Java

See artikkel räägib programmeerimiskeelest. Saare kohta vaata artiklit Jaava, skriptikeele kohta loe JavaScript

---

Java
Faililaiend	.java, .class, .jar, .jnlp
Paradigma	imperatiivne,struktureeritud, objektorienteeritud (klassipõhine)
Väljalaskeaeg	1995
Looja	Sun Microsystems (James Gosling)
Arendaja	Oracle Corporation
Viimane väljalase	Java SE 23 (17.09.2024)
Tüüpimine	staatiline, tugev, turvaline, nominatiivne, manifesteeritud
Implementatsioonid	mitmed
Dialektid	Generic Java, Pizza
Mõjutatud keeltest	Ada 83, C++, C#, Delphi Object Pascal, Eiffel, Generic Java, Mesa, Modula-3, Objective-C, UCSD Pascal, Smalltalk
Mõjutanud keeli	Ada 2005, C#, Clojure, D, ECMAScript, Groovy, J#, PHP, Scala, JavaScript, Python, BeanShell
OS	mitmeplatvormne
Litsents	GNU GPL, Java Community Process
Veebileht	Java veebileht

Java on platvormist sõltumatu objektorienteeritud programmeerimiskeel.

Esimese Java versiooni avaldas Sun Microsystems 1995. aastal. 20. aprillil 2009 omandas Suni Oracle Corporation, kellest sai Java keele peamine arendaja. Programmeerimiskeele arengut koordineerib formaalselt Java Community Process (JCP), arendusotsused kinnitavad kaks Java kogukonna valitud esindajast koosnevat täitevkomiteed. Täitevkomiteede liikmed on suured ettevõtted.

Java lähtekood (.java; java-failid) kompileeritakse baitkoodi (.class; class-failidesse), mida oskab käivitada iga Java virtuaalmasin (JVM) sõltumata platvormist. Tänapäeval sisaldab JVM reaalajalist kompilaatorit (JIT), mis programmi käivitamisel kompileerib baitkoodi masinkoodiks ja töötab otse protsessoril, vajaduseta baitkoodi jooksvalt interpreteerida. Mõned kompilaatorid (nagu GCJ ja GraalVM) võimaldavad Java lähtekoodi või baitkoodi otse käivitatavaks programmiks kompileerida. Leidub ka riistvara, mis suudab Java baitkoodi otse käivitada.

Et käivitada Java programme, läheb arvutis vaja JRE-d (Java käivituskeskkonda), mille saab tasuta Oracle'i veebilehelt.

Ajalugu

Java maskott Duke

Java projekti algatasid James Gosling, Mike Sheridan ja Patrick Naughton 1991. aastal. Algul mõeldi Javat kasutada interaktiivse televisiooni tarbeks, kuid tollase kaabeltelevisiooni jaoks olid sellised ideed liiga omast ajast ees. Programmeerimiskeel pidi esialgu saama nimeks Oak tamme järgi, mis Goslingi kontori akna all kasvas. Hiljem kasutati ka nime Green ja lõpuks võeti kasutusele nimi Java Jaava kohvi järgi, mida keele loojad väidetavalt suurtes kogustes tarbisid. Goslingi eesmärk oli rakendada virtuaalmasinat ja luua keel, mille süntaks sarnaneks C/C++ omaga.

Esimese versiooni, Java 1.0, avaldas Sun Microsystems 1995. aastal. Uue programmeerimiskeele reklaamimiseks kasutati lööklauset "Kirjuta üks kord, käivita igal pool" (inglise keeles write once, run anywhere ehk WORA), mis tähendas, et kord kirjutatud programmi saab ilma lisavaevata kasutada kõigil populaarsetel platvormidel. Üsna pea lisati suurematele veebibrauseritele võimalus käitada Java rakendeid – aplette (applet) – ja Java muutus kiiresti populaarseks. Alates Java 2 väljalaskmisest (alul J2SE 1.2) võeti kasutusele eri konfiguratsioonid eri kasutajate jaoks: standardväljalase, ärirakendusetele orienteeritud versioon ja mobiilsete seadmete versioon. Alates 2006. aastast on kasutusel tähised Java SE, Java EE ja Java ME.

Sun Microsystems kontakteerus 1997. aastal standardiorganisatsiooniga ISO/IEC JTC1 ja hiljem Ecma Internationaliga, et kinnitada Java formaalne standard, kuid hiljem loobus sellest. Javal on siiski olemas de facto standard, mida kontrollib Java Community Process.

Sun avaldas 13. novembril 2006 suure osa Javast vaba ja avatud lähtekoodiga tarkvarana GNU GPL litsentsi alusel. See protsess lõppes 8. mail 2007, kui Sun oli kogu Java põhikoodi vabasse kasutusse andnud. Avaldamata jäi väike osa koodist, mille autoriõigused ei kuulunud Sunile.

Suni asepresident Rich Green ütles, et Suni ideaalne roll Java arengul on nagu evangelistil. 2009.–2010. aastal Suni omandanud Oracle ütles, et nad haldavad Java tehnoloogiat ja toetavad Java kogukonda pidevalt. Java tarkvara on kasutusel paljudes seadmetes sülearvutitest andmekeskusteni ja mängukonsoolidest teaduslike superarvutiteni. Igal aastal laaditakse Java keskkonda Java Runtime Environment alla 930 miljonit korda ja Javat kasutatakse 3 miljardis mobiiltelefonis. James Gosling lahkus Oracle'ist 2. aprillil 2010.

