جاوا چیست؟ معرفی کامل زبان برنامه نویسی جاوا + کاربرد و ویژگی ها

جاوا چیست؟ زبان برنامه نویسی جاوا چه کاربردهایی دارد؟ آیا زبان جاوا برای شروع برنامه نویسی مناسب است؟ چه نوع برنامه‌هایی می‌توان با زبان جاوا ساخت؟ زبان جاوا در چه محیط هایی کاربرد دارد؟ آیا در ایران از زبان جاوا استفاده می شود؟ این‌ها سؤالاتی هستند که برای افرادی که می‌خواهند برنامه نویسی را شروع کنند ممکن است پیش بیاید. در این مطلب زبان برنامه نویسی جاوا را معرفی می‌کنیم و سؤالات گفته شده را پاسخ می‌دهیم و قابلیت‌های این زبان قدرتمند و محبوب را بررسی می‌کنیم.

برنامه کامپیوتری چیست؟

جاوا یک زبان برنامه نویسی است که با آن می‌توان برنامه‌های کامپیوتری تولید کرد. قبل از اینکه بخواهیم در مورد خود جاوا صحبت کنیم اول ببینیم که برنامه کامپیوتری چیست؟ برنامه کامپیوتری مجموعه دستوراتی هستند که در قالب یک بسته ایجاد شده‌اند و سیستم کامپیوتری که به آن سخت‌افزار هم گفته می‌شود، آن مجموعه دستورات را اجرا می کند. این مجموعه دستورات قالب و زبان خاصی دارند که سیستم کامپیوتری قادر به خواندن و اجرای آن‌ها است. هر برنامه کامپیوتری وظیفه‌ای دارد و کاربرد مخصوص به خودش را دارد. بدون برنامه‌های کامپیوتری سیستم‌های کامپیوتری قادر به انجام هیچ کاری نیستند. 

برنامه‌های کامپیوتری که نرم‌افزار هم نامیده می‌شوند انواع مختلفی دارند که در سطوح مختلف کار با سخت‌افزار عمل می‌کنند مانند سیستم عامل ها که مسئول مدیریت سخت‌افزار هستند (مثل ویندوز و اندروید و iOS) و برنامه‌های کامپیوتری کاربردی که یکی از نیاز های کاربران را برطرف می کنند. مانند ماشین حساب و برنامه پیام رسان و مرورگر و …. شما هر روز برای کار های مختلف از برنامه‌های کامپیوتری در گوشی و تبلت و کامپیوتر خود برای هدف‌های مختلف استفاده می کنید.

برنامه نویسی چیست و برنامه نویس کیست؟

برای اینکه بدانید جاوا چیست باید ابتدا درک کنید برنامه نویسی چیست . حال که با برنامه کامپیوتری آشنا شدیم فرایند طراحی و تولید و تست و نگهداری برنامه‌های کامپیوتری (نرم افزار) را برنامه نویسی می‌گویند و کسی که عمل برنامه نویسی را انجام می‌دهد برنامه نویس نام دارد. البته تولید نرم‌افزار کار پیچیده‌ای است و به جای یک شخص معمولاً نیازمند یک تیم برنامه نویسی است که هر کدام از اعضا وظایف مخصوص به خود را دارند.

 

همچنین علم تولید نرم‌افزار و برنامه نویسی در حدی پیچیده است که یک کار مهندسی بوده و دارای اصول و قواعد خود است. مهندسی نرم‌افزار بر روی انواع روش‌های تولید و نگهداری نرم‌افزار و نحوه پیاده‌سازی پروژه های نرم افزاری تمرکز دارد.کار برنامه نویس به این صورت است که برنامه را به یکی از زبان‌های برنامه نویسی برای کامپیوتر می‌نویسد و بعد از آن برنامه نوشته شده تبدیل به دستورات قابل فهم کامپیوتر می‌شود که این کار را کامپایلر ها و یا مفسر ها انجام می دهند. سپس آن برنامه اجرا می شود. 

زبان جاوا چیست؟

اما زبان جاوا یا Java چیست؟ بعد از اینکه تا حدودی با کلمه برنامه و برنامه نویس آشنا شدیم حال سؤال اصلی این است که زبان برنامه نویسی جاوا چیست؟ برنامه نویس برای تولید نرم‌افزار نیازمند این است که دستورات را در قالب یک زبان به سخت‌افزار دیکته کند. حال این زبان باید به گونه‌ای باشد که به صورت دقیق منظور برنامه نویس را به سخت‌افزار اعلام کند. اینجاست که نیاز به زبان برنامه نویسی پیش می‌آید.

زبان برنامه نویسی زبانی است که به کمک آن برنامه نویس منظور خودش را برای کامپیوتر توضیح می دهد. حال زبان جاوا یک زبان برنامه نویسی سطح بالای شی گرا است. زبان سطح بالا یعنی اینکه به زبان نوشتار انسان نزدیک است. با استفاده از جاوا می‌توان برنامه‌های مختلف و در اندازه های مختلف و در زمینه‌های مختلف تولید کرد.

