Par où commencer à apprendre Java

Langage Java

Java n'est pas seulement un langage de programmation, mais une plate-forme logicielle complète dotée de fonctionnalités étendues. Les principaux composants de cette plateforme sont :

• Outils de base pour écrire et exécuter des programmes Java.
• Les bibliothèques et les cours sont au cœur de la langue. Ils fournissent des fonctionnalités de programmation Java de base : gestion des exceptions, multithreading, collections, journalisation, réflexion, sécurité, mise en réseau, XML, sérialisation, expressions régulières.
• Outils de déploiement et de lancement automatique d'applications.
• Outils de création de frontend (GUI, interface utilisateur). Ce sont des classes des bibliothèques JavaFX, Swing et Java2D.
• Bibliothèques pour travailler avec des bases de données à distance sur le réseau, telles que JDBC, JNDI, RMI et Java RMI-IIOP.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les classes et outils Java, lisez la documentation Oracle : tout y est. La première version de Java JDK 1.0 ne comprenait « que » quelques centaines de classes. Mais aujourd’hui, leur nombre s’élève à plusieurs milliers. Au cours de la vie du langage, les auteurs ont apporté un grand nombre de modifications qui augmentent sa sécurité, ses fonctionnalités et sa portabilité. Grâce à l'amélioration constante et au support du langage par ses développeurs, Java a toujours suivi le développement des technologies informatiques. Nous avons donc désormais devant nous une langue moderne dont les principales caractéristiques sont :

• Faible barrière à l’entrée.
  Java est plus facile à apprendre que la plupart des langages dotés d'une syntaxe de type C.

• Orientation de l'objet.
  Les programmes Java sont construits autour des objets et de leurs interactions, ce qui vous permet de profiter pleinement de la POO.

• Portabilité.
  Grâce à l'utilisation d'un interpréteur, la machine virtuelle Java, les programmes sont portables sur diverses plates-formes et appareils.

• Indépendance de la plateforme
  Un programme écrit en Java pour une plateforme est compilé en bytecode intermédiaire qui peut s'exécuter sur d'autres plateformes grâce à l'interprétation par la JVM de chaque plateforme.

• Multithreading avancé.
  Les fonctionnalités Java vous permettent de contrôler l'exécution de plusieurs threads, vous permettant ainsi de créer des applications multithread.

• Sécurité.
  Grâce à la vérification du bytecode intégrée à la JVM, à l'absence de gestion manuelle de la mémoire dans Java, à la détection de débordement de pile et à la présence de diverses API qui vous permettent de contrôler la sécurité, vous pouvez créer des applications véritablement sécurisées dans ce langage.

• Tolérance aux pannes.
  Le mécanisme d'exception, tant lors de la compilation que lors de l'exécution directe, augmente la tolérance aux pannes des programmes et réduit le nombre d'erreurs.

• Interprétabilité.
  L'interpréteur Java peut exécuter des bytecodes Java sur n'importe quelle machine dotée d'une JVM et d'un JRE.

• Distribution.
  Java dispose d'outils pour créer des applications distribuées.

• Performance.
  L'utilisation d' un compilateur JIT (Just-in-time) garantit un fonctionnement des applications à grande vitesse, comparable en vitesse aux langages C et C++.

La séquence des étapes est clairement démontrée par cet organigramme :

Installer Java sur votre ordinateur

Comme nous l'avons déjà découvert, lorsque nous apprenons Java à partir de zéro, la première étape consiste à installer le JDK . Pour ce faire, vous devrez effectuer quelques opérations simples :

1. Accédez au site Web d'Oracle .
2. Sélectionnez et téléchargez le fichier d'installation en fonction de votre système d'exploitation.
3. Terminez l'installation en suivant les instructions du programme d'installation.
4. Définissez la variable d'environnement si vous utilisez Windows.

Voici, par exemple, une description de l'installation du JDK et des variables d'environnement pour le système d'exploitation Windows.

Définitions basiques

Si vous venez de commencer à apprendre Java, vous rencontrerez certainement les termes suivants : JVM (Java Virtual Machine) - Machine virtuelle Java. Il s'agit d'un module logiciel spécifique à la plate-forme qui sert à interpréter le bytecode source en code machine et à l'exécuter. JRE (Java Runtime Environment) - Environnement d'exécution Java. Comprend une implémentation JVM spécifique à la plate-forme et un ensemble de bibliothèques nécessaires à l'exécution de programmes Java. JDK (Java Development Kit) est un ensemble d'outils de développement nécessaires à l'écriture de programmes en Java. Comprend un compilateur, JRE, un ensemble de bibliothèques Java standard, de la documentation et divers utilitaires. Le code source est un fichier texte en Java avec l'extension .java. Le bytecode est un code de bas niveau indépendant de la machine qui est un ensemble d'instructions pour la JVM. Le code machine est un ensemble d'instructions machine au format binaire qui sont directement exécutées par le processeur. La compilation est la conversion du code source en bytecode. Interprétation - conversion du bytecode en code machine. La plateforme est l'environnement matériel et logiciel dans lequel les programmes et les applications sont exécutés. Les plateformes les plus populaires sont Microsoft Windows, Linux, Solaris OS et Mac OS. Ce schéma vous aidera à mieux comprendre les concepts de JVM, JRE et JDK :

