Программирование на Java: особенности языка и сферы применения

Java можно уверенно назвать одним из самых популярных языков программирования. С данным названием наверняка сталкивались даже те, кто не занят в сфере разработки. В настоящий момент этот язык сохраняет за собой лидирующие позиции и считается высоко востребованным на IT-рынке. В данном материале определим причины популярности Java, его особенности, преимущества и недостатки в сравнении с другими популярными языками программирования. Также нашли для наших читателей каталог курсов по java.

Общие сведения

Java – мультиплатформенный язык общего назначения. На нем пишут код, который может выполняться на различных устройствах. С его помощью могут писать, как простые программы для бытовых приборов, так и целые операционные системы или сложное ПО для обслуживания серверов.

Согласно данным аналитической группы State of the Octoverse, в 2022 году Джава занял третью позицию в списке самых популярных языков программирования, пропустив впереди себя только JavaScript и Python. Другой аналитический инструмент – индекс TIOBE, который оценивает популярность и востребованность разных языков программирования, свидетельствует о том, что Java занимает четвертое место.

Разработка велась с начала 90-х годов. Ключевую роль в создании языка сыграла компания Sun Microsystems, которая занималась разработкой аппаратного и программного обеспечения. Автором языка является Джеймс Гослинг, который работал в Sun Microsystems с 1984 до 2010 года. Название Java – отсылка к одноименной марке кофе. Поэтому на официальном логотипе языка изображена чашка с этим напитком.

Изначально язык был предназначен для бытовых электронных приборов. Однако уже в 1995 году, практически сразу после выпуска, Джава стали задействовать для разработки клиентских и серверных приложений.

Сферы применения

Одно из важнейших свойств Java – способность обнаруживать ошибки в динамическом режиме, непосредственно при выполнении. Данный язык считается самым безопасным. Его используют в сферах, где безопасность и надежность играет ведущую роль. К примеру, код на Джава задействуют при создании электронных платежных систем, банковских терминалов, программ, управляющих координацией перелетов.

Еще одна особенность – простота обслуживания. Код Java можно запустить и редактировать практически на любом ПК, независимо от общей аппаратной инфраструктуры. Поэтому данный язык часто задействуют в промышленной разработке.

Основными сферами применения являются:

• Серверные приложения. Java применяется при разработке серверного ПО разной степени сложности. Как было отмечено выше, этот язык считается самым безопасным, а потому его могут применять в любых направлениях, где необходимо обеспечить надежную защиту.
• WEB-приложения. С помощью Джава можно создавать разнообразные веб-продукты. Для этих целей используются фреймворки Struts и Spring.
• ПО для мобильных устройств. В сочетании с Kotlin, Java является ведущим инструментом для разработки мобильных приложений для устройств под управлением Android. Причем речь идет не только о смартфонах и планшетах. ОС Android активно используется и в других электронных устройствах, начиная от смарт-часов и фитнес-браслетов, заканчивая мультимедийными станциями, компьютерами и игровыми приставками.
• Игры. Java нельзя назвать ведущим языком в сфере GameDev. Тем не менее может применяться в подобных проектах. Наиболее яркими примерами являются такие игры как BioShock, MineCraft и God of War.

В целом, Java можно назвать универсальным языком. Он сохраняет популярность и остается востребованным в различных направлениях разработки.

Отличительные свойства

Java обладает нестандартным набором свойств, которые выделяют его на фоне других популярных языков программирования. К ним относятся:

