زبان برنامه‌نویسی جاوا (Java) چیست؟ بررسی ویژگی‌ها، مزایا و موارد استفاده

جاوا زبان برنامه‌نویسی چندپلتفرمی و شی‌گرا است که روی میلیاردها دستگاه در سراسر جهان اجرا می‌شود. این زبان در برنامه‌ها، سیستم‌عامل‌های تلفن همراه، نرم‌افزارهای سازمانی و بسیاری از برنامه‌های مهم استفاده می‌شود. با این‌که بیش از ۲۰ سال از شروع کار جاوا می‌گذرد، این زبان همچنان محبوب‌ترین زبان برنامه‌نویسی در میان توسعه‌دهندگان برنامه‌های کاربردی است. در ادامه به سوال جاوا چیست؟ پاسخ داده‌ایم و با کاربردهای آن آشنا خواهیم شد.

ویژگی‌های زبان جاوا

دو ویژگی زیر جاوا را به زبانی پرکاربرد و نسبتاً آسان برای یادگیری تبدیل کرده‌اند؛ زبانی که میان شرکت‌های فناوری و توسعه نرم‌افزار بسیار محبوب است. اگر قصد دارید به‌عنوان توسعه‌دهنده جاوا فعالیت کنید، آشنایی با ویژگی‌های این زبان و مهارت‌های مورد نیاز برای توسعه نرم‌افزار اهمیت بسیاری دارد.

چندپلتفرمی

زبان برنامه‌نویسی جاوا با شعار یک‌بار بنویس، همه‌جا اجرا کُن (WORA) معرفی شد که این شعار هنوز هم استفاده می‌شود. کدهایی که با جاوا و برای یک پلتفرم، مثل سیستم‌عامل ویندوز، نوشته می‌شوند را می‌توانید بدون نیاز به بازنویسی کامل، روی پلتفرمی دیگر، مثل سیستم‌عامل تلفن همراه، اجرا کنید. با کامپایل شدن یک برنامه جاوا، کامپایلر یک فایل بایت‌کد با پسوند ‎.class‎ تولید می‌کند که روی هر سیستم‌عاملی که ماشین مجازی جاوا (JVM) روی آن نصب شده باشد قابل اجراست. نصب JVM روی اکثر سیستم‌عامل‌های مهم، از جمله iOS، معمولاً ساده است؛ هرچند گاهی ممکن است با خطا مواجه شود.

شی‌گرایی

جاوا یکی از نخستین زبان‌های برنامه‌نویسی شی‌گرا است. زبان شیءگرا، کد را بر اساس کلاس‌ها و اشیا سازمان‌دهی می‌کند، نه بر اساس توابع و فرمان‌ها. بیشتر زبان‌های برنامه‌نویسی مدرن، از جمله C++، سی‌شارپ، پایتون و روبی، شیءگرا هستند.

مرتبط: پایتون یا جاوا؛ کدام یک را یاد بگیریم؟

تاریخچه ساخت جاوا چیست؟

جاوا در سال ۱۹۹۵ توسط جیمز گاسلینگ و در دوران فعالیت او در شرکت Sun Microsystems اختراع شد. این زبان برنامه‌نویسی به‌سرعت به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شد اما سال‌های ابتدای فعالیتش زبان چندان قدرتمند و اثرگذاری نبود.

این پروژه ابتدا Oak نام داشت و در اصل برای تلویزیون تعاملی طراحی شده بود. اما با گذر زمان تیم سازنده متوجه شد Oak پیشرفته‌تر از فناوری آن زمان است. بنابراین گاسلینگ و تیمش تصمیم گرفتند روی زبان برنامه‌نویسی تمرکز کنند و نام پروژه را از Oak به جاوا، به‌ معنی نوعی قهوه اندونزیایی، تغییر دادند. گاسلینگ قصد داشت زبانی بسازد که روی تمامی دستگاه‌ها کار کند. او می‌‌دانست این زبان در دستگاه‌های مختلفی که به اینترنت وصل می‌شوند اجرا خواهد شد.

