .NET Framework и език, подобен на Java, наречен C#.

Езикът Java е първоначално разработен и поддържан от Sun Microsystems, но през 2006 г. Java платформата става проект с отворен код и се поддържа и развива от световната Java общност съвместно със Sun. Благодарение на отворения код популярността на Java постоянно се увеличава и броят Java разработчици непрекъснато расте.

Езикът Java се разпространява заедно със специална среда, върху която се изпълнява, наречена Java Runtime Environment (JRE). Тя включва т.нар. Java виртуална машина (JVM) и пакет стандартни библиотеки, предоставящи базова функционалност. Благодарение на нея Java програмите са преносими и след като веднъж бъдат написани, след това почти без промени могат да работят на стотици хардуерни платформи и операционни системи.

Версии

Java се разработва в няколко направления:

Java Standard Edition – базовата версия която се използва за разработка на клиентски приложения и т.нар. Java аплети.
Java Enterprise Edition – базирана е върху Standard Edition, използва се най-често при сървърните приложения в интернет под формата на т.нар. Java сървлети и Java Server Pages (JSP), но освен това включва и голям брой други софтуерни технологии.
Java Micro Edition – самостоятелна олекотена версия за работа на устройства с ограничена изчислителна мощност като мобилни телефони, смартфони, PDA устройства и други.

Към настоящия момент са известни следните версии на езика:

1.0
1.1
1.2 с пазарно наименование Java 2, с което наименование се разпространяват и следващите версии. Тази версия включва значителни промени в API, включени към езика
1.3
1.4
1.5 с пазарно наименование Java 5. Тази версия включва значителни промени както в API, така и в синтаксиса на езика.
1.6 с пазарно наименование Java 6. Тази версия на езика включва допълнения към API и по-бърза виртуална машина.
1.7 с пазарно наименование Java 7. Тази версия на езика изключва неодобрените методи от предните версии.
1.8 с пазарно наименование Java 8. Тази версия на езика включва безброй нови функции (на английски могат да бъдат открити тук: What's New in JDK 8)
Към септември 2021 г. последната стабилна версия на Java е Java 17.^[5]
За 2023 година JDK 21 е най-новата версия за дългосрочна поддръжка на платформата Java SE.^[6]

Исторически факти

Първоначалната версия на езика, наричана още Oak, е разработвана в продължение на 18 месеца – от пролетта на 1991 до лятото на 1992 – от Патрик Нотън (Patrick Naughton), Майк Шеридан (Mike Sheridan) и Джеймс Гослинг (James Gosling), както и от още десет разработчици. Поръчката е била на компютърния производител Sun Microsystems. Проектът е носил името „The Green Project“ (Зеленият проект). Един от основните разработчици е Джеймс Гослинг, който се смята и за един от бащите на езика. Истинският пробив започва с версиите 1.3 и 1.4 през 1998. Днес Java е много широко разпространен в сървърните приложения.

Документация

Основна статия: Javadoc

Javadoc е сложна документална система, създадена от Sun Microsystems, използвана е от много Java разработчици. Тя доставя на разработчиците организирана система за документирането на техния код. За разлика от нормалните коментари в Java и C, които се поставят с /* и */, за няколко редове коментар, при Javadoc коментарите има допълнителна звездичка в началото, така че таговете са /** и */.

Примери

Следното е пример за java код коментиран с Javadoc-стил коментари:

/**
 * Програма, която прави полезни работи.
 */
public class Program {

  /**
   * Главен метод.
   * @param args аргументите
   */
  public static void main(String[] args) {
    //do stuff
  }
}

Синтаксис

Примерът „Здравей, свят!“

В този пример на конзолен екран се извежда текстът „Здравей, свят!“:

 public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Здравей, свят!");
    }
 }

Основни типове данни

Тип	Описание	Брой битове	Стойности
boolean	Логическа стойност	1	true, false
byte	Цяло число	8	-128 до 127
char	Цяло (не отрицателно) число или знак	16	0 до 65535 или \u0000 до \uffff
short	Цяло число	16	– 32768 до 32767
int	Цяло число	32	– 2147483648 до 2147483647
long	Цяло число	64	– 9223372036854775808 до 9223372036854775807
float	Дробно число	32	± 1,40239846x10⁻⁴⁵ до ±3,40282347x10⁺³⁸
double	Дробно число	64	±4,940656sadad45841246544x 10⁻³²⁴ до ±1,79769313486231570x10⁺³⁰⁸

На ниво виртуална машина типовете float и double са представени според нормата IEEE 754.

