زبان برنامه نویسی جاوا در اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی، حدوداً مصادف با سال ۷۴ شمسی، توسط جیمز گاسلینگ و همکارانش در شرکت سان مایکروسیستمز طراحی شد. جالب است بدانید این زبان در ابتدا Oak به معنی بلوط نام داشت، اما بعدها تصمیم بر این شد که نام بهتری برایش انتخاب کنند.
آن‌ها این نام را در جلسه‌ای که در کافی‌شاپ برگزار شد، انتخاب کردند و به همین خاطر، نماد این زبان یک فنجان قهوه داغ در نظر گرفته شد که از آن بخار می‌دمد. جاوا از سوی سایت معتبر tiobe که سایت بسیار معتبری هم است، از سال 2001 به عنوان اولین یا دومین زبان برنامه‌نویسی دنیا مطرح بوده است.
ظهور جاوا
و اما داستان طراحی این زبان از این قرار است که در سال 1990 شرکت سان مایکروسیستمز و گاسلینگ تصمیم به توسعه و انتشار نسخه پیشرفته‌تر از ++C گرفت. تلاش‌ها و تحقیقات آن‌ها تا جایی ادامه پیدا کرد که زبان جدیدی خلق شد. این زبان مزایای زیادی داشت. از جمله اینکه می‌توانست:
- به آسانی پرتابل شود
- برای افراد مبتدی جزو گزینه‌های مطلوب باشد
- به صورت اتوماتیک و خودکار به مدیریت حافظه بپردازد.
از آنجایی که شعار زبان برنامه نویسی جاوا "یکبار بنویس و همه جا اجرا کن" بود، به یک باره به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی جهان نیز تبدیل شد.
اما جاوا چیست؟
جاوا یک زبان برنامه‌نویسی بسیار کاربردی است که به زبان‌های C، سی‌شارپ و ++C، سی پلاس پلاس نیز شباهت دارد اما تفاوت‌هایی نیز دارند که دو مورد از مهم‌ترین‌هایش عبارتند از:
- استفاده از آن به نسبت دو تای دیگر آسان‌تر است.
- امکان ساخت برنامه‌هایی قدرتمند با آن وجود دارد.
در تعریف دقیق‌تر برای زبان برنامه نویسی جاوا ، باید از شرکت سان مایکروسیستمز وام بگیریم؛ زیرا بهترین و دقیق‌ترین تعریف را در سال 2000 ارائه کرده است:
"جاوا زبان رایانه‌ای ساده، شی‌گرا، مناسب شبکه، تفسیرشدنی، مستحکم، امن، فارغ از معماری، پرتابل، با عملکرد بالا، چندنخی است."
این تعریف به خوبی نشان می‌دهد که جاوا، زبانی کامل و فوق‌العاده است. برای درک بهتر، هر یک از این موارد را به تفصیل برایتان شرح می‌دهیم.
سادگی
همان‌طور که گفتیم، جاوا به C و ++C شباهت‌های زیادی دارد اما دلیل به وجود آمدن جاوا، حذف پیچیدگی‌های آن دو بود. از جمله آن پیچیدگی‌ها می‌توان به اشاره‌گرها، پیاده‌سازی چندباره وراثت و بارگذاری بیش از حد عملگرها اشاره کرد که این موارد همگی در جاوا حذف شدند. البته در زبان برنامه نویسی جاوا امکان بازیافت حافظه وجود دارد که این ویژگی در C و ++C وجود نداشت!
شی‌گرا
شی‌گرا بودن جاوا دلیل خوبی است که برنامه‌نویسان از این زبان استفاده کنند. این ویژگی باعث می‌شود افراد وقتی به مشکلی برمی‌خورند مستقیماً به حل مسئله بپردازند، نه درگیری با محدودیت‌های مسئله. این نکته وجه تمایز دیگری بین جاوا و C است. چهار مبحث اصلی شی‌گرایی در جاوا عبارتند از:
- Inheritance (وراثت)
- Polymorphism(چندریختی)
- Data Encapsulation (کپسوله سازی)
- Abstraction(انتزاع)
زبانی تفسیر شده
زبان برنامه نویسی جاوا از طریق ماشین مجازی اجرا می‌شود. این ماشین مجازی دستورالعمل‌ها و دیتاها را که همان بایت‌کد نام دارند، از طریق تفسیر ترجمه می‌کند. منظور از تفسیر، شناسایی معنی آن بایت‌کدها و بعد انتخاب دستورالعمل‌های خاص پلتفرم برای اجرا است. این ویژگی تفسیری بودن جاوا که ویژگی خیلی خوب و منحصربه‌فردی برای برنامه‌نویسان است، باعث شده که پیدا کردن خطاها در برنامه‌های جاوا آسان‌تر شود و به تبع آن، حل مسئله نیز سریع‌تر صورت می‌گیرد.