نوشتار جاوا مانند زبان C و C++ (سی پلاس پلاس) است با این تفاوت که زبان جاوا به صورت کامل شی گرا است و تمایزاتی نسبت به زبان‌های قبلی گفته شده دارد. از مزایای جاوا نسبت به سی و سی پلاس پلاس مدیریت حافظه و مکانیزم جمع آوری زباله (garbage collection) و حذف اشاره گرها می‌توان اشاره کرد.

همینطور برنامه نویسی به جاوا بسیار ساده‌تر شده است.با استفاده از جاوا می‌توان  برای هر دستگاهی که ماشین مجازی جاوا را داشته باشد می‌توان برنامه نوشت. همچنین می‌توان برنامه‌های تحت وب و دسکتاپ و موبایل و …. نیز با این زبان نوشت.

تاریخچه جاوا چیست؟

در اوایل دهه 1990 میلادی در شرکت سان میکروسیستمز (Sun Micro-systems) یک تیم به رهبری شخصی به نام جیمز گاسلینگ بر روی پروژه ای کار می‌کردند که زبان برنامه نویسی را تولید کنند تا به کمک آن بتوانند برای دستگاه‌های الکترونیکی برنامه بنویسند. نام این پروژه Green بود.

 

نتیجه کار این تیم ساخته شدن یک زبان برنامه نویسی به نام Oak بود که طوری طراحی شده بود که وابسته به پلتفرم خاصی نباشد و برای سیستم‌های تعبیه شده (embedded system) مناسب باشد.  در سال 1995 نام این زبان از Oak به java تغییر داده شد و عرضه عمومی شد و اولین نسخه‌ای بود که همه می توانستند از آن استفاده کنند.
زبان جاوا به دلیل امکاناتی مانند قابلیت حمل (portability) که با کمک آن کاربر می‌توانست یک برنامه بنویسد و در پلتفرم ها و دستگاه‌های مختلف اجرا کند بسیار محبوب شد. در طی سال‌ها شرکت سان قابلیت‌های بیشتری به جاوا اضافه کرد و آن را گسترش داد و نسخه های جدید تر و کامل‌تر این زبان را در اختیار برنامه نویسان قرار داد.
در سال 2009 شرکت اوراکل شرکت سان را خریداری کرد و از آن به بعد اوراکل جاوا را توسعه و نگهداری می‌کند و قابلیت‌های بسیاری را به آن اضافه کرده است. امروزه جاوا به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برناهم نویسی تبدیل شده است و به همین خاطر کتابخانه‌ها و فریمورک ها و ابزارهای بسیاری برای این زبان تولید شده است که می‌تواند در بسیاری از برنامه‌ها و پروژه های نرم افزاری استفاده شود.

 

علت محبوبیت جاوا چیست؟

جاوا قابلیت‌های بسیاری دارد که باعث شده است به این محبوبیت برسد اما چند تا از ویژگی‌های کلیدی این زبان عبارتند از:

۱. زبان جاوا یک زبان شی گراست
 

جاوا یک زبان کاملاً شی گرا است. این به این معنی است که برای برنامه نویسی جاوا باید از مفاهیم و اصول شی گرایی تبعیت کنید. قواعد شی گرایی به ما کمک می‌کنند که برنامه‌ها و نرم افزارهای بزرگ را به ماژول ها و قطعات کوچک تبدیل کنیم که همین امر باعث می‌شود که بتوانیم از ماژول های تولید شده چندین وچند بار استفاده مجدد کنیم و به راحتی بتوانیم آن‌ها را مدیریت نماییم.

۲. زبان جاوا وابستگی به پلتفرم خاصی ندارد
 

برنامه‌های جاوا به پلتفرم خاصی تعلق ندارند و آن‌ها را می‌توان در هر پلتفرمی اجرا کرد یعنی شما می‌توانید برنامه‌های جاوا را بر روی ویندوز یا لینوکس یا مک  اجرا کنید. دلیل این کار هم این است که برنامه‌های جاوا بعد از نوشتن به بایت کد تبدیل می‌شوند که این بایت کد ها بر روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا خواهند شد.

۳.زبان جاوا مدیریت حافظه را بصورت خودکار انجام می دهد
 

مدیریت حافظه در جاوا به صورت اتوماتیک انجام می‌شود یعنی لازم نیست که برنامه نویس کاری برای مدیریت حافظه انجام دهد درحالی که اگر با زبانهایی مانند سی و سی پلاس پلاس کار کرده باشید باید خودتان اشیاءی را که کارتان با آن‌ها به پایان رسیده است را از حافظه پاک کنید. ولی در جاوا jvm به صورت خودکار حافظه را به اشیاء اختصاص می‌دهد و بعد از اینکه کار برنامه نویس با آن‌ها تمام شد آن فضاهای حافظه را پاک می کند.

4.زبان جاوا یک زبان بسیار پایدار است
 

جاوا نوع داده‌هایی را که برنامه نویس استفاده می‌کند را به صورت دقیق بررسی می‌کند که این کار باعث کاهش قابل توجهی از خطاهای برنامه نویسی می‌شود و همچنین قابلیت پردازش استثناء (exception handling) باعث می‌شود که بسیاری از خطاهای زمان اجرا را مدیریت کنیم و این دو مکانیزم باعث می‌شود که خطای برنامه‌ها تا حد زیاد گرفته شود و برنامه‌ها هنگام اجرا پایدار تر باشند.

