Введення в мову Java. З чого складається курс «JAVA з нуля

Мова Java. Вступ.

Довгий час важко було уявити собі комп'ютерний журнал без статті, присвяченій мови Java. Про нього писали навіть такі популярні газети і журнали, як The New York Times, The Washington Post і Business Week.

Неможливо пригадати, щоб національне громадське радіо (National Public Radio) коли-небудь присвячувало мови програмування десятихвилинну передачу. Добре це чи погано, залежить від точки зору. А інвестиції обсягом 100 мільйонів доларів, вкладені у виробництво програмного забезпечення, Створюваного за допомогою конкретного мови програмування ?! Телекомпанії CNN, CNBC і інші засоби масової інформації тільки і говорили, та й зараз кажуть, про те, як мова Java і то зможе, і це зробить.

Однак ця книга призначена для серйозних програмістів, а оскільки мова Java - це серйозний мову програмування, нам є про що розповісти. Отже, ми не станемо занурюватися в аналіз рекламних обіцянок і намагатися з'ясувати, що в них правда, а що вигадка. Замість цього ми досить докладно опишемо мову Java саме як мова програмування (включаючи, зрозуміло, особливості, що дозволяють використовувати його для роботи в Інтернет, які, власне, і викликали стільки рекламного галасу). Після цього ми спробуємо відокремити реальність від фантазій, пояснивши, що мова Java дійсно може, а що - ні.

На перших порах між рекламними обіцянками і реальними можливостями мови Java лежала прірва. У міру його дозрівання технологія ставала все більш стабільною і надійною, а очікування знизилися до розумного рівня. Зараз мова Java все ширше використовується для створення "проміжного програмного забезпечення" (middleware), що підтримує зв'язок між клієнтами і ресурсами серверів (наприклад, базами даних).

Незважаючи на те, що ці важливі програми не вражають уяву, саме в цій області мову Java виявився найбільш корисним завдяки своїй машинної незалежності, багатопоточності і можливостям мережевого програмування. Крім того, мова Java захопив лідерство в області вбудованих систем (embedded systems), ставши фактичним стандартом портативних пристроїв, віртуальних кіосків, бортових автомобільних комп'ютерів і т.п. Однак перші спроби переписати на мові Java широко поширені програми для персональних комп'ютерів не увінчалися успіхом - отримані додатки виявилися малопотужними і повільними. З появою нової версії деякі з цих проблем вдалося вирішити, і все ж потрібно визнати, що користувачам, в общем-то, абсолютно байдуже, якою мовою написані куплені ними програми. Ми вважаємо, що основні переваги мови Java проявляться при створенні нових видів пристроїв і додатків, а не при переписуванні уже існуючих програм.

Мова Java як засіб програмування

як мову програмування Java перевиконав свої рекламні обіцянки. Безсумнівно, це один з кращих мов, Доступних серйозним програмістам. Потенційно Java має всі передумови, щоб стати великим мовою програмування, проте, ймовірно, зараз вже занадто пізно. Коли з'являється нова мова програмування, негайно виникає неприємна проблема його сумісності з програмним забезпеченням, створеним раніше. Більш того, навіть якщо зміни в ці програми можна внести без втручання в їх текст, творцям мови, який так палко вітався публікою, як, наприклад, мова Java, складно прямо сказати: "Так, можливо ми помилилися при розробці версії X, але версія Y буде краще ". У підсумку, чекаючи появи подальших поліпшень, ми повинні констатувати, що структура мови Java в найближчому майбутньому істотно не зміниться.

Виникає очевидне запитання: " Як вдалося поліпшити мову Java?". Виявляється, це зроблено не за рахунок удосконалення власне мови програмування, а шляхом докорінної зміни бібліотек програм, написаних на мові Java. Компанія Sun Microsystems змінила все: починаючи з імен окремих бібліотечних функцій (зробивши їх більш осмисленими) і методів роботи графічних модулів ( змінивши спосіб обробки подій і частково переписавши робочі програми), і закінчуючи створенням нових властивостей мови, наприклад, засобів виведення інформації на друк, яких не було в версії Java 1.0. В результаті вийшла набагато корисніша програмна платформа, ніж всі попередні версії мови Java.

