Java (linguagem de programação)

Java é uma linguagem de programação orientada a objeto desenvolvida na década de 90 por uma equipe de programadores chefiada por James Gosling, na empresa Sun Microsystems. Diferentemente das linguagens convencionais, que são compiladas para código nativo, a linguagem Java é compilada para um "bytecode" que é executado por uma máquina virtual. A linguagem de programação Java é a linguagem convencional da Plataforma Java, mas não sua única linguagem.

Histórico

Java
Paradigma	orientação a objeto
Surgido em	década de 1990
Criado por	Sun Microsystems
Estilo de tipagem	estática, forte
Principais implementações	GCJ, Javac
Influenciada por	Objective-C, C++, Smalltalk
Influenciou	C#, J#, Jython

Em 1991, na Sun Microsystems, foi iniciado o Green Project, o berço do Java, uma linguagem de programação orientada a objetos. Os mentores do projeto eram Patrick Naughton, Mike Sheridan, e James Gosling. O objetivo do projeto não era a criação de uma nova linguagem de programação, mas antecipar e planejar a “próxima onda” do mundo digital. Eles acreditavam que, em algum tempo, haveria uma convergência dos computadores com os equipamentos e eletrodomésticos comumente usados pelas pessoas no seu dia-a-dia.

Para provar a viabilidade desta idéia, 13 pessoas trabalharam arduamente durante 18 meses. No verão de 1992 eles emergiram de um escritório de Sand Hill Road no Menlo Park com uma demonstração funcional da idéia inicial. O protótipo se chamava *7 (leia-se “StarSeven”), um controle remoto com uma interface gráfica touchscreen. Para o *7, foi criado um mascote, hoje amplamente conhecido no mundo Java, o Duke. O trabalho do Duke no *7 era ser um guia virtual ajudando e ensinando o usuário a utilizar o equipamento. O *7 tinha a habilidade de controlar diversos dispositivos e aplicações. James Gosling especificou uma nova linguagem de programação para o *7. Gosling decidiu batizá-la de “Oak”, que quer dizer carvalho, uma árvore que ele podia observar quando olhava pela sua janela.

O próximo passo era encontrar um mercado para o *7. A equipe achava que uma boa idéia seria controlar televisões e vídeo por demanda com o equipamento. Eles construíram um demo chamado MovieWood, mas infelizmente era muito cedo para que o vídeo por demanda bem como as empresas de TV a cabo pudessem viabilizar o negócio. A idéia que o *7 tentava vender, hoje já é realidade em programas interativos e também na televisão digital. Permitir ao telespectador interagir com a emissora e com a programação em uma grande rede de cabos, era algo muito visionário e estava muito longe do que as empresas de TV a cabo tinham capacidade de entender e comprar. A idéia certa, na época errada.

Entretanto, o estouro da Internet aconteceu e rapidamente uma grande rede interativa estava se estabelecendo. Era este tipo de rede interativa que a equipe do *7 estava tentando vender para as empresas de TV a cabo. E, da noite para o dia, não era mais necessário construir a infra-estrutura para a rede, ela simplesmente estava lá. Gosling foi incumbido de adaptar o Oak para a Internet e em janeiro 1995 foi lançada uma nova versão do Oak que foi rebatizada para Java. A tecnologia Java tinha sido projetada para se mover por meio das redes de dispositivos heterogêneos, redes como a Internet. Agora aplicações poderiam ser executadas dentro dos browsers nos Applets Java e tudo seria disponibilizado pela Internet instantaneamente. Foi o estático HTML dos browsers que promoveu a rápida disseminação da dinâmica tecnologia Java. A velocidade dos acontecimentos seguintes foi assustadora, o número de usuários cresceu rapidamente, grandes fornecedores de tecnologia, como a IBM anunciaram suporte para a tecnologia Java.

Desde seu lançamento, em maio de 1995, a plataforma Java foi adotada mais rapidamente do que qualquer outra linguagem de programação na história da computação. Em 2004 Java atingiu a marca de 3 milhões de desenvolvedores em todo mundo. Java continuou crescendo e hoje é uma referência no mercado de desenvolvimento de software. Java tornou-se popular pelo seu uso na Internet e hoje possui seu ambiente de execução presente em web browsers, mainframes, SOs, celulares, palmtops e cartões inteligentes, entre outros.

Padronização

Ronaldo ! Em 1997 a Sun Microsystems tentou submeter a linguagem a padronização pelos órgãos ISO/IEC e ECMA, mas acabou desistindo. Java ainda é um standard de fato, que é controlada através da JCP Java Community Process. Em 13 de Novembro de 2006, a Sun lançou a maior parte do Java como Software Livre sob os termos da GNU General Public License (GPL). Em 8 de Maio de 2007 a Sun finalizou o processo, tornando praticamente todo o código Java como software de código aberto, menos uma pequena porção da qual a Sun não possui copyright.