سبک دستور زبانی جاوا مشابه زبان C++ طراحی شده بود تا برای برنامه‌نویسانی که با آن کار می‌کنند آشنا باشد. با شعار محوری یک‌بار بنویس، همه‌جا اجرا کن، برنامه‌نویس می‌توانست کدی را برای یک پلتفرم بنویسد که روی هر پلتفرمی که مفسر جاوا (ماشین مجازی Java) روی آن نصب شده باشد اجرا شود. با ظهور اینترنت و گسترش دستگاه‌های دیجیتال در میانه دهه ۱۹۹۰، جاوا به‌سرعت به یکی از زبان‌های محبوب برنامه‌نویسی تبدیل شد. قابلیت اجرای برنامه‌ها روی سیستم‌عامل‌های مختلف، بدون نیاز به بازنویسی کامل کد، باعث شد توسعه‌دهندگان بسیاری از این زبان برای ساخت نرم‌افزارهای چندپلتفرمی استفاده کنند.

نخستین نسخه عمومی جاوا، Java 1.0، در سال ۱۹۹۶ منتشر شد. ظرف پنج سال، این زبان ۲٫۵ میلیون توسعه‌دهنده در سراسر جهان داشت. امروزه همه‌چیز، از سیستم‌عامل‌های اندروید گرفته تا نرم‌افزارهای سازمانی، از جاوا استفاده می‌کنند.

مرتبط: برنامه‌نویسی را از کجا شروع کنیم؟

کاربردهای زبان برنامه‌نویسی جاوا چیست؟

جاوا زبان برنامه‌نویسی قابل انتقالی است که روی پلتفرم‌ها و دستگاه‌های مختلف، از گوشی‌های هوشمند گرفته تا تلویزیون‌های هوشمند و بهترین ابزارهای هوش مصنوعی برای برنامه‌نویسی، استفاده می‌شود. از کاربردهای جاوا می‌توان به ساخت اپلیکیشن‌های موبایل و وب، نرم‌افزارهای سازمانی، دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT)، بازی‌ها، پردازش کلان‌داده، برنامه‌های توزیع‌شده و اپلیکیشن‌های مبتنی‌بر ابر اشاره کرد. در ادامه به نمونه‌های واقعی از برنامه‌ها و سیستم‌هایی که با جاوا ساخته ‌شده‌اند پرداخته‌ایم.

اپلیکیشن‌های موبایل

تعداد زیادی از وب‌اپلیکیشن‌ها با Java توسعه داده می‌شوند. از مشهورترین آن‌ها می‌توان به توییتر و لینکدین اشاره کرد. جاوا همچنین برای توسعه سرویس‌های سمت سرور و کار با APIها کاربرد دارد و می‌توان از آن برای ساخت بات‌های پیام‌رسان نیز استفاده کرد. اگر قصد توسعه بات دارید، مقایسه جاوا با گزینه‌هایی مانند پایتون، PHP و JavaScript می‌تواند در انتخاب بهترین زبان برای ساخت ربات تلگرام به شما کمک کند.

وب‌اپلیکیشن‌ها

تعداد زیادی از وب‌اپلیکیشن‌ها با Java توسعه داده می‌شوند. از مشهورترین آن‌ها می‌توان به توییتر و لینکدین اشاره کرد.

نرم‌افزارهای سازمانی (Enterprise)

نرم‌افزارهای سازمانی، مانند سیستم‌های صورت‌حساب و برنامه‌های مدیریت زنجیره تامین، برای خدمت‌رسانی به یک گروه یا سازمان بزرگ طراحی می‌شوند. قابلیت مقیاس‌پذیری بالای جاوا این زبان را برای مهندس دواپس چنین نرم‌افزارهایی بسیار جذاب می‌کند.

بازی‌ها

بازی‌های محبوبی مانند نسخه اصلی Minecraft و RuneScape با زبان برنامه‌نویسی جاوا نوشته شده‌اند.