Cycle de vie du programme

Le cycle de vie d'un programme Java commence par l'écriture du code source au format texte. Habituellement, des environnements de développement spéciaux sont utilisés pour cela - Environnement de développement intégré (IDE) , mais des programmes simples peuvent également être saisis dans un éditeur de texte, même le Bloc-notes, fourni avec n'importe quelle édition du système d'exploitation Windows. Le code source doit être enregistré dans un fichier avec une extension .java. Exemple de programme HelloWorld.java:

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("This is my first program");
    }
}

Avant d'exécuter ce code source, il doit être compilé en bytecode à l'aide d'un compilateur. Le compilateur est un utilitaire faisant partie du JDK. À la suite de son travail, nous recevrons un fichier avec l'extension .class. Il contient du bytecode - des instructions pour la JVM, dont le format ressemble au langage assembleur. Notre programme HelloWorld.java sera compilé dans un fichier HelloWorld.class. La plateforme Java ne fournit pas d'outils d'édition du bytecode, mais vous pouvez toujours le visualiser. Pour voir quel est le bytecode d'un programme Java, vous pouvez utiliser l'utilitaire de désassemblage javap, inclus dans le JDK. Bonjour le monde. la classe contiendra un bytecode comme celui-ci :

Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
0: getstatic #2//Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc       #3// String This is my first program
5:invokevirtual#4//Methodjava/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
}

Notre programme est désormais stocké sous forme compilée dans le fichier HelloWorld.class. Pour l'exécuter sur n'importe quelle plate-forme, vous devez avoir installé le JRE. La portabilité des programmes Java vers n'importe quelle plateforme est assurée grâce à l'utilisation de la JVM. L'exécution du programme est l'exécution du bytecode par la machine virtuelle Java. Les programmes sont exécutés par l'utilitaire Java, qui nécessite de préciser le nom du fichier compilé. L'exécution se produit dans l'ordre suivant :

1. La JVM s'exécute dans la RAM de l'ordinateur. Il s’agit essentiellement d’un programme utilisé pour exécuter les programmes Java que nous avons écrits.
2. À l'aide du chargeur de classe initial, la JVM charge et initialise notre classe dans la mémoire de l'ordinateur. Dans notre exemple, il s'agit de la classe HelloWorld.
3. Ensuite, dans notre classe, la JVM recherche le public static void main(String[]).
4. Le code de la méthode est exécuté main. Si cela est nécessaire à l'exécution du programme, d'autres classes sont chargées et initialisées.
5. Une fois le code exécuté, le garbage collection est effectué - la mémoire est effacée et le programme JVM est fermé.

Lors de l'exécution de toutes ces actions, la JVM interprète (convertit) le bytecode en une instruction machine pour le processeur, en tenant compte du système d'exploitation sur lequel il est exécuté. Le cycle de vie d'un programme Java peut être schématiquement représenté comme suit :

Sélection et installation d'un environnement de développement

Pour programmer en Java rapidement et efficacement, vous avez besoin d'un environnement de développement : une application permettant d'écrire des programmes Java. Les IDE les plus populaires parmi les développeurs Java sont :

• IDÉE IntelliJ
• Éclipse
• NetBeans

Selon une enquête sur la popularité des outils de développement Java préparée par RebelLabs, en 2017, IntelliJ IDEA est devenu le leader , Eclipse a pris la deuxième place et NetBeans a pris la troisième place avec un retard important par rapport aux deux leaders. La part des autres IDE est faible et ne dépasse pas 3 % du volume total. Une bonne revue comparative de ces IDE peut être trouvée ici . Pour les débutants, il suffit d'installer IntelliJ IDEA Community Edition. Premièrement, vous bénéficierez de tous les avantages d'un IDE moderne, tels que : des astuces, la vérification du code, la possibilité de déboguer le code, une intégration pratique avec des bases de données, des serveurs et la prise en charge de nombreux outils et technologies de développement. Deuxièmement, vous ferez la première étape vers la maîtrise de l’outil de développement professionnel utilisé par la plupart des développeurs. Les instructions d'installation d'IntelliJ IDEA sont fournies au début du troisième niveau de la formation en ligne JavaRush .

Conclusion

Lorsque nous apprenons Java par nous-mêmes, cela s’avère plus facile en pratique qu’en théorie. Pour cela, des connaissances au niveau d'un utilisateur d'ordinateur personnel sont tout à fait suffisantes. Pour commencer efficacement à apprendre Java, suivez quelques étapes simples :

1. Installez Java sur votre ordinateur
2. Apprendre les concepts de base
3. Configurez votre environnement de développement
4. Écrivez et exécutez votre premier programme.