Võrdlus teiste keeltega

Peamised Java eelised

• Platvormist sõltumatu ja suur levik serveritest kuni tänapäeva mobiilideni
• Kõikehaarav teekide kogu (mis on põhjalikult dokumenteeritud)
• Automaatne mäluhaldus
• Automaatne kirjutatud koodi elektrooniline dokumenteerimine
• Suur kasutajaskond
• Hästi välja arenenud vaba tarkvara ja tööstus

Kiirus

Siinkohal tuleb aru saada, et pea kõik, mis on öeldud Java kohta, kehtib ka JVM-i kohta. Spetsiaalselt JVM-i jaoks on välja töötatud sellised keeled nagu Scala, Groovy ja Clojure. Kuid leidub ka teiste keelte kohendatud versioone, näiteks JRuby (Ruby), Jython (Python), Resin (PHP), Rhino (JavaScript) jne.

Kiiruse miinused

• Massiivi elemendi juurdepääsu aeg on aeglasem kui programmeerimiskeeles C. See on tingitud asjaolust, et Java kontrollib massiivi piire ehk seda, kas mäluaadress, mille poole soovitakse pöörduda, üldse kuulub massiivi (väldib mälulekke võimalust).
• Kasutab rohkem mälu kui programmeerimiskeel C. See on tingitud asjaolust, et Java võimaldab ülikiiret mälu hõlmamist ja vabastamist.
• Programmi käivitamine võtab aega, eriti on seda tähele panna lihtprogrammide puhul, mille töö aeg on alla 20 ms. See on tingitud asjaolust, et JVM tuleb töökorda seada.
• Ei võimalda viitadel põhinevaid häkke ja arhitektuuripõhist erifunktsionaalsust.
• Ei võimalda riistvaralist tuge vaid positiivsetele arvudele.

Kiiruse plussid

• Java on enamus programmeerimiskeeltest kiirem pea kõigis aspektides. See on tingitud asjaolust, et Java kasutajaskond on ülisuur ning ta on kohanenud oma kasutajate oskuste järgi.
• Java lõimeliste programmid, mis on sünkroonitud, on kiired ning nende kirjutamine ei pruugi olla aeganõudev protsess. See on tingitud asjaolust, et keele loomise ajal disainiti see sisse. Tänapäeva personaalarvutitel ja serveritel mis on mitmetuumalised loetakse selle tõttu JRE-l põhinevad keeli kõige kiiremateks.
• Mälu hõlmamine ja vabastamine on ülikiire. See on tingitud asjaolust, kuidas mäluhaldus on disainitud.
• Objekti loomine ja funktsionaalsuse poole pöördumine on ülikiire. See on tingitud asjaolust, et keele loomise ajal disainiti see sisse, kuid ei lisatud hiljem, nagu C++ puhul.
• Massiivi kopeerimine on ülikiire. See on tingitud asjaolust, et selleks on JVM arhitektuuripoolne assambler käsitsi optimeeritud.
• Staatiliste ja privaatsete meetodite poole pöördumise aega peaaegu ei eksisteeri. See on tingitud asjaolust, et JIT on suuteline leidma ja eemaldama meetodi poole pöördumise, kui see on võimalik (see ei ole võimalik vaid erijuhtudel). Kompileeritavate keelte puhul ei ole see võimalik.

J2EE

Java 2 Enterprise Edition on mitmekihiliste kommertslahenduste arendamiseks loodud raamistik. J2EE eesmärk on lihtsustada ja standardiseerida suure koormustaluvusega (palju kasutajaid) ja keerulise äriloogikaga veebirakendusi. Selline veebirakendus peab olema võimeline töötama samaaegselt mitme serveri peal (klaster), peab toetama mitmekihilist arhitektuuri (kasutajaliides, äriloogika ja andmebaas) ning peab olema lihtne arendada ja hallata.

Programm "Hello World"

Javas kuuluvad meetodid klassi, ning klassi nimi määrab ka faili nime – mis antud juhul peab olema 'HelloWorld.java'. Javas eksisteerib nähtavus ja varjestamine, ning eksisteerivad tasemed on 'public', 'private', 'protected' ja 'ei midagi' ehk (package private). Meetod 'main' on erimeetod, mis käivitatakse, kui antud klassi jooksutatakse kui rakendust. Tähtis on tähele panna, et meetodit käitataks staatilises (static) kontekstis, st meetod on omane ja ühtne kõigile klassi elementidele, kuid see tähendab ka, et tal pole juurdepääsuõigust elementidele, mis ei ole staatilised.

"Hello World" Javas:

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

Et staatiline meetod saaks klassi mittestaatilisi elemente ja meetodeid kasutada, peab klassist uue elemendi looma (Seda pole siiamaani tehtud. Põhjus on, et seda pole alati vaja ja staatiliste meetodite kutsumine on odav.). Lisaks 'System.out.println' tundub pikk, ning seda saab lühendada, kui importida Systeemi klassist staatiline element väljundvoog.

"Hello world" programm Javas, luues uue elemendi klassist:

import static java.lang.System.out;
public class HelloWorld {
	public static void main(String args[]) { new HelloWorld(); }{
		out.println("Hello World!");
	}
}

Vaata ka

• Programmeerimiskeel
• C++
• C#

Välislingid

Arendajale

• Java SE Documentation
• API reference
• Suni ametlik Java õpik (inglise keeles)

Muu

• Sun Microsystemsi koduleht
• Jaagup Kippari loengu materjalid
• Full Java Tutorial