• Работа по принципу WORA. Данную аббревиатуру следует понимать, как фразу «Write Once, Run Anywhere», что можно перевести как «Пиши один раз, запускает везде». Это свойство определяет Джава как мультиплатформенный язык. Код можно запустить на любом устройстве, на котором есть среда исполнения Java Run Environment.
• Объектно-ориентированный подход. Джава является одним из ранних языков, в котором был задействован принцип ООП. Организация кода осуществляется вокруг классов – моделей для создания объектов с необходимым набором свойств. Этот метод более эффективен, чем использование отдельных функций и команд.
• Встроенные механизмы защиты. Java считается самым безопасным языком, так как позволяет защитить программы от вредоносного кода или возникновения критических ошибок.
• Управление памятью. Код выполняется быстро, при этом экономно расходуя аппаратные ресурсы устройства. Это обеспечивается за счет встроенного сборщика мусора, который автоматически удаляет неиспользуемые объекты из памяти устройства когда они перестают использоваться.
• Многопоточность. Программы на Java могут состоять из нескольких потоковых процессов, которые выполняются одновременно. Благодаря этому обеспечивается более высокая производительность и снижается нагрузка на аппаратную часть устройства.
• Большая стандартная библиотека. Предусмотрен большой набор методов, которые позволяют решать практически любые задачи без использования сторонних инструментов. Для эффективного использования стандартной библиотеки также предусмотрена документация, которая позволяет определить принцип действия тех или иных элементов.

Отметим также, что Java является языком со строгой типизацией данных. Это означает, что любые преобразования типов данных должны быть явно прописанными автором. С одной стороны это в определенной мере затрудняет написание кода. С другой стороны, за счет строгой типизации существенно снижается вероятность ошибок.

Особенности Java

Стоит отметить, что описанный язык программирования имеет несколько других специфических особенностей. Это следует учитывать всем новичкам, которые принимают решение об изучении Java.

• Активное использование старых версий. Во многих компаниях задействуют ранние модификации языка. К примеру, очень популярной версией считается Java 8, которая выпущена в 2014 году. По состоянию на июль 2023 года новейшей версией является Java 20.
• Высокий порог входа. Подход к разработке на Джава отличается от принципов, которые задействуются в других языках. К примеру в Python или в JavaScript необязательно на ранних этапах использовать ООП, тогда как в Java это является необходимостью. Поэтому требования к новичкам более строгие, а набор необходимых навыков и знаний шире.
• Сложный код. В Джава довольно специфический синтаксис, который менее лаконичен чем в Python или JS, но проще чем в C++. Команды могут состоять из длинных предложений, что затрудняет восприятие кода, особенно если он написан другим автором.

Заработок программистов Java

По данным сервиса HH.ru, в июле 2023 года в России открыто более 4300 вакансий, связанных с Java. Большая часть из них – предложения на позицию программистов и разработчиков, однако есть и исключения. Для примера, есть вакансии на должность руководителей групп разработки, DevOps-инженера, системных администраторов и специалистов в области безопасности информационных систем.

Минимальная заработная плата для специалистов в позиции junior – от 30 тыс. рублей. Разработчикам уровня Middle предлагают от 120 до 300 тыс. рублей, а senior – от 150 до 450 рублей. Главными факторами, влияющими на уровень заработка, остаются общий стаж и опыт работы над крупными проектами.

Преимущества Java

Оценивая Java, в особенности на фоне других перспективных языков программирования, стоит обратить внимание на его основные плюсы и минусы данного. Некоторые особенности уже были описаны выше. Теперь же рассмотрим преимущества Java, в том числе для начинающих программистов:

• Глобальное сообщество. Джава активно используется многочисленными компаниями и специалистами. По данным Oracle, количество разработчиков превышает 12 млн. Также изучением занимаются более 5 миллионов студентов.
• Широкий спрос на специалистов. Программисты Java востребованы, а уровень зарплат довольно высокий. Перспективный новичок имеет возможность пройти стажировку и получить работу в международных компаниях.
• Безопасность. В Джава реализован ряд инструментов, направленных на обеспечения надежности и защиты кода. Один из примеров – Security Manager, который предоставляет возможность настраивать доступ к приложениям разным категориям пользователей.
• Независимости от аппаратной и программной среды. Код Java можно выполнять на любых устройствах, в которых предусмотрена виртуальная машина JVM.
• Возможность параллельной разработки. За счет объектно-ориентированного подхода и свойства многопоточности можно писать одновременно разные фрагменты программы, в дальнейшем связывая их через определенные методы или функции.

Недостатки Java

Несмотря на многочисленные преимущества, у Java есть и недостатки. Это следует учитывать тем, кто только планирует начать изучение программирование.

