18 фев 2025

Язык программирования Java: что это простыми словами и для чего используется

10 мин

Java/Джава — это строго типизированный объектно-ориентированный язык программирования (ЯП) общего назначения. В статье расскажем, как он создавался, где используется и с чего начать его изучение.

Что такое Java простыми словами

Джава — ЯП для написания серверных приложений, веб-приложений и создания других программных продуктов. Язык является объектно-ориентированным: он строится на принципах инкапсуляции, полиморфизма и наследования.

В рамках данного ЯП разработчик взаимодействует с объектами, методами, классами и интерфейсами, но при этом programming language позволяет писать и объектно, и функционально.

История создания Java

Расскажем кратко об основных вехах развития. Работы над созданием этого языка программирования велись в 1990-е годы. Исследователи Патрик Ноутон, Майк Шеридан и Джеймс Гослинг пришли к выводу о том, что пользовательские цифровые устройства в будущем придется оснащать сложными программами. В 1992 году появился первый прибор — пульт управления с сенсорным экраном. Чтобы гаджет был совместим с другими приборами, был создан ЯП под названием Oak. Оак считается официальным предшественником Джавы. Но технология производства была слишком дорогой, поэтому на несколько лет Oak оказался заброшенным.

В марте 1995 года появилась альфа-версия Java 1.0а2. Netscape — лидер рынка браузеров в 90-е годы, интегрировала Java в свой браузер. Первая официальная версия Java вышла в мае 1995 года, а в январе 1996-го был выпущен JDK 1.0 — Java Development Kit, набор инструментальных средств разработки, в феврале 1997 — JDK 1.1. В 1998 компания Sun Microsystems, сегодня — Oracle Corporation, представила платформу, которой соответствовал JDK 1.2. В июне 1999 Sun Microsystems заявила о пересмотре принципов развития платформы.

Дальнейшее развитие происходило по трем направлениям:

J2ME, или Java 2 Micro Edition, — работа с цифровыми устройствами;
J2SE, или Java 2 Standard Edition, — взаимодействие с ПК и рабочими станциями;
J2EE, или Java 2 Enterprise Edition, — платформа для приложений на уровне предприятия.

19 сентября 2023 года представлена Java SE 21. 19 марта 2024 года выпустили Java 22.

По данным сервиса TIOBE на май 2024 года, этот ЯП входит в ТОП-5 самых популярных, уступая Python, C и C++.

Где используется и что пишут на Java

ЯП активно применяется в коммерческой разработке. На нем пишут серверные приложения для банков, МФО, маркетплейсов и интернет-магазинов, предприятий торговли и других.

Но Джава также позволяет создавать:

веб-приложения — ecommerce-проекты, образовательные платформы;
программы для производства и решения специфических задач в промышленности — Enterprise Resource Application, Shop Floor Data Manager и SCWeb;
игры — например, Minecraft и God of War;
приложения на Android — таск-трекеры, планировщики и калькуляторы;
программы для работы с Big Data — Hadoop, Java, Scala, Kafka и Spark;

ЯП используют для работы систем, относящихся к Интернету вещей — Internet of Things, или IoT.

Язык программирования активно применяется в enterprise-разработке. Он универсален и подходит для создания мобильных, компьютерных, веб-приложений и игр.

Особенности языка программирования Java

Основы синтаксиса подразумевают:

служебные, или зарезерованные, слова: abstract, assert, extends, continue, boolean, break, byte, case, catch, char, class, const, default, do, double, else;
массивы, в том числе многомерные, — multidimensional arrays: int [];
операторы: ~, +, &, >>, <<, /, *, ==, !=;
разделители: ., ;, ( ), { };
переменные и другие.

Как и в других ЯП, в Джаве доступны простые типы команд: byte, short, int, long, char, float, double и boolean. Строгая типизация и особенности ЯП подразумевают отсутствие автоматического приведения типа с сужением области определения. Если типы данных не совпадают, появляется сообщение об ошибке. Для каждого типа команд строго определены наборы разрешенных операций и допустимых значений. К примеру, boolean может иметь значения только true или false.

Джава чувствителен к регистру. Это значит, что GitVerse и gitverse для него будут разными переменными.