Компанія Microsoft випустила в світ свій власний продукт під назвою J ++, що має відношення до мови Java. Мова J ++ інтерпретується віртуальною машиною, сумісною з віртуальною машиною мови Java (Java Virtual Machine) при виконанні байт-коду, але інтерфейси із зовнішніми кодами у цих мов значно розрізняються. Мови J ++ і Java мають практично однаковий синтаксис. Однак компанія Microsoft створила додаткові мовні конструкції. Всі вони мають досить сумнівну цінність, за винятком інтерфейсу Windows API. Крім того, що у цих мов однаковий синтаксис, їх основні бібліотеки (рядки, утиліти, засоби мережевого програмування, засоби підтримки багатопоточності, математичні бібліотеки і т.п.), по суті, також збігаються.

Однак графічні бібліотеки, призначений для користувача інтерфейс і доступ до віддалених об'єктів у цих мов абсолютно різні. В даний час компанія Microsoft більше не підтримує мову J ++, розробивши нову мову С #, який має багато спільного з Java, але використовує іншу віртуальну машину. У цій книзі ні мову J ++, ні мову С # не описує.

Переваги мови Java

1) Одна з основних переваг мови Java - незалежність від платформи, на якій виконуються програми: Один і той же код можна запускати під управлінням операційних систем Windows, Solaris, Linux, Machintosh і ін.
Це дійсно необхідно, коли програми завантажуються через Інтернет для подальшого виконання під керуванням різних операційних систем.

2) Ще одна перевага полягає в тому, що синтаксис мови Java схожий на синтаксис мови C ++, і програмістам, які знають мови С і C ++, його вивчення не складає труднощів. Правда, для програмістів, які володіють мовою Visual Basic, Цей синтаксис, можливо, буде незвичний.

Якщо ви ніколи не програмували на мові C ++, деякі терміни, використані в цьому розділі, будуть вам незрозумілі. У цьому випадку можете пропустити його. Поки ви доберетеся до кінця глави 6, ці терміни стануть для вас звичними.

3) Крім того, Java - повністю об'єктно-орієнтована мова, навіть більшою мірою, ніж C ++. Все суті в мові Java є об'єктами, за винятком небагатьох основних типів (primitive types), наприклад чисел. (Оскільки за допомогою об'єктно-орієнтованого програмування легко розробляти складні проекти, воно замінило собою більш давнє структурне програмування. Якщо ви не знайомі з об'єктно-орієнтованим програмуванням, глави 3-6 нададуть вам всі необхідні відомості про нього.)

Однак розробити ще один, злегка поліпшений, діалект мови C ++ недостатньо. Принципово важливо, чторазрабативать програми, що не містять помилок, наязике Java легше, ніж наязике C ++. Чому? Розробники мови Java довго міркували про те, чому програми, написані на мові C ++, так схильні до помилок. Вони забезпечили мову Java засобами, що дозволяють виключити саму можливість створювати програми, в яких були б приховані найбільш поширені помилки. Для цього в мові Java зроблено наступне.

4) Виключена можливість явного виділення і звільнення пам'яті.
Пам'ять в мові Java звільняється автоматично за допомогою механізму складання сміття. Програміст гарантований від помилок, пов'язаних з неправильним використанням пам'яті.

5) Введено справжні масиви і заборонена арифметика покажчиків.
Тепер програмісти в принципі не можуть стерти дані з пам'яті внаслідок неправильного використання покажчиків.

6) Виключена можливість переплутати оператор присвоювання з оператором порівняння на рівність.
Тепер можна навіть скомпілювати вираз if (ntries \u003d 3). . . (Програмісти на мові Visual Basic можуть взагалі не помітити тут ніякої проблеми, оскільки ця помилка - джерело більшості непорозумінь в мовах С і C ++).