5. زبان جاوا دارای امنیت بسیار خوبی است
 

جاوا یک مدل امنیتی دارد که اجازه نمی‌دهد که ویروس ها و برنامه‌های خرابکار خود را در داخل برنامه و کدهای اصلی جاسازی کنند. همچنین یک مکانیزم امنیتی دیگری به نام sandbox دارد که اجازه نمی‌دهد سیستم و برنامه‌های دیگر به منبع برنامه‌های جاوا دسترسی داشته باشند و آن‌ها را تغییر دهند.

مطالعه بیشتر در مورد 4 مفهوم اصلی امنیت جاوا

6.زبان جاوا یک زبان چند Thread ای است
 

با استفاده از این امکان جاوا برنامه نویسان قادر خواهند بود که برنامه را به نخ های مختلفی تجزیه کنند. نخ های برنامه می‌توانند به صورت همزمان با نخ های دیگر اجرا شوند و بخش‌های مختلف برنامه به صورت موازی اجرا شوند و کارایی برنامه‌ها بالا برود.

7.زبان جاوا یک زبان Cross Platform است ( پرتابل )
 

برنامه‌های جاوا را می‌توان از یک پلتفرم به پلتفرم دیگر انتقال داد و در پلتفرم مقصد بدون اینکه نیاز باشد دوباره کامپایل شوند اجرا کرد. فقط باید در کامپیوتر مقصد jvm نصب شده باشد. با این امکان دیگر لازم نیست که برنامه نویسان نگران این باشند که برنامه نوشته شده قرار است در چه محیطی اجرا شود و سخت‌افزار و سیستم عامل مقصد چه چیزی است.

 

ماشین مجازی جاوا (Jvm) چیست؟

 در زبان‌هایی مانند سی و سی پلاس پلاس وقتی که برنامه نویس برنامه‌ای را می‌نوشت آن را مستقیماً به دستورات زبان ماشین کامپایل می کرد. همین قضیه باعث بروز مشکلاتی می‌شد. مثلاً معماری کامپیوتر ها و تعداد دستورالعمل هر کدام با کامپیوتر دیگر فرق داشت همچنین هر پلتفرم و هر سیستم عامل امکانات بخصوصی در اختیار برنامه نویسان قرار می‌داد.

پس مجبور بودیم برنامه‌ای را که می نویسیم منطبق با همان محیط اجرای برنامه بنویسیم و قابلیت حمل برنامه به محیط های دیگر از ما گرفته می‌شد. با ظهور جاوا و معرفی ماشین مجازی این مشکل برطرف شد. ماشین مجازی جاوا برنامه‌ای است که بر روی سیستم نصب می‌شود و محیطی را برای برنامه‌های جاوا فراهم می‌کند که بدون نگرانی در مورد نوع ماشین و محیط اجرا و پلتفرم بتوانند اجرا شوند.

این کار باعث می‌شود که برنامه نوشته شده در هر پلتفرمی به راحتی در یک پلتفرم دیگر قابل اجرا باشد. فقط هر محیط اجرا باید jvm مربوط به خود را نصب کرده باشد. در اصل قضایای مربوط به محیط اجرا و امکانات سیستم عامل و معماری سخت‌افزار و …. همه در jvm  بررسی می‌شوند و پیاده‌سازی های مربوطه انجام می شود. در حقیقت ماشین مجازی جاوا یک لایه نرم افزاری است که بین برنامه نوشته شده با جاوا و سیستم قرار می‌گیرد و همه پیچیدگی های مربوط به پلتفرم را خودش مدیریت می‌کند و لازم نیست برنامه نگران این مباحث باشد و بر روی هدف خود تمرکز می کند. 

بایت کد چیست؟

قبلاً گفتیم که برنامه‌هایی که به زبان جاوا نوشته می‌شوند به زبان ماشین تبدیل یا کامپایل نمی‌شوند. ولی برنامه نوشته شده به زبان جاوا به زبان(انگلیسی) انسان بسیار نزدیک است و قابل فهم برای کامپیوتر و jvm نیست. برای حل این مشکل کدهای جاوا به زبانی تبدیل می‌شوند که ماشین مجازی آن‌ها را می فهمد.

به کدهایی که توسط ماشین مجازی جاوا (jvm) قابل فهم است بایت کد گفته می‌شود. به طور کلی برنامه‌های جاوا برای اجرا به بایت کد ها تبدیل (کامپایل) می‌شوند که نتیجه این عمل ساخته شدن فایل‌هایی با پسوند .class است و این فایل‌های با پسوند class حاوی بایت کدهای جاوا هستند. ماشین مجازی جاوا هم بایت کد ها را خط به خط خوانده و به زبان ماشین تفسیر می کند. هنگامی که کدهای زبان جاوا به بایت کد تبدیل می‌شوند بهینه سازی هایی در دستورات نوشته شده انجام می‌شود که سرعت و کارایی کد ها بالا تر برود.