Плюсы и минусы Java

Преимущества языка программирования:

Простота синтаксиса. Изначально Джава представляла собой упрощенный вариант C++, поэтому разработчики С и С++ быстро осваивают язык Java. Но в то же время синтаксис часто сложнее, чем у Python и других ЯП, что повышает порог входа для новичков.
Многопоточность. Возможность работать с несколькими потоками — «задачами» — параллельно, что повышает производительность программ. Это позволяет использовать ЯП для создания ПО серверов.
Кросс-платформенность. Компилятор генерирует объектный файл, и программа может выполняться на любых процессорах, нужна только исполняющая система Java.
Объектная ориентированность. В Джаве реализованы классические принципы ООП: инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Если в процедурных ЯП данные и инструкции по их обработке существуют отдельно друг от друга, то в Джаве они объединены в одной сущности — объекте.
Безопасность. По умолчанию в Джаве внедрены механизмы защиты от форс-мажоров вроде переполнения стека, повреждения участков памяти или несанкционированного чтения файлов.
Поддержка, стабильность и активность в сообществе разработчиков. По данным Oracle, более 9 млн разработчиков в мире используют ЯП. Созданы базы знаний, инструкции, документация и гайды.

За время существования Джавы сложилась экосистема продуктов для решения типовых задач как на небольших проектах, так и на крупных предприятиях формата enterprise. В обзоре ниже представлены отдельные инструменты.

Garbage collectors. Сборщики мусора — компоненты управления памятью, используемые для предотвращения утечек memory и ее оптимизации, обеспечения общей производительности и стабильности приложений:

Garbage-First — G1;
Serial;
Parallel;
ZGC.

Logging. Логирование — ведение журнала событий, ошибок, статусов и истории в приложении:

Log4j;
JBoss Logging;
Logback;
Apache Commons Logging;
MinLog;
eload4j.

Encryption library. Библиотеки шифрования и криптографических операций:

Bouncy Castle;
Spring Security;
Jasypt;
Amazon Corretto Crypto Provider (ACCP);
Scrypt;
Conscrypt.

Database system. Базы данных для управления большими объемами информации:

Oracle Database;
PostgreSQL;
MySQL;
MongoDB;
SQL Server;
ElasticSearch;
MariaDB;
Cassandra.

Но есть и недостатки, которые стоит учитывать и новичкам, и опытным разработчикам.

Избыточность — verbosity. Этот ЯП создавался как высокоуровневый, то есть максимально похожий на человеческий. В результате получается, что один и тот же код на Python, GoLang или JavaScript занимает в 2–3 раза меньше строк, чем на Джаве.

Допустим, нужно сложить 2 и 5, а затем вывести результат в консоль. Ниже пример, как будет выглядеть код.

Код на Java	Код на GoLang	Код на Python
public class Main { public static void main(String[] args { int a = 2; int b = 5; int sum = a + b; System.out.println("Результат сложения 2 и 5: " + sum); } }	package main import "fmt" func main() { fmt.Println("Результат сложения 2 и 5:", 2+5) }	a = 2 b = 5 sum = a + b print("Результат сложения 2 и 5:", sum)

Необходимость настраивать и использовать комплект разработчика Development Kit — JDK. Чтобы написать и запустить первый код на JavaScript, достаточно Node.js, а иногда — просто панели «Инструменты разработчика» прямо в браузере.

Для работы с Джава нужен Java Development Kit — JDK, комплект, в который входят:

Java Runtime Environment, или JRE — среда выполнения, в составе Java Virtual Machine (JVM) + библиотеки Java-классов Java Class Library (JCL);
компилятор — javac;
библиотеки, утилиты и документация.

Долгое время Джава имел закрытый исходный код — closed-source. Загружать JDK можно было только напрямую из Sun Microsystems. Позже появился OpenJDK с открытым исходным кодом. Это позволило выйти на рынок сторонним вендорам: Amazon, Azul Systems, BellSoft, Debian, Eclipse Adoptium и Ubuntu.

Производительность может быть ниже, чем в С++, С# или других ЯП. Причина в том, что для работы нужна среда виртуальной машины — Java Virtual Machine. Изначально Джава сочетала черты интерпретаторов и компиляторов: JVM преобразовывала байт-код в исполняемый машинный код в ходе интерпретации. Чтобы улучшить производительность, сегодня используется технология HotSpot. Но при этом все равно сохраняется привязка к Java Virtual Machine.