7) Виключено множинне спадкування. Воно замінено новим поняттям - інтерфейсом, запозиченим з мови Objective С.
Інтерфейс дає програмісту майже все, що той може отримати від множинного спадкоємства, уникаючи при цьому складнощів, що виникають при управлінні ієрархіями класів.

Характерні особливості мови Java

простий
інтерпретується
Розподілений
надійний
безпечний
Машінонезавісімий
Об'єктно-орієнтована
високопродуктивний
Багатопотоковий
динамічний
Не залежний від архітектури комп'ютера

В останньому розділі ми вже торкнулися деяких з цих пунктів. У цьому розділі ми: наведемо цитати з керівництва по мові Java, що розкривають особливості мови; поділимося з читачами міркуваннями з приводу окремих властивостей мови, грунтуючись на власному досвіді роботи з його останньою версією.

простий

Ми, хотіли створити систему, яка легко програмується, не вимагає додаткового навчання і враховує сформовану практику і стандарти програмування. Тому, незважаючи на те, що ми вважали мову C ++ невідповідним для цих цілей, мова Java був розроблений максимально схожим на нього, щоб зробити систему більш доступною. У мові Java немає багатьох рідко використовуваних, малозрозумілих і заплутаних засобів мови C ++, які, на нашу думку, приносять більше шкоди, ніж користі.

Синтаксис мови Java, по суті, являє собою очищений варіант синтаксису мови C ++. У цій мові немає заголовних файлів, арифметики покажчиків (і самих покажчиків), структур, об'єднань, перевантаження операторів, віртуальних базових класів і т.п. (Відмінності між мовами Java і C ++ описуються в зауваженнях про мову C ++, розкиданих по всій книзі.) Однак розробники не прагнули виправити всі недоліки мови C ++.

Наприклад, синтаксис оператора switch в мові Java залишився незмінним. Знаючи мову C ++, перейти до синтаксису мови Java буде легко.
Якщо зазвичай ви використовуєте візуальне середовище програмування (наприклад Visual Basic), мова Java здасться вам складним.
Його синтаксис часто виглядає досить дивним (хоча зрозуміти зміст виразу не складає труднощів). Важливіше те, що при роботі на мові Java доводиться набагато більше програмувати. Принадність мови Visual Basic полягає в тому, що його візуальне середовище програмування дозволяє майже автоматично створювати інфраструктуру додатки. Щоб досягти того ж результату за допомогою мови Java, необхідно програмувати вручну, але при цьому виходять набагато коротші програми.

Існує, однак, і третій різновид середовищ програмування, що дозволяють створювати програми за допомогою технології "перетягнути-і-опустити" ( "drag-and-drop").

Інший аспект простоти - стислість. Одна з цілей мови Java - забезпечити розробку програм, які можна було б абсолютно самостійно виконувати на невеликих машинах. Розмір основного інтерпретатора і засобів підтримки класів становить близько 40 Кбайт; стандартні бібліотеки та засоби підтримки потоків (особливо автономних микроядро (self-contained microkernel)) займають ще 17: Кбайт.
Це величезний успіх. Зауважимо, однак, що бібліотеки коштів підтримки графічного призначеного для користувача інтерфейсу значно більшими.

Об'єктно-орієнтована

Попросту кажучи, об'єктно-орієнтоване програмування - це метод програмування, в центрі уваги якого знаходяться дані (тобто об'єкти) і засоби доступу до них. Проводячи аналогію зі столярним справою, можна сказати, що об'єктно майстер в основному зосереджений на стільці, який він виготовляє, і лише в другу чергу його цікавлять інструменти, необхідні для цього; в той же час необ'ектнооріентірованний столяр думає лише про свої інструменти. Об'єктно властивості мови Java і C ++, по суті, збігаються.

Об'єктна орієнтація за минулі 30 років вже довела свою цінність, і без неї неможливо уявити собі сучасну мову програмування. Дійсно, об'єктно-орієнтовані особливості мови Java можна порівняти з мовою C ++. Основна відмінність між ними полягає в механізмі множинного спадкоємства, для якого в мові Java знайдено найкраще рішення, А також в моделі метаклассом мови Java.