تفاوت جاوا با جاوا اسکریپت چیست؟

از نظر اسمی جاوا و جاوا اسکریپت بسیار شبیه به هم هستند ولی باید بدانید که این دو زبان کاملاً با هم تفاوت دارند. جاوا اسکریپت در دهه 90 میلادی توسط شرکت Netscape توسعه داده شد و در ابتدا نام LiveScript را بر روی آن قرار داده بودند. زمانی که شرکت نت اسکیپ متوجه شد که کسی از زبان LiveScript استفاده نمی‌کند ولی محبوبیت زبان جاوا هر روز بیشتر می‌شود نام آن را به JavaScript تغییر داد تا بتواند از موج محبوبیت جاوا برای زبان خودش نفعی برده باشد و موفق هم شد.

از نظر فنی جاوا یک زبان برنامه نویسی قدرتمند است که بر روی jvm اجرا می‌شود ولی جاوا اسکریپت یک زبان اسکریپت نویسی است که بر روی مرورگرها اجرا می‌شود و بیشتر برای کار با front-end(بخش مربوط به مرورگر و تعامل با کاربر) مناسب می‌باشد.

البته می‌توان با استفاده از موتور هایی مانند nodejs برای سیستم هم با زبان جاوا اسکریپت برنامه ساخت. از نظر نوع زبان جاوا اسکریپت یک زبان مفسری (کامپایل نمی شود) است و گرامر آن با جاوا کاملاً متفاوت است. تنها شباهتی که بین جاوا و جاوا اسکریپت وجود دارد این است که کدهای هر دو شبیه به کدهای زبان سی هستند و دستورات از زبان سی گرفته شده اند. ولی هم از نظر فنی و هم از نظر کاربردی با هم کاملاً متفاوت هستند.

مطالعه بیشتر در مورد تفاوت جاوا و جاوااسکریپت

شی گرایی در جاوا چیست؟

وقتی می‌گوییم جاوا یک زبان شی گرا است یعنی برای نوشتن برنامه باید از قواعد برنامه نویسی شی گرا در برنامه‌های جاوا استفاده کنید. جاوا یک زبان کاملاً شی گرا است یعنی به شما اجازه نمی‌دهد که به غیر از رویکرد شی گرایی رویکرد دیگری داشته باشید. حال شی گرایی چیست؟ شی گرایی یا Object-Oriented Programming (OOP) یک الگوی برنامه‌نویسی است که برای توسعه نرم‌افزارهای پیچیده و قابل توسعه استفاده می‌شود.

در این الگو، برنامه‌نویسی از طریق تعریف شی‌ها انجام می‌شود که هر کدام شامل داده‌های خود و روش‌هایی برای کنترل و دسترسی به داده‌ها هستند. هر شی نمونه‌ای از یک کلاس است که توسط برنامه‌نویس تعریف شده و مشخصات و رفتار آن شی توسط کلاس مشخص می‌شود.
یکی از مزایای شی گرایی، قابلیت استفاده مجدد از کد است که با استفاده از کلاس‌ها و شی‌های تعریف شده، برنامه‌نویسی انجام می‌شود. همچنین، با استفاده از شی‌ها، برنامه‌نویس می‌تواند برای هر شی تعریف شده، یک رفتار مشخصی را تعیین کند و این باعث می‌شود که برنامه نهایی، به سادگی قابل فهم و قابل توسعه باشد.در شی گرایی، از اصطلاحاتی مانند ارث‌بری، پلی‌مورفیسم و کپسوله‌سازی نیز استفاده می‌شود که در کل به کمک آنها، کد برنامه به شکلی سازمان‌یافته، قابل فهم و قابل توسعه است.

زبان جاوا در کجا کاربرد دارد؟

زبان جاوا یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی در جهان است و در بسیاری از زمینه‌های مختلف کاربرد دارد. در زیر به برخی از کاربردهای این زبان اشاره می‌کنم:

توسعه برنامه‌های کاربردی :  جاوا به عنوان یکی از زبان‌های پرکاربرد برای توسعه برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شود. برنامه‌های اینترنتی، نرم‌افزارهای موبایل، برنامه‌های دسکتاپ و بسیاری از نرم‌افزارهای دیگر از جاوا برای پیاده‌سازی استفاده می‌کنند.

توسعه وب :  جاوا به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی سمت سرور برای توسعه برنامه‌های وب مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختارهایی مانند Servlets، JSP و JSF برای توسعه برنامه‌های وب با استفاده از جاوا استفاده می‌شوند.

توسعه بازی : جاوا به عنوان یکی از زبان‌های پرکاربرد در توسعه بازی‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. بازی‌های بسیاری مانند Minecraft، Runescape و Game of Thrones: Conquest با استفاده از جاوا توسعه داده شده‌اند.

توسعه برنامه‌های اندروید : جاوا به عنوان زبان برنامه‌نویسی اصلی برای توسعه نرم‌افزارهای اندروید استفاده می‌شود. اکثر نرم‌افزارهای موبایل اندرویدی با استفاده از جاوا توسعه داده شده‌اند.