Легаси-код. Enterprise-проектам, которые разрабатывали на Джаве, зачастую больше 20–30 лет, они «ровесники» самого языка. Не всегда код можно обновить, отрефакторить и переписать. По данным исследовательского агентства New Relic, в 2023 году более 56% проектов работали на Java11 и около 31% — на Java8, в то время как уже вышли Java21 и Java22.

Перспективы и востребованность языка

Джаву поддерживают крупные корпорации вроде Oracle, Google и IBM. Для комфортной разработки создана экосистема фреймворков:

Spring Framework и Spring Boot — веб-разработка, энтерпрайз, микросервисы, управление данными, облачные приложения, обработка Big Data, автоматизация и тестирование;
Micronaut — работа с микросервисами и serverless-приложениями;
Hibernate — взаимодействие с реляционными базами данных;
JUnit 5 — написание и запуск автотестов;
Mockito — проведение юнит-тестов;
WireMock — создание заглушек: stubs и mocks;
Awaitility — тестирование асинхронных систем: веб-службы с отложенным ответом, многопоточные и параллельные системы;
Jackson — работа с JSON-объектами.

С 1 июля 2024 года российские пользователи не могут скачивать IntelliJ IDEA — одну из самых известных сред разработки на языке программирования Java. Альтернатива — отечественная GIGA IDE со встроенным AI-ассистентом. Также на GitVerse доступны примеры CI/CD-сборки Java-проектов через Makefile, AI-ревью пулл реквестов на русском и английском, а также многие другие возможности. Данные, свидетельствующие о популярности и востребованности ЯП:

входит в ТОП-7 самых популярных programming languages 2023 года по результатам исследования statista.com;
находится на втором месте по популярности по состоянию на май 2024 — статистика PYPL PopularitY of Programming Language;
используется в ежедневной работе более 9 млн девелоперов по всему миру, что составляет 69% от общего количества разработчиков по данным Oracle.

По информации компании Oracle, на 2024 год в мире было более 60 миллиардов активных Java-виртуальных машин — JVM. Джава предоставляла решения для аналитики, управления данными, Big Data, DevOps, мобильных устройств и инструментов CI/CD.

Язык Джава — востребованный и перспективный. На его основе работают сервисы банков, торговых сетей и маркетплейсов.

Сложно ли новичку освоить Java

Порог входа у Джавы выше по сравнению с php, JavaScript и Python. Но и конкуренция на рынке труда ниже. В мае 2024 года на одном из известных порталов поиска работы было размещено более 6000 вакансий для разработчиков на данном ЯП.

На GitVerse можно найти репозитории с roadmap по изучению ЯП, обзором синтаксиса и отдельных возможностей. Можно пройти регистрацию и создавать собственные репозитории с коммерческими и пет-проектами, домашними заданиями с курсов, решением задачек с Codewars или аналогичных сервисов.

Учить язык нужно не только по книгам и видеороликам. Важна практика: рекомендуется ежедневно работать с кодом и пытаться реализовывать функциональность или решать задачки.

Стоит ли начинать учить Java

Перейти на Джава проще тем, кто работал с С или С++. Чуть сложнее освоить ЯП программистам, которые писали на Питоне, Джава скрипте или Голанге.

Многие возможности ЯП заложены и взаимосвязаны на уровне синтаксиса. Например, разработчик создает класс и реализует в нем методы. Чтобы понять, как описываются методы, нужно знать особенности ООП, как происходит наследование и реализация интерфейсов, нюансы многопоточного программирования, тонкости механизма обработки. Кроме того, в ходе развития ЯП изменяется синтаксис: могут появиться элементы, которые выглядят просто, но «под капотом» скрывают набор сложных действий, как это было с циклом for-each в Java5.

Однако Джава очень перспективный ЯП, который используется крупными корпорациями. Количество вакансий и уровень заработной платы могут стать достойной мотивацией для старта обучения. Также стоит учитывать, что в сети много материалов, курсов и сообществ разработчиков.

Первые проекты на Джава вы можете сохранить на GitVerse!