Principais Características da Linguagem Java

A linguagem Java foi projetada tendo em vista os seguintes objetivos:

• Orientação a objeto - Baseado no modelo de Smalltalk e Simula67;
• Portabilidade - Independência de plataforma - "write once, run anywhere";
• Recursos de Rede - Possui extensa biblioteca de rotinas que facilitam a cooperação com protocolos TCP/IP, como HTTP e FTP;
• Segurança - Pode executar programas via rede com restrições de execução;

Além disso, podem-se destacar outras vantagens apresentadas pela linguagem:

• Sintaxe similar a Linguagem C/C++ e principalmente, a C#.
• Facilidades de Internacionalização - Suporta nativamente caracteres Unicode;
• Simplicidade na especificação, tanto da linguagem como do "ambiente" de execução (JVM);
• É distribuída com um vasto conjunto de bibliotecas (ou APIs);
• Possui facilidades para criação de programas distribuídos e multitarefa (múltiplas linhas de execução num mesmo programa);
• Desalocação de memória automática por processo de coletor de lixo (garbage collector);
• Carga Dinâmica de Código - Programas em Java são formados por uma coleção de classes armazenadas independentemente e que podem ser carregadas no momento de utilização.

Máquina Virtual Java

Programas Java não são traduzidos para a linguagem de máquina, como outras linguagens estaticamente compiladas e sim para uma representação intermediária, chamada de bytecodes.

Nas primeiras versões, os bytecodes eram interpretados pela máquina virtual Java (JVM - Java Virtual Machine). Muitas pessoas acreditam que por causa desse processo, o código interpretado Java tem baixo desempenho, mas isso não é mais verdade. Depois do Java 1.1, a JVM da Sun já vem com um compilador dentro dela, chamado de JIT Compiler (Just in Time Compiler), que roda quando a JVM julga necessário. Isso é chamado de compilação dinâmica, o que faz do Java uma linguagem não mais interpretada, e sim híbrida, pois tem parte do código compilado para código nativo pelo JIT, e outra parte será interpretada. Novos avanços têm tornado o compilador dinâmico (o JIT) quase tão eficiente quanto compiladores estáticos^{[carece de fontes]}.

Java hoje já possui um desempenho próximo do C++. Isto é possível graças a otimizações como a compilação especulativa, que aproveita o tempo ocioso do processador para compilar o bytecode para código nativo. Outros mecanismos ainda mais elaborados como o HotSpot da Sun, que guarda informações disponíveis somente em tempo de execução (ex.: número de usuários, processamento usado, memória disponível), para otimizar o funcionamento da JVM, possibilitando que a JVM vá "aprendendo" e melhorando seu desempenho. Isto é uma realidade tão presente que hoje é fácil encontrar programas corporativos e de missão crítica usando tecnologia Java. No Brasil, por exemplo, a maioria dos Bancos utiliza a tecnologia Java para construir seus home banks, que são acessados por milhares de usuários diariamente. Grandes sítios como o eBay utilizam Java para garantir alto desempenho. E a cada ano Java tem se tornado mais rápido, na medida que se evolui o compilador dinâmico ^{[carece de fontes]}.

Essa implementação no entanto tem algumas limitações intrínsecas. Essa compilação dinâmica exige tempo, o que faz com que programas Java demorem um tempo significativamente maior para começarem a funcionar. Soma-se a isso o tempo de carregamento da máquina virtual. Isso não é um grande problema para programas que rodam em servidores e que deveriam ser inicializados apenas uma vez. No entanto isso pode ser bastante indesejável para computadores pessoais onde o usuário deseja que o programa rode logo depois de abri-lo.

O Java ainda possui uma outra desvantagem considerável em programas que usam bastante processamento numérico. O padrão Java tem uma especificação rígida de como devem funcionar os tipos numéricos. Essa especificação não condiz com a implementação de pontos flutuantes na maioria dos processadores o que faz com que o Java seja relativamente mais lento para estas aplicações quando comparado a outras linguagens.

Os bytecodes produzidos pelos compiladores Java podem ser usados num processo de engenharia reversa para a recuperação do programa-fonte original. Esta é uma característica que atinge em menor grau todas as linguagens compiladas. No entanto já existem hoje tecnologias que "embaralham" os bytecodes praticamente impedindo a engenharia reversa. Esse processo de embaralhamento é conhecido como obfuscação.