استحکام عالی
برنامه‌های جاوا به دلیل استفاده گسترده‌شان در جاهای مختلف باید مستحکم و مطمئن باشند. اما ویژگی‌های یک زبان مستحکم چیست؟ در جاوا شامل اعلان‌ها، بررسی مجدد نوع داده، هم در زمان کامپایل و هم در زمان اجرا، بررسی اتومات کران‌ها و کنار گذاشتن اشاره‌گرها می‌شوند.
جاوا مطمئن!
چون برنامه‌های جاوا روی پلتفرم‌های مختلف و گوناگون شبکه‌ها اجرا می‌شوند، امن و مطمئن بودنشان بسیار حائز اهمیت هستند؛ زیرا باید بتوانند در مقابل کدهای ویروسی، سرقت اطلاعات کارت‌های بانکی و یا اعمال مخرب دیگر، ایستادگی کنند. در گذشته، جاوا دارای اشکالاتی در این زمینه بود که نهایتاً شرکت سان مایکروسیستمز و درحال حاضر شرکت اوراکل، آپدیت‌های جدید امنیتی برای جاوا را منتشر کردند. حال به ویژگی‌هایی که باعث این اطمینان می‌شوند، می‌پردازیم. این ۲ مورد بسیار مهم هستند:
- کنار گذاشتن اشاره‌گرها
- ویژگی امنیتی مدل امن و رمزنگاری
این دو ویژگی در کنار یکدیگر از تأثیر تخریب‌کننده ویروس‌ها و همچنین کدهای خطرناک جلوگیری می‌کنند و زبان برنامه نویسی جاوا را به یک زبان امن و مطمئن تبدیل می‌کنند.
از دیگر ویژگی‌های جاوا به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
- عدم وابستگی به معماری
- پرتابل بودن
- دارای عملکرد بالا
- زبان multithread
- استاتیک
همان‌طور که اشاره کردیم، شعار اصلی جاوا یک بار بنویس، همه جا اجرا کن بود، اما این به چه معناست؟ این شعار در عمل به اینگونه درآمد که تنها یک بار برنامه نوشته می‌شود و بعد از آن با JVM یا همان ماشین مجازی، می‌توان در هر جایی که می‌خواهیم آن برنامه را اجرا کنیم. حالا ماشین مجازی چیست؟
ماشین مجازی چیست و چطور کار می‌کند؟
ماشین مجازی جاوا برای اجرای برنامه در هر سیستمی، محیط مناسب فراهم می‌کند و همچنین حافظه آن سیستم‌ها را مدیریت کرده و بهینه نگه می‌دارد.
تفاوت جاوا با جاوا اسکریپت
حتماً تا به حال نام جاوا اسکریپت را شنیده‌اید و اگر راجع به زبان‌های برنامه‌نویسی اطلاعاتی نداشته باشید، آن‌ها را با یکدیگر اشتباه گرفته و یا یکی دانسته‌اید. اما واقعیت این است که از لحاظ فنی و ساختاری، هیچ رابطه‌ای بین جاوا و جاوا اسکریپت وجود ندارد و هرکدام دو زبان کاملا مستقل هستند.
همین الان یادگیری را شروع کنید: دوره رایگان جاوااسکریپت
حتی جالب است بدانید جاوا اسکریپت در ابتدا نامی با عنوان لایواسکریپت داشته است ولی به دلیل عدم استقبال مردم از این زبان و محبوبیت جاوا، نامش را به جاوا اسکریپت تغییر دادند؛ بنابراین هیچ رابطه‌ای بین این دو نیست. جاوا را با جاوا اسکریپت اشتباه نگیرید. جاوا اسکریپت برای پویاسازی وب استفاده و درنهایت با مرورگر اجرا می‌شود. این بدین معنی است که قابلیت اجرایی بر روی سیستم‌عامل را ندارد.
جاوا برای چه برنامه‌هایی است؟
در بالا اشاره کردیم که فقط با نوشتن یک بار برنامه، می‌توان آن را برای سیستم‌ها اجرا کرد؛ بنابراین در پرسش به این سوال باید گفت جاوا برای سیستم‌عامل‌های زیادی اعم از ویندوز، لینوکس، اندروید، وب و… است.
