Java (llenguatge de programació)

James Gosling, Mike Sheridan i Patrick Naughton van iniciar el projecte de llenguatge Java el juny de 1991.^[6] Java es va dissenyar originalment per a la televisió interactiva, però era massa avançat per a la indústria de la televisió digital per cable en aquell moment.^[7] El llenguatge inicialment es va anomenar Oak inspirant en l'alzina que es trobava al davant de l'oficina de Gosling. Més tard el projecte es va anomenar Green i finalment va ser rebatejat com a Java, inspirat en el Cafè Java, un tipus de cafè d'Indonèsia.^[8] Gosling va dissenyar Java amb una sintaxi d'estil C/C++ que els programadors de sistemes i aplicacions trobarien familiars.^[9]

A partir del setembre de 2023, Java 8, 17 i 21 són compatibles com a versions de suport a llarg termini (LTS).^[10]

Oracle va llançar l'última actualització pública de cost zero per a la versió Java 8 LTS del legat el gener de 2019 per a ús comercial, tot i que, d'altra manera, encara suportarà Java 8 amb actualitzacions públiques per a ús personal indefinidament. Altres venedors han començat a oferir versions (builds) de cost zero d'OpenJDK 21, 8 i 17 que encara estan rebent actualitzacions de seguretat i altres.

Principals versions de llançament de Java, juntament amb les seves dates de llançament:

• Senzill: Java s'ha creat perquè sigui un llenguatge senzill amb una sintaxi elegant. Únicament consta de tres tipus de dades primàries, eliminant els punters i l'herència múltiple

• Orientat a objectes: Java segueix els paradigmes de la programació orientada a objectes, ja que la programació amb Java se centralitza en la manipulació, creació i construcció d'objectes.
• Distribuït: Java permet la construcció d'aplicacions distribuïdes per mitjà d'una col·lecció específica de classes.
• Interpretat: Es necessita un intèrpret per executar els programes de Java, això alenteix als programes però els dona flexibilitat.
• Robust: Java és un llenguatge robust i fiable, s'ha escrit pensant a poder verificar errors i està molt tipificat.
• Segur: Java té pocs problemes de seguretat, característica molt important en les aplicacions distribuïdes d'Internet.
• Arquitectura neutral: Java és independent de la plataforma final on s'executarà el programa.
• Portable: Java és un llenguatge d'alt nivell i de plataforma independent, això li dona portabilitat.
• Alt rendiment: Els compiladors Java han anat millorant les seves prestacions. Els nous compiladors coneguts com a JIT permeten un rendiment molt semblant als llenguatges convencionals compilats.

• Concurrent: Java permet l'execució de múltiples fils d'execució, o diverses tasques de forma simultània.
• Dinàmic: En temps d'execució, l'entorn Java es pot ampliar mitjançant enllaços a classes que poden estar localitzades en servidors remots o en xarxa.

Els tipus de dades fan referència al tipus d'informació que es treballa, on la unitat mínima d'emmagatzematge és la dada, també es pot considerar com el rang de valors que pot prendre una variable durant l'execució del programa.

Els tipus primitius en Java tenen la mateixa mida en cada implementació menys els tipus booleans que pot variar.

Només pot tenir el valor true o false.

Utilitzen 16 bits i codifiquen caràcters segons el format UNICODE (no com ASCII que fa servir 8 bits). El Tipus de dada char és un dígit individual, sense signe el qual es pot representar com numèrics (0 al 9), lletres (a-z) i símbol ($, _). NOTA: En llenguatge java la codificació Unicode permet treballar amb tots els caràcters de diferents idiomes.

Els valor literals dels dígits poden ser escrits en base 10, hexadecimal i octal. Els valors numèrics decimals, la coma ha de ser un punt.

• Absència de punters
• Classes i objectes
• Herència
• Classes abstractes
• Interfícies
• Programació genèrica
• Encapsulació i polimorfisme
• Interfícies gràfiques d'usuari
• Gestió d'esdeveniments
• Programació concurrent
• Excepcions

La sintaxi del Java deriva en gran part del C. Però a diferència d'aquest, que combina la sintaxi per a programació genèrica, estructurada i orientada a objectes, el Java va ser dissenyat gairebé exclusivament com a llenguatge orientat a objectes.^[14] Tot el codi es troba dins d'una classe, i tot és un objecte (excepte nombres ordinals i reals, booleans i caràcters per motius de rendiment).

Utilitza mètodes per comentar similars al C. Hi ha diferents tipus de comentari: una sola línia amb dues barres obliqües, múltiples línies començades per /* i acabades amb */, i el tipus de comentari de Javadoc que comença amb una barra obliqua i dos asteriscs i acaba amb */. L'estil Javadoc permet fer córrer l'executable de Javadoc per compilar la documentació del programa.