1. راهکارهای صنعتی و embedded system ها : با توجه به امکانات قابلیت حمل و مدیریت حافظه جاوا از آن در سیستم‌های اینترنت اشیاء(IOT) و سیستم‌های embedded نیز استفاده می‌شود مانند مودم ها و ماشین لباسشویی و کنترل ترافیک و ابزارهای شبکه و  …

ابزارهای تولید برنامه با جاوا چیست؟

برای تولید برنامه با جاوا نیاز است که در درجه اول jvm بر روی دستگاه نصب باشد و علاوه بر آن نیاز به کامپایلر جاوا هم می‌باشد که کدهای نوشته شده را به بایت کد کامپایل کند. همچنین کتابخانه‌های اصلی جاوا نیز لازم  است تا بتوان از آن‌کتابخانه ها که از قبل آماده شده‌اند بسیاری ازمشکلات برنامه را حل کرد. همه این ابزارها در یک بسته به نام Java Development Kit (jdk) به معنی کیت توسعه جاوا قرار داده شده است که می‌توانید از اینترنت به صورت یک‌جا دانلود و نصب کنید.

از دیگر ابزار های لازم برای توسعه جاوا یک محیط کد نویسی است که به دو بخش تقسیم می‌شود: ویرایشگر و IDE. برای توسعه جاوا می‌توان از ویرایشگر های ساده مانند notepad ویندوز استفاده کرد و با استفاده از jdk آن را کامپایل و اجرا کرد. به غیر از notepad ویندوز می‌توان از هر ویرایشگر متنی دیگر هم استفاده کرد مانند Atom , Visual Studio code , bracket , ….
ولی مسأله ای که وجود دارد این است که این‌ها فقط یک ویرایشگر ساده هستند (البته فرض می‌کنیم از حالت خام ویرایشگر استفاده می کنیم) و کمک زیادی در نوشتن و خطایابی و اجرای کد به ما نمی کنند. فرایند برنامه نویسی فرایندی زمان بر و حساس است و اگر ماشین نتواند کمک کند بسیار سخت خواهد شد.

به همین دلیل نیاز به یک ابزار قوی‌تر حس می‌شود که نام این ابزار IDE یا محیط یکپارچه توسعه نامیده می‌شود. در داخل IDE ها می‌توان کد را نوشت و خطایابی کرد و آن را اجرا نمود. این ابزار هم در نوشتن برنامه و هم در خطایابی به برنامه نویس بسیار کمک می کند. برای جاوا IDE های متعددی وجود دارد که از محبوب‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1. Eclipse یکی از محبوب‌ترین ابزارهای توسعه جاوا که قابلیت‌های متنوعی مانند کدنویسی، اشکال‌زدایی و تجزیه و تحلیل کد را ارائه می‌دهد.

2. NetBeans  یک ابزار توسعه کامل برای توسعه برنامه‌های جاوا است. این ابزار از زبان‌های دیگری مانند C، C ++ و HTML / CSS نیز پشتیبانی می‌کند.

3. IntelliJ IDEA ابزاری کارآمد برای توسعه برنامه‌های جاوا است که قابلیت‌هایی مانند اشکال‌زدایی، تحلیل کد و کدنویسی پیشرفته را فراهم می‌کند. من به طور شخصی از این IDE استفاده می کنم.

علاوه بر IDE ها نیاز به ابزاری برای تست برنامه نوشته شده داریم تا ببینیم برنامه نوشته شده کیفیت و کارایی لازم را دارد که برای این کار Junit ابزار بسیار مفیدی خواهد بود. در پروژه های امروزی به دلیل وجود کتابخانه‌های آماده زیاد در پروژه این نیاز حس می‌شود که ابزاری وجود داشته باشد که کتابخانه‌های آماده‌ای را که در پروژه استفاده شده است را مدیریت کند که از بین آن‌ها می‌توان به maven, gradle اشاره کرد.

تفاوت jdk, jre در جاوا چیست؟

Jdk را در بخش ابزار ها توضیح دادیم و گفتیم که بسته ای است که شامل ماشین مجازی جاوا و کتابخانه‌های آماده همراه جاوا و کامپایلر جاوا (javac) و به طور کلی مواردی است که برای برنامه نویسی جاوا لازم است. اما jre شامل کتابخانه‌ها و برنامه‌هایی است که فقط در زمان اجرای برنامه‌های جاوا لازم است یعنی ماشین مجازی جاوا و یک سری موارد که هنگام اجرای برنامه‌های جاوا مورد نیاز هستند. پس jre نسبت به jdk بسته کوچک‌تری است که فقط برای اجرا شدن برنامه آماده جاوا استفاده می‌شود ولی jdk شامل موارد بیشتری است که برای برنامه نویسی زبان جاوا استفاده می شود.

مطالعه بیشتر برای نصب jdk

تا کنون چه ویرایش هایی از جاوا منتشر شده است؟

تا کنون ۳ ویرایش از جاوا منتشر شده است که هرکدام برای منظور خاصی ارائه شده‌اند که این ویرایش ها عبارتند از J2SE , J2EE, J2ME که هرکدام را به صورت خلاصه توضیح داده ایم.