نسخه‌های اصلی جاوا
جاوا به دلیل گسترش زیاد، از پلتفرم‌های زیادی حمایت می‌کند که برای اجرای هر مورد، نیازمند نسخه مناسب و خاصی هستیم. در این بخش مهم‌ترین نسخه‌های جاوا را برایتان معرفی می‌کنیم:
- نسخه JavaSE: نسخه اصلی جاوا، SE بوده که مخفف Standard Edition است. این نسخه شامل کتابخانه‌های اصلی زبان جاواست که به آن J2SE نیز می‌گویند.
- نسخه Java EE: مخفف Enterprise Edition EE می‌شود و به معنی تجاری بودن این نسخه است. به همین دلیل از این نسخه برای ساخت برنامه‌ها و اپ‌های تجاری استفاده می‌شود. نام دیگر این نسخه J2EE است.
- نسخه Java ME: نام این نسخه نیز مخفف Micro Edition بوده و همان‌طور که از اسمش پیداست، نسخه‌ای میکرو و کوچک است که برای برنامه‌نویسی ریزپردازنده‌ها و نسخه‌های قدیمی‌تر به کار گرفته می‌شد، این نسخه نیز با نام دیگری به اسم J2ME در زبان برنامه نویسی جاوا ، شناخته می‌شود.
داده‌ها در جاوا
از داده‌های جاوا می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
- byte
- short
- char
- int
- float
- long
- double
-
- byte – هشت بیت
- short – شانزده بیت
- char – شانزده بیت
- int – سی و دو بیت
- float – سی و دو بیت
- long – شصت و چهار بیت
- double – شصت و چهار بیت
کدهای بایتی
چیزی که باعث حل مشکلات امنیتی می‌شود، همین است که در زبان برنامه نویسی جاوا، خروجی کامپایلرها، کد اجرایی نیست، کد بایتی است. بیشتر زبان‌های برنامه نویسی، از ابتدا طوری طراحی می‌شوند که نتیجه کامپایل‌شان اجرایی باشد. در حقیقت همه به دنبال کدهای اجرایی هستند نه کدهای تفسیری. البته جاوا از همان اول به عنوان یک زبان تفسیردار طراحی شده است اما از نظر فنی مانعی در رابطه با مسائل اجرایی وجود ندارد.
معایب جاوا
- نسخه تجاری آن پولی است
- سرعت پایین آن نسبت به دیگر زبان‌ها
- گاها دارای ظاهری ناهماهنگ در صفحه کامپیوتر است
- دارای کدهای طولانی و گاهاً پیچیده
چه زبان‌هایی از جاوا گرفته شده‌اند؟
در طی زمان زبان‌هایی به وجود آمدند که مشخصاً برای اجرا بر روی جاوا ساخته شده بودند. مانند اسکالا Scala و یا گرووی Groovy. همچنین بعضی از افراد و کارشناسان بر این عقیده‌اند که زبان سی شارپ مایکروسافت نیز تحت تاثیر جاوا ساخته شده است و چون آن زبان بعد از جاوا طراحی شد، باید گفت که از جاوا الهام گرفته است. با جاوا می‌توان برنامه‌های بسیاری اعم از اندروید، وب و... نوشت که در اینجا به بخش کوچک و معروفی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:
- برنامه‌های رومیزی (Desktop)
- برنامه‌های تحت وب (WEB)
- برنامه‌های کاربردی بزرگ (Enterprise)
- سیستم‌های کوچک مثل موبایل، رایانه جیبی و…
چرا جاوا را انتخاب کنیم؟
جدا از تمام مزایایی که برای شما برشمردیم، اعم از سادگی، امنیت، شی‌گرایی، پرتابل و.... باید بدانید که زبان برنامه نویسی جاوا، بسیار محبوب است. برنامه‌نویسانی که به انجام جاوا مشغول‌اند و توانسته‌اند در این زبان فردی حرفه‌ای شوند، موقعیت شغلی‌های فراوانی دارند.
همان‌طور که گفتیم از جاوا برای نوشتن برنامه‌های موبایلی اندرویدی و...استفاده می‌شود. در دنیای امروزه و با بالا رفتن استفاده انسان‌ها از گوشی موبایل، قطعاً نیاز به برنامه‌های مختلف و متنوع بیشتر شده است. اگر شما بتوانید در کار خودتان پیشرفت کنید، آینده خوبی در انتظارتان است.