Ключови думи

Следните думи не могат да се използват в имената на функции или променливи:

abstract do if package synchronized
boolean double implements private this
break else import protected throw
byte extends instanceof public throws
case false int return transient
catch final interface short true
char finally long static try
class float native strictfp void
const for new super volatile
continue goto null switch while
default

Варианти

Oracle Corporation е настоящият собственик на официалния вариант на платформата Java SE, след като придобива Sun Microsystems на 27 януари 2010 г. Тази реализация се основава на първоначалната реализация на Java от Sun. Реализацията на Oracle е достъпна за Microsoft Windows (все още работи за XP, докато официално се поддържат само по-нови версии), macOS, Linux и Solaris. Тъй като в Java липсва официална стандартизация, призната от Ecma International, ISO/IEC, ANSI или други организации по стандартизация на трети страни, вариантът на Oracle е де факто стандарт.

Той е наличен в две различни дистрибуции: Java Runtime Environment (JRE), която съдържа частите от платформата Java SE, необходими за изпълнение на Java програми и е предназначена за крайни потребители, и Java Development Kit (JDK), предназначен за разработчици на софтуер и включва инструменти за разработка като Java компилатор, Javadoc, Jar и дебъгер. Oracle също пусна GraalVM, високопроизводителен Java динамичен компилатор и интерпретатор.

OpenJDK е друг забележителен вариант на Java SE, започнат когато Sun пуска изходния код на Java под GPL. От Java SE 7 OpenJDK е официалният Java справочен вариант.

Целта на Java е да направи всички варианти на Java съвместими. В исторически план лицензът за търговска марка на Sun за използване на марката Java изисква всички варианти да са съвместими. Това доведе до спор с Microsoft, след като Sun заяви, че вариантът на Microsoft не поддържа RMI или JNI и че са добавили свои собствени специфични за платформата функции. Sun завежда съдебно дело през 1997 г., а през 2001 г. печели споразумение от 20 милиона щатски долара, както и съдебна заповед за прилагане на условията на лиценза от Sun. В резултат на това Microsoft вече не доставя Java заедно с Windows.

Независимата от платформата Java е от съществено значение за Java EE и е необходимо още по-строго валидиране за сертифициране на вариантите. Тази среда позволява преносими сървърни приложения.

Коментари

// ... – коментари до края на реда
/* ... */ – Блок-коментар
/** ... */ – Java-Doc коментар

Външни препратки

Официален сайт

Вижте също

↑ ^а ^б Наков, Светлин. Въведение в програмирането с Java. 2017. ISBN 978-954-400-055-4. с. 53-80.
↑ Кои са най-популярните програмни езици през 2021 г.? // DataArt, 2021-09-07. Посетен на 2023-10-22.
↑ PYPL PopularitY of Programming Language // https://pypl.github.io/,+Oct 2023. Посетен на 2023-10-22.
↑ Вълева, Мария. Топ езици за програмиране през 2022 // softuni, 2022-02-18. Посетен на 2023-10-22.
↑ Java archive // Oracle. Посетен на 2023-10-22. (на английски)
↑ Java Downloads // Oracle. Посетен на 2023-10-22. (на английски)

[ВПДж-1] а ^б Наков, Светлин. Въведение в програмирането с Java. 2017. ISBN 978-954-400-055-4. с. 53-80.

[2] Кои са най-популярните програмни езици през 2021 г.? // DataArt, 2021-09-07. Посетен на 2023-10-22.

[3] PYPL PopularitY of Programming Language // https://pypl.github.io/,+Oct 2023. Посетен на 2023-10-22.

[4] Вълева, Мария. Топ езици за програмиране през 2022 // softuni, 2022-02-18. Посетен на 2023-10-22.

[5] Java archive // Oracle. Посетен на 2023-10-22. (на английски)

[6] Java Downloads // Oracle. Посетен на 2023-10-22. (на английски)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]