Механізми відображення (глава 5) і сериализации об'єктів (глава 12) дозволяють реалізувати стійкі об'єкти і засоби для створення графічних користувацьких інтерфейсів на основі готових компонентів.

Якщо ви ніколи не програмували на об'єктно-орієнтованих мовах, уважно вивчіть глави 4-6. У цих розділах викладаються основи об'єктно-орієнтованого програмування і показуються його переваги при розробці складних проектів над такими традиційними, процедурно-орієнтованими мовами, як мова С або Basic.

Розподілений

Java володіє великою бібліотекою програм для передачі даних на основі таких протоколів TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol-протокол управління передачею / Інтернет-протокол), як HTTP (Hypertext Transfer Protocol - протокол передачі гіпертекстів) або FTP (File Transfer Protocol- протокол передачі файлів). Програми, написані на мові Java, можуть відкривати об'єкти і отримувати до них доступ через мережу за допомогою іURL-адрес (Uniform Resource Location - універсальний адресу ресурсу) так желегко, як ав локальної мережі.

Мова Java надає потужні і зручні засоби для роботи в мережі. Кожен, хто коли-небудь намагався писати програми для роботи в Інтернет на інших мовах, буде приємно здивований тим, як легко вирішуються на мові Java найважчі завдання, наприклад, відкриття мережевих з'єднань (sockets connection). Елегантний механізм, що складається з так званих сервлетів (servlets), робить роботу на сервері надзвичайно ефективною.

Сервлети підтримуються багатьма популярними Web- серверами. (Робота в мережі буде описана в другому томі.) Зв'язок між розподіленими об'єктами в мові Java забезпечується механізмом виклику віддалених методів (ця тема також розкривається у другому томі).

надійний

Мова Java призначений для створення програм, які повинні надійно працювати в будь-яких ситуаціях. Основна увага в мові Java приділяється ранньому виявленню можливих помилок, Динамічної перевірки (під час виконання програми), а також виключення ситуацій, схильних до помилок ... Єдине значну відмінність мови Java від мови C ++ полягає в моделі покажчиків, прийнятої в мові Java, яка виключає можливість перезапису ділянки пам'яті і пошкодження даних.

Це властивість також дуже корисно. Компілятор мови Java виявляє такі помилки, які в інших мовах виявляються тільки на етапі виконання програми. Крім того, програмісти, які витратили багато годин на пошуки помилки, що викликала пошкодження пам'яті через невірне покажчика, будуть дуже раді тому, що в мові Java такі проблеми виникнути в принципі не можуть.

Якщо раніше ви програмували на мовах Visual Basic або COBOL, в яких покажчики явно не використовуються, можливо, вам незрозуміло, чому це настільки важливо. Програмістам на мові С пощастило набагато менше. Їм потрібні покажчики для доступу до рядків, масивів, об'єктів і навіть файлів. При програмуванні на мові Visual Basic нічого цього не потрібно, і програміст може не турбуватися про розподіл пам'яті для цих сутностей. З іншого боку, багато структур даних в мові, що не має покажчиків, реалізувати дуже важко. Для звичайних структур, на зразок рядків і масивів, покажчики не потрібні. Вся міць покажчиків проявляється лише там, де без них не можна обійтися, наприклад, при створенні пов'язаних списків. Програміст на мові Java назавжди позбавлений від невірних покажчиків, неправильного розподілу і витоку пам'яті.

безпечний

Мова Java призначений для використання в мережевій або розподіленої середовищі. З цієї причини велика увага була приділена безпеці. Мова Java дозволяє створювати системи, захищені від вірусів і стороннього втручання.

У першому виданні ми написали: "Ніколи не говори ніколи", - і мали рацію. Група експертів з питань безпеки з Прінстонського університету виявила перші помилки в системі захисту версії Java 1.0 незабаром після появи у продажу першої версії набору інструментальних засобів JDK. Більш того, і вони, і інші фахівці продовжували і згодом знаходити все нові і нові помилки в механізмах безпеки всіх наступних версій мови Java.