J2SE (Java 2 Standard Edition): این ویرایش از جاوا برای تولید برنامه‌های تحت دسکتاپ و برنامه‌های سروری مورد استفاده قرار می گرفت. این ویرایش شامل کتابخانه‌های اصلی جاوا (Core) و ابزارها و ابزارهای اجرایی آن‌ها می‌باشد. اگر می‌خواهید برنامه دسکتاپ به همراه رابط کاربری (UI) و یا برنامه سروری بنویسید این ویرایش مناسب شما است.

J2EE (Java 2 Enterprise Edition): این ویرایش برای تولید برنامه‌های تجاری مناسب است. در این ویرایش همه امکانات J2SE قرار دارد به علاوه اینکه امکاناتی برای تولید برنامه‌های تحت وب و برنامه‌های توزیع شده و سایر برنامه‌های با اندازه های بزرگ در آن گنجانده شده است. J2EE به شما این امکان را می‌دهد که بتوانید برنامه‌های بسیار بزرگ با امنیت بالا و کارایی بالا تولید کنید.

J2ME (Java 2 Micro Edition) : این ویرایش زمانی مورد استفاده قرار می‌گرفت که گوشی های موبایل نسل قبل از گوشی های هوشمند وجود داشت و شما برنامه‌هایی با پسوند jar بر روی گوشی خود نصب می‌کردید. این ویرایش یک زیرمجموعه از J2SE بود که برخی کتابخانه‌های جاوا را همراه خود داشت و در دستگاه‌هایی که دارای محدودیت منابع سخت افزاری بودند استفاده می‌شد.

ویرایش هایی که گفته شد در حال حاضر به شکل گفته شده وجود ندارند و با نسخه های جدید جاوا جایگزین شده‌اند و نام J2EE به Java EE تغییر داده شده است و در حال حاضر J2SE به نام Core Java شناخته می‌شود.

امکانات جاوا برای برنامه دسکتاپ چیست؟

می‌دهند مانند ویرایشگر Microsoft word. حال با استفاده از جاوا می‌توانیم برنامه‌های دسکتاپی تولید کنیم که هم بر روی ویندوز و هم بر روی مک و هم بر روی لینوکس اجرا شوند. برنامه‌های دسکتاپ نیازمند طراحی رابط کاربری یا UI هستند. که در جاوا کتابخانه‌ها و فریمورک های مختلفی برای تولید رابط کاربری وجود دارد که محبوب‌ترین آن‌ها : JavaFX, Swing, SWT, AWT,  Jgoodies, می‌باشد.

فریمورک های جاوا برای وب چیست؟

قبل از اینکه بگوییم فریمورک های وب جاوا چیست بهتر است بدانیم که فریمورک چیست؟ فریمورک (framework) یا چهارچوب کاری مجموعه‌ای از ابزارها و کتابخانه‌ها وقالب های برنامه است که امکان تولید برنامه را به ما می دهد. فریمورک های وب ساختاری را در اختیار ما قرار می‌دهد که تا اپلیکیشن هایی را برای وب بسازیم بدون اینکه درگیر کارهای تکراری و عمومی بشویم.
 امروزه استفاده از وب بسیار بیشتر از گذشته شده است و زبان‌های برنامه نویسی برای اینکه از بقیه عقب نباشند فریمورک هایی برای تولید برنامه‌های تحت وب ارائه کرده‌اند که جاوا نیز از قافله عقب نمانده و فریمورک های قدرتمندی را برای طراحی و توسعه وب اپلیکیشن های ارائه داده است که تعداد آن‌ها بسیار زیاد است ولی از بین آن‌ها معروف ترین آن‌ها عبارتند از: Spring, Struts, Java Server Faces (JSF) , Play, Vaadin

مطالعه بیشتر در مورد spring

مطالعه بیشتر در مورد spring boot

فریمورک های جاوا برای موبایل چیست؟

قبل از ظهور گوشی ها و تبلت های هوشمند جاوا با ویرایش J2ME دستی بر طراحی برنامه برای موبایل داشت اما بعد از اینکه گوشی ها و تبلت های هوشمند فراگیر شدند بیشتر از گذشته از زبان جاوا برای برنامه نویسی استفاده شد. سیستم عامل اندروید که از جاوا به صورت کامل و اصلی‌ترین زبان پشتیبانی می‌کند.

از بین فریمورک هایی که از جاوا برای طراحی برنامه‌های موبایل استفاده می‌شود می‌توان بهAndroid SDK اشاره کرد که اصلی‌ترین بسته برای تولید برنامه‌های اندرویدی است اشاره کرد تا بتوان برنامه‌های قدرتمند اندرویدی را با آن تولید کرد. همچنین JavaFX Mobile که با استفاده از امکانات JavaFX می‌توان برنامه‌های مختلفی برای موبایل ساخت. همچنین فریمورک هایی وجود دارد که منطق برنامه نویس را در قالب کدهای javascript, html , css پیاده‌سازی می‌کنند ولی در پس زمینه از زبان جاوا استفاده می‌کنند مانند React Native, PhoneGap, Ionic

برنامه نویسی بازی در جاوا چگونه است؟

با استفاده از جاوا به روش‌های مختلفی می‌توان بازی‌های جذاب طراحی کرد. شما می‌توانید از قابلیت‌های انیمیشن و صدا و گرافیک های دو بعدی و سه بعدی در کتابخانه‌های UI استفاده کنید و بازی بسازید و یا از جاوا در موتورهای بازی مانند Unity استفاده کنید و بازی‌های با گرافیک بالا طراحی کنید و یا از فریمورک های طراحی بازی جاوا استفاده کنید. تعدادی از این فریمورک ها عبارتند از: LibGDX و jMonkeyEngine و PlayN و LWJGL. 