Exemple:

// Exemple de comentari d'una línia emprant dues barres obliqües

/* Exemple de comentari de múltiples línies emprant la barra
 obliqua i un asterisc. Permet emmagatzemar molta informació
 però és important tancar el comentari. */

/** 
 * Aquest és un exemple de comentari Javadoc; El Javadoc pot
 * compilar la documentació a partir d'aquest text.
 */

// Hola.java
public class Hola {
 public static void main(String[] args){
 System.out.println("Hola, món!"); 
 }
}

Aquest exemple necessita una petita explicació.

• Tot a Java està dins d'una classe, fins i tot, programes autònoms.
• El codi font es guarda en arxius amb el mateix nom que la classe que contenen i amb extensió “.java”. Una classe (class) declarada pública (public) ha de seguir aquest conveni. En l'exemple anterior, la classe és Hola, i per això el codi font s'ha de guardar en el fitxer “Hola.java”.
• El compilador genera un arxiu de classe (amb extensió “.class”) per cada una de les classes definides en l'arxiu font. Una classe anònima es tracta com si el seu nom fos la concatenació del nom de la classe que la tanca, el símbol “$”, i un nombre enter.
• Els programes que s'executen de forma independent i autònoma, han de contenir el mètode ”main()”.
• La paraula reservada ”void” indica que el mètode main no retorna res.
• El mètode main ha d'admetre un array d'objectes del tipus String. Per convenció és anomenat ”args”, encara que pot utilitzar-se qualsevol altre identificador.
• La paraula reservada ”static” indica que el mètode és un mètode de classe, associat a la classe en lloc d'una instància d'aquesta. El mètode main ha de ser estàtic o ’’de classe’’.
• La paraula reservada public significa que un mètode pot ser cridat des d'altres classes, o que la classe pot ser utilitzada per classes fora de la jerarquia de la mateixa classe. Altres tipus d'accés són ”private” o ”protected”.
• La utilitat d'impressió (en pantalla, per exemple) forma part de la biblioteca estàndard de Java: la classe ‘’’System’’’ defineix un camp públic estàtic anomenat ‘’’out’’’. L'objecte out és una instància de ‘’’PrintStream’’’, que ofereix el mètode ‘’’println (String)’’’ per a bolcar dades a la pantalla (la sortida estàndard).
• Les aplicacions autònomes s'executen donant a l'entorn d'execució de Java el nom de la classe el qual el seu mètode main deu invocar-se. Per exemple, una línia de comandos (en Unix o Windows) de la forma java –cp. Hola executarà el programa de l'exemple (prèviament compilat i generat “Hola.class”). El nom de la classe el qual el seu mètode main es pot especificar també al fitxer “MANIFEST” de l'arxiu d'empaquetament de Java (.jar).

• Els programes de Java es divideixen principalment en dues categories.
  • Aplicacions: són programes autònoms i independents
  • Miniaplicacions: les miniaplicacions o applets Java són programes incrustats en pàgines HTML, i aquests s'executen damunt de navegadors Web.

• Les miniaplicacions no poden llegir ni escriure al sistema d'arxius de la computadora on s'executen.
• Les miniaplicacions únicament es poden connectar amb l'ordinador on estan emmagatzemats.
• Les miniaplicacions no poden executar programes de l'ordinador des del qual es llancen, normalment amb el navegador.

El JDK incorpora un conjunt d'eines:

• Compilador Java javac
• Màquina Virtual java
• Eina per a visualitzar miniaplicacions appletViever
• Depurador elemental jdb
• Eina de documentació javadoc

• Crear un arxiu amb el codi del programa amb extensió .java.

ex. elmeuprograma.java

• Compilar el programa per crear l'arxiu executable (arxiu de bytecodes) que tindrà l'extensió .class.

ex. javac elmeuprograma.java

• Si es produeixen errors corregir-los.

• Executar el programa amb l'intèrpret de bytecode (JVM).

ex. java elmeuprograma

• Si el programa no funciona utilitzar el depurador per executar el programa pas a pas.

De cara al desenvolupador el Java ens aporta propietats molt interessants, la més destacable de les quals és que és multiplataforma, o sigui que el podem fer servir des de Windows, Linux, o des del nostre mòbil per exemple.

Principalment hi ha dos entorns de desenvolupament gratuïts (entorn integrat de desenvolupament, IDE) l'un es diu Eclipse, té un nivell altament professional, i ofereix una llicència Eclipse Public License, pròpia de la Fundació Eclipse que és qui desenvolupa aquest programa, Eclipse és programari lliure. L'altre s'anomena NetBeans també gratuït i amb llicència SPL.^[15]

• Proves unitàries: JUnit.
• Projectes Jakarta:
  • Tomcat: servidor de servlets.
  • Apache: servidor de pàgines web.
  • Escriptura de diari-registre de successos: Log4j
• Mapeig del domini orientat a objectes al domini relacional: Hibernate.
• Mesura de rendiment: JMeter.

• Java de Temps Real
• Robocode

• Java a Sun Microsystems (anglès)
• Sun - Especificació del llenguatge Java (anglès)
• API de la biblioteca JavaSE (anglès)
• Sun - Noves característiques de Java 5 (anglès)
• Java 7 (anglès)
• Guies de Java per temes (anglès) Java Bàsic, Intermedi, Avançat.