К минусам этого языка относятся:

• невысокая скорость выполнения (в сравнении с C и C++);
• зависимость от виртуальной машины;
• специфический синтаксис, может быть трудным для новичков;
• потребление оперативной памяти, несмотря на наличие сборщика мусора;
• начинающим программистам необходимо сразу учить ООП.

Различия между Java и другими языками

Принимая решение об изучении того или иного языка программирования, большинство студентов хотят получить подробное представление о доступных вариантах. Поэтому приведем главные характеристики Джава в сравнении с популярными языками.

Python

• Пайтон считается менее производительным языком, чем Java. При этом, он имеет более понятный, доступный новичкам синтаксис.
• Python менее эффективен при разработке требовательного ПО. Чаще он используется для при создании веб-продуктов.
• В Python менее развита возможность одновременного выполнения нескольких потоков. К тому же код выполняется медленнее, а риск критических ошибок выше.
• Оба языка обладают широким набором библиотек и вспомогательных инструментов. Тем не менее, чаще всего они используются для реализации разных задач. По сути, Java можно считать более универсальным, чем Python.

C и C++

Разработчики стремились создать синтаксис Java, похожий на C и C++. В тоже время он должен быть проще и понятнее. Основными различия между языками следующие:

• C/C++ считаются более производительными и быстрыми. В них реализованы более гибкие возможности для оптимизации. Нагрузка на аппаратную часть со стороны Java частично объясняется наличием виртуальной машины, а также автоматической системой управления памятью. Тем не менее, разница в производительности незначительна.
• Java применяется, в большей мере, при разработке серверных приложений, а также продуктов для электронных устройств стационарного и мобильного типа. В свою очередь, языки C и C++ задействуют для более сложных целей, например при проектировании операционных систем, драйверов или разработке игр.

C Sharp

• Java и C# обладают похожим синтаксис. Тем не менее, C# признан менее сложным и более понятным.
• Код Java может реализоваться на разнообразных устройствах и в разных ОС. C# тесно связан с ОС Windows и средой .NET.
• Оба языка обладают сильной экосистемой. Однако Java является многоплатформенным языком, в то время как C# зависит от свойств .NET.
• В Java лучше реализована свойство многопоточности, так как она встроена в сам язык. По этой же причине инструментов для работы с потоками здесь больше.

JavaScript

Java и JavaScript мало в чем похожи, хотя и в определенной мере могут использоваться для решения одинаковых задач. Основные различия следующие:

• Типизация данных. В Java применяется строгая типизация, в которой не допускается автоматическое переопределение переменных. В JavaScript задействуется механизм динамической типизации, при котором тип данных может определяться при выполнении фрагмента кода.
• Синтаксические особенности. JS широко применяется для программирования на основе функционального подхода. Java сосредоточен на объектно-ориентированном подходе, где ведущую роль играю классы, а не функции.
• Область использования. Java является универсальным. JS, в свою очередь, выполняется, преимущественно браузером. Исключением являются приложения, написанные с использованием Node.JS.

С чего начать изучение

Java считается доступным для новичков языком. Он имеет специфический синтаксис, однако при тщательном изучении он довольно быстро становится понятным. Следует понимать, что при изучении языка потребуется целеустремленность, усидчивость и внимательность к деталям.

Очень важным фактором является наличие практики. С ее помощью можно закрепить полученные знания и приобрести первый опыт работы с кодом. В этом помогут такие платформы:

• Hexlet Codebattle;
• Hackerrank;
• Codewars;
• LeetCode.

На этих сайтах представлен большой набор задач по программированию. Есть возможность практиковаться и соревноваться с другими пользователями.

Не менее важным моментом является изучение технической документации. Она доступна как на английском языке, так и в переводе. Получив представление о языке, можно приступить к более детальному изучению на специализированных курсах. В различных онлайн-школах и на образовательных платформах предлагают множество учебных программ для изучения основ и приобретения практических навыков.

Подводим итоги

Java – один из наиболее востребованных и популярных языков программирования. Он по праву считается универсальным, так как используется при разработке различных программных продуктов. Благодаря своим свойствам и особенностям, Java сохраняет лидирующие позиции в рейтингах. При этом его можно изучать самостоятельно благодаря большому количеству тематических материалов и онлайн-курсов, доступных на различных образовательных платформах.