برنامه نویسی هوش مصنوعی در جاوا چیست؟

برای اینکه بتوانیم برنامه‌هایی با قابلیت‌های هوش مصنوعی با جاوا نوشت اول باید با مفاهیم هوش مصنوعی آشنا باشیم و به نوعی با مدل ها و قواعد هوش مصنوعی و شاخه‌های متعدد آن‌ها آشنا باشیم. از شاخه‌های هوش مصنوعی می‌توان به یادگیری ماشین و یادگیری عمیق و پردازش زبان طبیعی و بینایی ماشین اشاره کرد. بعد از اینکه با مفاهیم هوش مصنوعی آشنا شدید می‌توانید از فریمورک های جاوا برای توسعه برنامه‌های هوش مصنوعی استفاده کنید. تعدادی از این فریمورک ها عبارتند از: TensorFlowو Keras و Deeplearning4j و Mahout و Java-ML

منظور از برنامه نویسی Big Data در جاوا چیست؟

با توجه به حجم زیاد داده‌ها که امروزه در صنایع مختلف نیاز به ساز و کاری برای پردازش داده‌ها با حجم بسیار زیاد است. برای پردازش و ذخیره سازی و آنالیز داده‌های حجیم در جاوا فریمورک های متنوعی وجود دارد که عبارتند از: Apache Hadoop و Apache Spark و Apache Flink و Apache Storm و Apache Cassandra و Apache Kafka

آیا یادگیری بانک های اطلاعاتی در کنار برنامه نویسی جاوا لازم است؟

برنامه‌های متنوعی امروزه تولید و استفاده می‌شود اما از بین برنامه‌ها تعداد بسیار زیادی از برنامه‌ها نیاز دارند که داده‌های خود را در یک فضای منسجم ذخیره کنند و به سرعت آن‌ها را واکشی کرده و از آن‌ها استفاده کنند.تقریبا همه  برنامه‌های تحت وب و برنامه‌های حسابداری و فروشگاهی و مالیات و اتوماسیون اداری و .. . همه اطلاعاتی را ذخیره می‌کنند از آن اطلاعات استفاده می کنند.

بنابراین بانک های اطلاعاتی را به صورت حیاتی لازم دارند. اگر می‌خواهید یک برنامه نویس قوی جاوا باشید باید حتماً کار کردن و ارتباط با بانک های اطلاعاتی را یاد بگیرید. امروزه بانک های اطلاعاتی مختلفی وجود دارند که در هر پروژه ممکن است از یک یا چند عدد از این بانک های اطلاعاتی استفاده شود. در جاوا می‌توان از انواع بانک های اطلاعاتی رابطه‌ای و غیر رابطه‌ای استفاده کرد. از جمله این بانک های اطلاعاتی می‌توان به MySQL , Oracle, Sql Server, Postgres, Mongodb اشاره کرد. 

بازار کار و حقوق برنامه نویسی جاوا چگونه است؟

یادگیری جاوا شما را در مسیری قرار می‌دهد که دارای سیل عظیمی از فرصت های شغلی است. به خاطر فراگیری بسیار زیاد اندروید جاوا برای توسعه برنامه‌های اندرویدی بسیار مناسب می باشد. حتی با وجود ظهور زبان کاتلین زبان جاوا هنوز یک زبان بسیار کاربردی برای تولید برنامه‌های اندرویدی و برنامه‌های موبایل است.

همچنین در سازمان های بزرگ که امنیت داده‌ها و قابلیت اعتماد برای آن سازمان ها مهم است زبان جاوا بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازمان های دولتی هم استقبال بسیار زیادی از جاوا می کنند. پس با استفاده از این زبان قادر خواهید بود به سرعت شغل مناسب با حقوق مناسب پیدا کنید و به سرعت در کار خود پیشرفت کنید.

آیا یادگیری جاوا برای مهاجرت مناسب است؟

زبان جاوا هنوز به صورت گسترده در بسیاری از کشورهای دنیا استفاده می‌شود و در بسیاری از صنایع از جمله صنایع بانکی و مالی و در اپلیکیشن های زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. اگر به آگهی های استخدام در سایت‌های مانند LinkedIn سر بزنید تعداد زیادی از آگهی های برنامه نویس جاوا را خواهید یافت. پس می‌توانید با یادگیری جاوا شرایط را برای مهاجرت ساده‌تر کنید. از شرکت های بزرگی که از جاوا استفاده می‌کنند عبارتند از: Amazon و eBay و LinkedIn و Uber و Airbnb و Twitter و Netflix و Google و Spotify و Dropbox

آیا با وجود زبان‌های مانند کاتلین باز هم از جاوا استفاده می شود؟

زبان‌های متفاوتی بر روی JVM ارائه شده‌اند که یکی از آن‌ها کاتلین است. کاتلین در حال رشد است ولی هنوز جاوا یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در دنیا است. با توجه به استفاده گسترده از جاوا در سازمان ها و صنایع مختلف جاوا بسیار بازار خوبی دارد و از آن استفاده می شود. همچنین شرکت اوراکل قابلیت‌های جالب بسیاری را سالانه به این زبان اضافه می‌کند که مورد استقبال برنامه نویسان زیادی است.