Exemplos de código

Método main

O método main é onde o programa inicia. Pode estar presente em qualquer classe. Os parâmetros de linha de comando são enviados para a array args[], do tipo String.

 public class OlaMundo {

    /**
    * Método que executa o programa
    * public = É visto em qualquer lugar da aplicação
    * static = é iniciado automaticamente pela JVM, sem precisar de uma instância
    * void = Método sem retorno (retorno vazio)
    * main = Nome do método, que é obrigatorio ser este. Recebe como parâmetro um array de String.
    * String[] args = Array de argumentos que podem ser repassados na chamada do programa.
    */

    public static void main(String[] args) {
       System.out.println("Olá, Mundo!"); //Imprime na tela a frase
    }
 }

Criação de classes

Exemplo:

 public abstract class Animal {
    public abstract void fazerBarulho();
 }

----

 public class Cachorro extends Animal {
    public void fazerBarulho() {
        System.out.println("AuAu!");
    }
 }
 
----

 public class Gato extends Animal {
    public void fazerBarulho() {
        System.out.println("Miau!");
    }
 }

O exemplo acima cria a classe Animal e duas classes derivadas de Animal.

Java não suporta herança múltipla, e todas as classes em Java derivam de Object(Classe).

A única possibilidade de se ver herança múltipla em java é no uso de interfaces, pois uma so interfaces pode herdar várias outras interfaces.

Interfaces

Uma interface modela um comportamento esperado. Pode-se entendê-la como uma classe que contenha apenas métodos abstratos. Embora uma classe não possa conter mais de uma super classe, a classe pode implementar mais de uma interface. Exemplo:

 public interface Pesado {
    double obterPeso();
 }
 
 public interface Colorido {
    Color obterCor();
 }
 
 public class Porco extends Animal implements Pesado, Colorido {
    public void fazerBarulho() {
        System.out.println("Óinc!");
    }
 
    //Implementação da interface Pesado
    public double obterPeso() {
        return 50.00;
    }
 
    //Implementação da interface Colorido
    public Color obterCor() {
        return Color.BLACK;
    }
 
    //Uma propriedade só do porco
    public boolean enlameado() {
        return true;
    }
 }

Classes internas

Java pode ter classes internas. Exemplos:

 public class Cavalo extends Animal {
    public void fazerBarulho() {
        System.out.println("RIINCH!");
    }
    //Classe interna e privada. Existe só no contexto da classe "Cavalo".
    private class Parasita extends Animal { 
        public void fazerBarulho() {
            System.out.println("SQRRT");
        }
    }
 }

Objetos e classes anônimos

Podemos ter também objetos e ou classes anônimas, exemplo:

 public class MostraBarulho {
    public static void main(String args[]) {
        new Cavalo().fazerBarulho(); //Objeto anônimo.
 
        //Abaixo um objeto e classe anônimos!
        new Animal()//novo objeto {
            public void fazerBarulho() {
                System.out.println("QUAC!");//imprime na tela
            }
        }.fazerBarulho();
    }
 }

Programas simples

Programa em Java para somar dois números inteiros:

import javax.swing.JOptionPane;
public class Soma
{
  public static void main(String[]args)
  {
    //declaração das variáveis
    String numeroA, numeroB;
    int numero1, numero2, soma;

    //pede dois números inteiros
    numeroA = JOptionPane.showInputDialog("Entre com o primeiro número inteiro");
    numeroB = JOptionPane.showInputDialog("Entre com o segundo número inteiro");

    //converte os números de string para inteiro
    numero1 = Integer.parseInt(numeroA);
    numero2 = Integer.parseInt(numeroB);

    //efetua a soma dos números
    soma = numero1 + numero2;

    //mostra o resultado da soma para o usuário
    JOptionPane.showMessageDialog(null,"A soma dos números é: " +
    soma,"Resultado",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
  }
}

Extensões

Extensões em Java:

• J2SE (Standard Edition)
• JEE (Enterprise Edition)
• J2ME (Micro-Edition for PDAs and cellular phones)
• JCE (Java Cryptography Extension)
• JMF (Java Media Framework)
• JNDI (Java Naming and Directory Interface)
• JSML (Java Speech API Markup Language)
• JDBC (Java Database Connectivity)
• JMS (Java Message Service)
• JAAS (Java Authentication and Authorization Service)
• JDO (Java Data Objects)
• JAIN (Java API for Integrated Networks)
• JDMK (Java Dynamic Management Kit)
• Jini (a network architecture for the construction of distributed systems)
• Jiro
• JXTA (open source-based peer-to-peer infrastructure)
• Java Card
• JavaSpaces
• JMI (Java Metadata Interface)
• JMX (Java Management Extensions)
• JSP (JavaServer Pages)
• JSF (JavaServer Faces)
• JNI (Java Native Interface)
• J3D (A high level API for 3D graphics programming)
• JOGL (A low level API for 3D graphics programming, using OpenGL)
• OSGi (Dynamic Service Management and Remote Maintenance)
• SuperWaba (JavaVMs for handhelds)
• MARF (Modular Audio Recognition Framework)
• JavaFX

Frameworks

É possível utilizar frameworks para facilitar o desenvolvimento de aplicações. Dentre os mais utilizados pode-se destacar:

• Hibernate ferramenta para ORM;
• Spring ferramenta que auxilia principalmente implementação de injeção de dependências e inversão de controle;
• Log4j ferramenta para facilitar a criação de logs na aplicação;
• Junit ferramenta para auxiliar na criação de testes unitários;
• Struts controlador MVC (Model 2) web.