اما حتی اگر نتوانستید جایی استخدام شوید یا اگر حقوق‌تان خوب نبود هم نگران نباشید. برنامه‌نویسی از آن دسته مشاغلی است که به صورت پروژه‌ای و دورکاری، با راه‌اندازی کسب‌وکار شخصی نیز می‌توانید موفق شوید؛ بنابراین از سادگی و راحتی جاوا استفاده کنید تا به چیزی که می‌خواهید برسید.
کاربردهای جاوا
بازی و انیمیشن
جاوا یکی از بهترین زبان‌های برنامه‌نویسی برای توسعه بازی‌های دو بعدی است. از بازی‌هایی که با این زبان طراحی شده‌اند می‌توان به بازی محبوب دایناسورها اشاره کرد. این بازی هم‌اکنون نیز قابلیت توسعه و گسترش با جاوا را دارد.
دستگاه‌های الکترونیکی
دستگاه‌های دیجیتالی وجود دارند که باید مداوم با سنسور و محرک انجام شوند و این ارتباط برایشان لازم است. جاوا دسترسی به این امر را ممکن می‌سازد. از جمله آن دستگاه‌ها می‌توان به SPI و GPIO اشاره کرد.
برنامه جهانی باد
این برنامه توسط ناسا با زبان برنامه نویسی جاوا ساخته شده که برای بررسی الگوهای آب‌و‌هوایی و کارهای زمین‌شناسی هستند. اهمیت ورود تکنولوژی و کمک آن به انسان‌ها جهت به روزرسانی علم، در این جا مشخص می‌شود.
امنیت سیستم‌های بانکی
در بخش ویژگی‌های جاوا گفتیم که این زبان دارای امنیت خوب و مطمئنی است. به همین دلیل در سیستم‌های بانکی معتبر و حساس نیز از جاوا استفاده می‌شود.
فناوری بزرگ داده
مبحث Big Data به موضوع بسیار جذابی در دنیای تکنولوژی بدل شده است. فناوری بزرگ داده به تحلیل و استخراج اطلاعات از مجموعه داده‌ها گفته می‌شود. این اعتقاد وجود دارد که جاوا آینده داده‌های بزرگ است.
ماشین‌های خودران
در آخر ترکیب جذاب علم رباتیک با برنامه‌نویسی به همراه هوش مصنوعی، می‌تواند تبدیل به ساخت ماشین‌هایی شوند که خودشان رانندگی می‌کنند. هیجان‌انگیز نیست؟
وضعیت شغلی و حقوق برنامه‌نویسان جاوا
همان‌طور که در بالاتر اشاره کردیم، به دلیل کاربردهای فراوان جاوا در زندگی انسان، و مخصوصا زبانی کاربردی برای طراحی اپ‌های موبایلی، فرصت‌های شغلی خوبی نیز برای شاغلان این حوزه وجود دارند. جدا از امکان استخدام در شرکت‌های مختلف، شما می‌توانید به راحتی و تنها با طراحی و ساخت بسیاری از برنامه‌ها در خانه خودتان و فروش آن‌ها به درآمد برسید.
برنامه‌نویسی شغلی مناسب دورکاری است و اگر وقت خودتان را برای طراحی اپ‌های موبایل و برطرف ساختن مشکلات و همچنین باگ‌هایی که انسان‌ها با موبایلشان سروکار دارند بگذارید، بی شک نیازی به استخدام نیز ندارید. حقوق برنامه‌نویسان جاوا نیز مانند هر زبان دیگر، بستگی به میزان مهارت و تخصص شما، همچنین شرکتی که در آن کار می‌کنید دارد. اما به طور متوسط می‌توان گفت چیزی بین 3 الی 5 میلیون تومان، حقوق این شغل می‌تواند باشد که متغیر نیز است.
سخن پایانی
در مقاله بالا سعی کردیم اطلاعات کاربردی در رابطه با زبان برنامه نویسی جاوا به شما ارائه دهیم، امیدواریم این مطالب برایتان مفید بوده باشد و در تصمیم‌گیری به شما کمک کند. فراموش نکنید که جاوا نیز مانند دیگر زبان‌ها، نیاز به تمرین و ممارست فراوان دارد. ساده بودن جاوا دلیلی بر این نیست که انتظار یادگیری دو روزه داشته باشید. با صبر و تمرین حرفه‌ای می‌شوید.