آیا جاوا زبان خوبی برای شروع یادگیری برنامه نویسی است؟

بله جاوا یک انتخاب بسیار عالی برای یادگیری برنامه نویسی است. به خاطر اینکه جاوا یک زبان شی گرا است قابل فهم تر است چون از ماهیت اشیاء در فضای واقعی الهام می‌گیرد. همچنین داکیومنت ها و منابع یادگیری بسیاری برای جاوا وجود دارد که در صورت وجود مشکل و سؤال می‌توان از آن استفاده کرد. سینتکس جاوا شبیه به خانواده زبان سی است و با یادگیری آن می‌توانید کد ها و مفهوم سایر زبانهای خانواده سی و javascript و بسیاری دیگر از زبانها را به سادگی یاد بگیرید. اگر جاوا را برای یادگیری انتخاب کنید برنامه نویسی را به صورت اصولی یاد خواهید گرفت.

مطالعه بیشتر : 15 نکته در مورد یادگیری جاوا

پیش نیاز یادگیری جاوا چیست؟

برای اینکه یادگیری جاوا را شروع کنید قبل از آن نیاز به یک سری پیش نیاز ها است. اولین آن یک سیستم کامپیوتری است که بتوانید کدها را در داخل آن بنویسید و اجرا و خطایابی کنید. سپس به یک خط اینترنت نیاز دارید که آموزش‌ها را دریافت کرده و درصورت مشکل به دنبال راه حل آن در وب باشید. قبل از اینکه برنامه نویسی را شروع کنید نیاز است که تا حدودی بلد باشید با کامپیوتر کار کنید و با محیط آن آشنا باشید و بهتر است با نصب نرم‌افزار ها و جستجو در وب و کار با برنامه‌های عمومی نیز آشنا باشید.

همچنین داشتن دانش ابتدایی در مورد روش پردازش کامپیوتر و وظایف رم و پردازنده آشنا باشید. همچنین دانش زبان انگلیسی همیشه در برنامه نویسی می‌تواند شما را چندین قدم به جلو تر ببرد. نکته آخر این است  که برای یادگیری برنامه نویسی (چه جاوا و چه هر زبان دیگری) نیازمند حوصله و وقت و پشتکار هستید.

چگونه یادگیری جاوا را شروع کنم؟

حال که با زبان جاوا آشنا شده‌اید و اگر تصمیم دارید که جاوا را یاد بگیرید سؤال پیش می‌آید که از کجا باید شروع کرد. برای شروع جاوا ابتدا باید یک سیستم کامپیوتری داشته باشید (رومیزی یا لپتاپ) و از منابع و آموزش‌های موجود یکی را انتخاب کنید و ابزارهای مورد نیاز را که توضیح دادیم نصب کنید و یادگیری را شروع کنید.

فقط باید به این نکته دقت کنید که یادگیری برنامه نویسی نیازمند تمرین بسیار زیاد است پس هر چقدر می‌توانید تمرین کنید و برای خودتان مسأله طرح کنید و برنامه آن را بنویسید. یکی از بهترین گزینه های به عنوان منبع یادگیری جاوا دوره آموزش جاوا موجود در سایت توسینسو است که جاوا را از شروع تا سطح پیشرفته آموزش داده است و مثال‌ها و پروژه های زیادی را به همراه خود دارد همچنین در صورت ایجاد مشکل و ابهام می‌توانید از پشتیبانی و راهنمایی استاد دوره استفاده کنید.

یادگیری جاوا چقدر زمان می خواهد؟

اینکه بتوانیم یک نسخه برای یادگیری جاوا به همه ارائه بدهیم کاری غیرممکن است. نمی‌توان به همه گفت که با طی چه مدت زمانی می‌تواند یک برنامه نویس ماهر جاوا شود. زیرا که فاکتور های بسیاری را باید در نظر گرفت فاکتور هایی مانند دانش پس زمینه افراد و شور اشتیاق آن‌ها برای یادگیری و مدت زمانی که برای یادگیری اختصاص می‌دهند و پشتکار آن‌ها و مقدار تمرین و بسیاری از موارد دیگر را می‌توان در نظر گرفت. ولی به صورت کلی می‌توان گفت با اختصاص روزانه 5 ساعت و اختصاص یک حدوداً یک سال تمرین و مطالعه مداوم می‌توانید یک برنامه نویس جاوای موفق شوید.خب امیدوارم که این مطلب توانسته باشد دید کلی در مورد زبان جاوا در اختیار شما عزیزان قرار بدهد. مشتاق دیدن نظرات شما هستم.