Ambientes de desenvolvimento

É possível desenvolver aplicações em Java através de vários ambientes de desenvolvimento integrado (IDEs). Dentre as opções mais utilizadas pode-se destacar:

• jEdit (recomendado para programadores iniciantes)
• JCreator (gratuito/shareware) — um ambiente desenvolvido pela Xinox (recomendado para programadores iniciantes);
• BlueJ — um ambiente desenvolvido por uma faculdade australiana (considerado muito bom para iniciantes);

IDEs completas (recomendado para programadores profissionais):

• Eclipse (software livre) — um projeto aberto iniciado pela IBM;
• NetBeans (software livre) — um ambiente criado pela empresa Sun Microsystems;
• JBuilder — um ambiente desenvolvido pela empresa Borland;
• JDeveloper (gratuito OTN) — uma IDE desenvolvida pela empresa Oracle;
• IntelliJ IDEA (comercial) — uma IDE desenvolvida pela JetBrains (considerada por muitos a melhor IDE do mercado).

Outras IDEs (menos populares):

• Gel (gratuito)
• Greenfoot — bem parecido com o BlueJ;
• JGRASP — bom para intermediários, feito pela equipe do Projeto GRASP;
• Java Studio Creator/Enterprise (gratuito SDN) um ambiente criado pela empresa Sun Microsystems;
• Workshop for WebLogic (comercial/desenvolvedor) um ambiente criado pela empresa Oracle
• WebSphere Studio Application Developer um ambiente criado pela empresa IBM

Certificações

Existem 8 tipos de certificações da Sun Microsystems para Java:

• Sun Certified Enterprise Architect (SCEA)
• Sun Certified Mobile Application Developer (SCMAD)
• Sun Certified Developer For Java Web Services (SCDJWS)
• Sun Certified Business Component Developer (SCBCD)
• Sun Certified Web Component Developer (SCWCD)
• Sun Certified Java Developer (SCJD)
• Sun Certified Java Programmer (SCJP)
• Sun Certified Java Associate (SCJA)

Cada certificação testa algum tipo de habilidade dentro da plataforma e linguagem Java. Todos os testes são realizados pela empresa Prometric e são reconhecidos internacionalmente.

Comunidade

A comunidade de desenvolvedores Java reúne-se em grupo denominados JUGs (Java User Groups). No Brasil o movimento de grupos de usuários expandiu-se bastante e tem formado alguns dos maiores grupos de usuários Java do mundo, como por exemplo o PortalJava, GUJ e o JavaFree

Licença

A Sun disponibiliza a maioria das distribuições Java gratuitamente e obtém receita com programas mais especializados como o Java Enterprise System. Em 13 de novembro de 2006, Sun liberou partes de Java como software livre, sob a licença GNU General Public License (GPL). A liberação completa dos programas fonte sob a GPL é esperada para o primeiro trimestre de 2007.

Curiosidades

O número mágico de uma classe Java, quando representado em Hexadecimal fica 0xCAFEBABE. Leia abaixo:

Patrick Naughton

— Strangely enough the magic number for .class files was chosen long before the name Java was ever uttered in reference to this language. We were looking for something fun, unique and easy to remember. 0xcafebabe was better than the second runner-up, 0xdeadbabe. It is only a coincidence that the oblique reference to the cute barristas at Peet's Coffee was foreshadowing for the name Java.

Ver também

• Java (plataforma de software)

Predefinição:Links Externos

• Página oficial da linguagem Java
• GUJ - Grupo de Usuários Java - maior fórum sobre Java em língua portuguesa
• Java no Android (Google)
• Iniciando em Java
• Home-Page de James Gosling
• Exemplo da linguagem Java
• Tutoriais oficiais da Sun
• Apostilas e tutoriais da Caelum sobre Java e suas tecnologias
• O que é Java?
• Trabalho de Java Histórico sobre o Java - Thiago Marocki
• Características Básicas
• Orientação a Objetos com Java
• Repositório de códigos - exemplos

- Comparação de IDEs

• Java jams: five IDEs tested
• Java IDE Comparison
• Java Integrated Development Environments (IDEs) and Editors
• Visual Basic Rodando no Java