Позитивною стороною цієї ситуації є те, що група розробників мови Java заявила про свою повну нетерпимості до будь-яких помилок в системі захисту і негайно приступила до виправлення всіх проблем, виявлених в механізмі безпеки аплетів. Зокрема, опублікувавши внутрішні специфікації інтерпретатора мови Java, компанія Sun набагато полегшила пошук прихованих помилок в системі безпеки і привернула до їх пошуку незалежних фахівців.

Це підвищило ймовірність того, що всі помилки в системі захисту будуть незабаром виявлені. У будь-якому випадку обдурити систему захисту мови Java надзвичайно важко. Виявлені досі помилки були майже невловимими, до того ж їх кількість (відносно) невелика.

Web-сторінка компанії Sun, присвячена питанням безпеки, має наступний URL-адресу: http://java.sun.com/sfaq/.

Перерахуємо деякі ситуації, виникнення яких запобігає система безпеки мови Java.

1) Переповнення стека виконуваної програми, до которюму приводив сумнозвісний "хробак", що поширювався в Інтернет.

2) Пошкодження ділянок пам'яті, які перебувають за межами простору, виділеного процесу.

3) Зчитування і запис локальних файлів при використанні безпечного завантажувача класів, наприклад Web-броузера, який забороняє такий доступ до файлів.

Всі ці заходи безпеки цілком доречні і зазвичай працюють бездоганно, проте обачність ніколи не зашкодить. Хоча виявлені до цього моменту помилки були далеко не тривіальними, і всі деталі їх пошуку часто зберігаються в секреті, слід визнати, що довести безпеку мови Java, ймовірно, псу ж неможливо.

Згодом в мову були додані нові засоби захисту. Починаючи з версії 1.1, в мові Java з'явилося поняття класів з цифровим підписом. Користуючись класом з цифровим підписом, ви можете бути впевненим в його автора. Якщо ви йому довіряєте, то можете надати цього класу все привілеї, доступні на вашій машині.

Альтернативний механізм доставки коду, запропонований компанією Microsoft, спирається на технологію ActiveX і для безпеки використовує тільки цифрові підписи. Очевидно, що цього недостатньо-будь-який користувач програмного забезпечення фірми Microsoft може підтвердити, що програми широко відомих виробників часто завершуються аварійно, створюючи тим самим небезпеку пошкодження даних. Система безпеки в мові Java набагато надійніше, ніж технологія ActiveX, оскільки вона контролює додаток з моменту його запуску і не дозволяє йому завдавати шкоди.

Не залежний від архітектури

Компілятор генерує об'єктний файл, формат якого не залежить від архітектури комп'ютера, - скомпільована програма може виконуватися на будь-яких процесорах під управлінням системи виконання програм мови Java. Для цього компілятор мови Java генерує команди, байт-коду, які не залежать від конкретної архітектури комп'ютера. Байт код розроблений таким чином, щоб на будь-якій машині його можна було легко інтерпретувати або на льоту перевести в машіноза висимо код.

Це не нова ідея. Більше 20 років тому і в системі реалізації мови Pascal, розробленої Ніклаус Віртом (Niclaus Wirth), і в системі UCSD Pascal застосовувалася та ж сама технологія. Використання байт-кодів дає великий виграш при виконанні програми (правда, синхронна компіляція в багатьох випадках його компенсує). Розробники мови Java прекрасно впоралися з розробкою набору команд байт-коду, які відмінно працюють на більшості сучасних комп'ютерів, Легко транслюючись в реальні машинні команди.

Машінонезавісімий

На відміну від мов С і C ++, в специфікації Java немає аспектів, що залежать від системи реалізації. І розмір основних типів даних, і арифметичні операції над ними точно визначені.

Наприклад, тип int в мові Java завжди означає 32-розрядний ціле число. У мовах С і C ++ тип int може означати як 16-розрядний, так і 32-розрядний ціле число, а також ціле число довільного розміру, по вибору розробника конкретного компілятора. Єдине обмеження полягає в тому, розмір типу int не може бути меншою за розмір типу short int і більше розміру типу long int. Фіксований розмір числових типів дозволяє уникнути багатьох неприємностей, пов'язаних з виконанням програм на різних комп'ютерах. Бінарні дані зберігаються і передаються у фіксованому форматі, що також дозволяє уникнути непорозумінь, пов'язаних з різним порядком запису байтів на різних платформах (конфлікт "big endian / little endian"). Рядки зберігаються в стандартному форматі Unicode.

Бібліотеки, що представляють собою частина системи, визначають машінонезавісімий інтерфейс. Наприклад, в мові передбачений абстрактний клас Window і його реалізації для операційних систем Unix, Windows і Macintosh.

Кожен, хто коли-небудь намагався написати програму, яка однаково добре працювала б під управлінням операційних систем Windows, Macintosh і десяти різновидів системи Unix, знає, що це дуже важке завдання. Версія Java зробила героїчну спробу вирішити цю проблему, надавши простий інструментальний набір, що адаптує звичайні елементи призначеного для користувача інтерфейсу до великої кількості програмних платформ. На жаль, бібліотека, на яку було витрачено чимало праці, не дозволила досягти прийнятних результатів на різних платформах. (При цьому на різних платформах в графічних програмах виявлялися різні помилки.)

Однак це було лише початком. У багатьох додатках машинна незалежність набагато важливіше вишуканості графічного призначеного для користувача інтерфейсу. Саме ці додатки виграли від появи версії Java 1.0. Однак тепер інструментальний набір для створення графічного інтерфейсу повністю перероблений і більше не залежить від інтерфейсу користувача на головному комп'ютері. Нова версія більш осмислена і, на нашу думку, більш приваблива для користувача, ніж попередні.

інтерпретується

Інтерпретатор мови Java може пересилатися на будь-яку машину і виконувати байт-код безпосередньо на ній. Оскільки редагування зв'язків - більш легкий процес, розробка програм може стати набагато швидше і ефективніше.

Можливо, це дає перевагу при розробці додатків, однак наведена цитата - явне перебільшення. У будь-якому випадку компілятор мови Java, що входить в набір інструментальних засобів JSDK (Java Software Development Kit), працює досить повільно. (Деякі компілятори, що належать до третього різновиду, наприклад, компілятори компанії IBM, працюють набагато швидше.) Швидкість перекомпіляції - це всього лише один з факторів, що характеризують ефективність середовища програмування. Порівнявши швидкість роботи середовищ програмування на мові Java і мовою Visual Basic, ви, можливо, будете розчаровані.

високопродуктивний

Хоча зазвичай інтерпретуються байт-коди мають більш ніж достатню продуктивність, бувають ситуації, в яких потрібно ще більш висока ефективність. Байт-коди можна "на льоту" (під час виконання) транслювати в машинні коди для конкретного процесора, на якому виконується цю програму.

Якщо для виконання байт-кодів застосовується інтерпретатор, не слід вживати словосполучення " висока продуктивність". Однак на багатьох платформах можливий інший вид компіляції, що забезпечується синхронними компиляторами (just-in-time compilers-JIT). Вони транслюють байт-код в машінозавісімий код, зберігають результат в пам'яті, а потім викликають його при необхідності. Оскільки при цьому інтерпретація виконується тільки один раз, цей підхід у багато разів збільшує швидкість роботи.

Незважаючи на те що синхронні компілятори все одно повільніше, ніж машінозавісімие компілятори, вони у всякому разі працюють набагато швидше інтерпретаторів, забезпечуючи для деяких програм 10- і навіть 20-кратне прискорення. Ця технологія постійно вдосконалюється і врешті-решт може досягти тієї швидкості, яку ніколи не перевершать традиційні компілятори. Наприклад, синхронний компілятор може визначити, який фрагмент коду виконується частіше, і оптимізувати його за швидкістю виконання.

багатопоточн

Забезпечує кращу інтерактивність і виконання програми.

Якщо ви коли-небудь намагалися організувати багатопотокові обчислення на якому-небудь ще мовою програмування, ви будете приємно здивовані тим, як це легко зробити на мові Java. Потоки в мові Java можуть використовувати переваги багатопроцесорних систем, якщо операційна система дозволяє це зробити. На жаль, реалізації потоків на більшості платформ сильно відрізняються один від одного, а розробники мови Java не роблять ніяких спроб досягти однаковості. Тільки код для виклику потоків залишається однаковим для всіх машин; мова Java перекладає реалізацію багатопоточності на базову операційну систему або бібліотеку потоків. (Потоки описуються в другому томі.) Не дивлячись на це, саме легкість організації багатопоточних обчислень робить мову Java таким привабливим для розробки програмного забезпечення серверів.

динамічний

Багато в чому мову Java є більш динамічним, ніж мови С або C ++. Він був розроблений так, щоб легко адаптуватися до постійно мінливому середовищі. У бібліотеки можна вільно додавати нові методи і об'єкти, не завдаючи ніякої шкоди. Мова Java дозволяє легко отримувати інформацію про хід виконання програми.

Це дуже важливо в тих випадках, коли потрібно додати код в уже виконувану програму. Яскравим прикладом цього є код, який завантажується з Інтернет для виконання оглядачем. У версії Java 1.0 отримати інформацію про хід виконуваної програми було зовсім не легко, проте нинішня версія мови Java розкриває перед програмістом як структуру, так і поведінку об'єктів виконуваної програми.
Це дуже цінно для систем, які повинні аналізувати об'єкти в ході виконання програми. До таких систем відносяться засоби створення графічного інтерфейсу користувача, інтелектуальні отладчики, змінні компоненти і об'єктні бази даних.

Мова Java та Інтернет

Ідея проста-користувачі завантажують байт-коди мови Java з Інтернет і виконують їх на своїх машинах. Програми Java, які працюють під управлінням Web-браузерів, називаються апплетами. Для використання аплету потрібен Web-броузер, що підтримує мову Java і здатний інтерпретувати байт-коди. Ліцензія на вихідні коди мови Java належить компанії Sun, яка наполягає на незмінності як самої мови, так і структури його основних бібліотек. На жаль, в реальності все не так. Різні версії браузерів Netscape і Internet Explorer підтримують різні версії мови Java, причому деякі з цих версій значно застаріли. Ця гідна жалю ситуація створює все більше перешкод при розробці аплетів, що дозволяють використовувати переваги останньої версії мови Java. Щоб вирішити цю проблему, компанія Sun розробила програму Java Plug-in, що дозволяє створювати найбільш сучасне середовище для запуску програм на мові Java на основі браузерів Netscape і Internet Explorer.

Завантаження аплету нагадує впровадження зображення в Web-сторінку. Аплет стає частиною сторінки, а текст обтікає зайняте їм простір. Однак відмінність полягає в тому, що зображення тепер є живим (alive). Воно реагує на команди користувача, змінює свій зовнішній вигляд і забезпечує пересилку даних між комп'ютером, на якому проглядається аплет, і комп'ютером, керуючим цим апплетом.

Завантаження аплету нагадує вставку малюнка в Web-сторінку. Аплет стає частиною сторінки, а текст обтікає займане ним місце. Справа в тому, що зображення є "живим". Воно реагує на команди користувача, змінює свій зовнішній вигляд і виконує пересилку даних між комп'ютером, на якому виконується аплет, і комп'ютером, керуючим цим апплетом.

На рис. 1.1 показаний хороший приклад динамічної Web-сторінки, яка виконує складні обчислення і застосовує аплет для зображення молекул. Щоб краще зрозуміти структуру молекули, можна обертати її або змінювати масштаб зображення, використовуючи мишу. Такі маніпуляції не можна реалізувати на статичних Web- сторінках, однак аплети роблять це можливим. (Цей аплет можна знайти за адресою http: //jmol.sourceforge.net.)

Рис. 1.1. аплет Jmol

За допомогою аплетів на Web-сторінку можна додавати нові кнопки і текстові поля. Однак такі аплети повільно завантажуються по телефонній лінії.

Майже те ж саме можна зробити за допомогою мови Dynamic HTML, форм мови HTML (Hypertext Markup Language - мова розмітки гіпертекстів) або мови сценаріїв, наприклад, мови JavaScript. Зрозуміло, перші аплети призначалися для анімації: обертові глобуси, танцюючі персонажі мультфільмів, чудернацькі тексти і т.п. Однак більшість з перерахованого можуть робити і анімовані GIF-файли, а мова Dynamic HTML в поєднанні з розробкою сценаріїв робить набагато більше, ніж аплети.

В результаті несумісності браузерів і неузгодженості процесу завантаження через повільні мережеві з'єднання аплети, призначені для Web-сторінок, не стали величезним досягненням. У локальних мережах (intranets) ситуація зовсім інша. У них зазвичай не виникають проблеми, пов'язані з пропускною здатністю каналу, тому час завантаження аплетів несуттєво. У локальній мережі можна вибирати потрібний броузер або застосовувати програму Java Plug-In. Співробітники не можуть перемістити програму, доставлену через мережу, в неправильне місце або невірно її встановити, а системному адміністратору не потрібно обходити всі клієнтські машини і оновлювати на них програми. Велика кількість програм, призначених для обліку товарів, планування відпустки, відшкодування транспортних витрат тощо, були розроблені багатьма корпораціями у вигляді аплетів, що використовують броузери.

Поки ми писали книгу, маятник знову хитнувся від клієнтських програм в сторону програмування серверних додатків (server-side programming). Зокрема, прикладні сервери (application servers) можуть використовувати моніторингові можливості віртуальної машини Java для автоматичного вирівнювання навантаження, об'єднання зв'язків з базою даних, синхронізації об'єктів, безпечного завершення роботи браузера і завантажити цю, а також для виконання інших процесів, необхідних для масштабованих серверних додатків, які майже неможливо коректно реалізувати. Таким чином, програмісти, що створюють додатки, отримали можливість купити ці складні механізми, замість того, щоб розробляти їх самотужки. Це підвищило продуктивність праці програмістів - вони зосередилися на логіці своїх програм, не відволікаючись на деталі, пов'язані з роботою серверів.

Основи програмування на мові Java

Загальні відомості про програмування

Програмування-це процес створення коду на будь-якій мові програмування, що перекладається в файли різних типів за допомогою особливої \u200b\u200bпрограми - транслятора. Існують два типи трансляторів: компілятори та інтерпретатори. Компілятор- це програма, яка переводить текст, написаний на мові програмування, в який-небудь файл. Інтерпретатор - це програма, здатна переводити текст будь-якої програми в машинний код і одночасно виконувати її.

Програмування на Java (Він є компілюються мовою) має ту перевагу, що код, написаний на даній мові програмування, перекладається за допомогою відповідної програми-транслятора в так званий байт-код, а він, у свою чергу, - в машинний код за допомогою віртуальної машини Java ( Java Virtual Machine, або просто JVM). Тому написана на Java програма виконуваність на будь-якому комп'ютері з будь-якою системою, аби на ньому була встановлена \u200b\u200bвіртуальна машина Java. Таким чином і забезпечується одна з головних переваг мови Java - переносимість створюваних на ньому програм на комп'ютери різних типів.

Програмування буває двох типів: системне і прикладне.
Системне програмування дозволяє нам програмувати в системі, наприклад в Windows, з метою вирішення глобальних завдань.
прикладне програмування направлено на створення прикладних програм, тобто програм, що виконують якусь певну функцію, наприклад Microsoft Word, WordPad, Calculator і т.д. У цій книзі ми будемо займатися прикладним програмуванням.