اپلیکیشن‌های اینترنت اشیا (IoT)

در بسیاری از وسیله‌ها، مانند تلویزیون‌های هوشمند، خودروها، ماشین‌آلات سنگین و تجهیزات صنعتی، از برنامه‌های IoT استفاده می‌شود که با جاوا برنامه‌نویسی شده‌اند. قابلیت انتقال آسان کد میان پلتفرم‌های مختلف از دلایل محبوبیت استفاده از جاوا برای این حوزه است. آشنایی با کاربردهای جاوا زمانی مفیدتر است که بتوانید آن‌ها را در عمل تجربه کنید. با بررسی نمونه پروژه جاوا می‌توانید با ایده‌های مختلف برای تمرین برنامه‌نویسی آشنا شوید و ببینید چگونه می‌توان از مفاهیم این زبان برای ساخت برنامه‌های واقعی استفاده کرد.

تفاوت Java و Java Script چیست؟

خلاف جاوا، جاوا اسکریپت تنها با هدف ایجاد اسکریپت‌هایی برای اجرا در مرورگر وب ساخته شده است. این اسکریپت‌ها در سراسر اینترنت استفاده می‌شوند و در بازی‌های مرورگری، انیمیشن‌های صفحات وب، ثبت رفتار کاربران، تبلیغات پاپ‌آپ و موارد مشابه کاربرد دارند. هر چیزی که روی یک وب‌سایت بدون نیاز به بارگذاری مجدد صفحه تغییر کند، احتمالاً با جاوا اسکریپت ساخته شده است. در مقابل، جاوا، کاربردهای بسیار گسترده‌تری دارد و تنها به وب محدود نمی‌شود.

جاوا چگونه کار می‌کند؟

جاوا یک زبان برنامه‌نویسی چندپلتفرمی است و می‌توان کدی را برای یک سیستم‌عامل نوشت و روی سیستم‌عامل دیگر اجرا کرد. ابتدا کد جاوا در Java Development Kit (JDK)  نوشته می‌شود که برای ویندوز، لینوکس و macOS در دسترس است. برنامه‌نویسان با زبان جاوا کد می‌نویسند و کیت توسعه آن را به کدی تبدیل می‌کند که هر دستگاه با نرم‌افزار مناسبس می‌تواند آن را بخواند. این کار با استفاده از کامپایلر انجام می‌شود. کامپایلر کد سطح بالا مثل جاوا را به زبانی به نام بایت‌کد (bytecode)  تبدیل می‌کند که سیستم‌عامل‌ها می‌توانند آن را درک کنند.

سپس بایت‌کد توسط یک مفسر به نام ماشین مجازی جاوا (JVM) پردازش می‌شود. JVM برای بیشتر پلتفرم‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری در دسترس است و همین ویژگی باعث می‌شود کد جاوا بتواند از یک دستگاه به دستگاه دیگر منتقل شود. برای اجرای جاوا، JVM کد را بارگذاری، بررسی و یک محیط اجرای مناسب فراهم می‌کند.

به دلیل قابلیت حمل بالا جاوا، بسیاری از افراد تمایل دارند یادگیری این زبان را آغاز کرده و با چالش‌های برنامه‌نویسی جاوا مواجه شوند و آن‌ها را حل کنند. خوشبختانه منابع زیادی برای شروع یادگیری جاوا وجود دارد.

دلیل یادگیری برنامه‌نویسی جاوا چیست؟

جاوا ارزش زیادی برای وقت و انرژی گذاشتن دارد. با وجود اینکه بیش از ۳۰ سال از معرفی این زبان می‌گذرد، همچنان یکی از زبان‌های مهم برنامه‌نویسی محسوب می‌شود. اگر قصد دارید جاوا را به‌عنوان مسیر شغلی خود انتخاب کنید، بررسی بازار کار و درآمد جاوا می‌تواند به شما کمک کند با فرصت‌های استخدامی و میزان حقوق برنامه‌نویسان این زبان آشنا شوید. دلایل دیگری نیز برای یادگیری جاوا وجود دارد؛ از جمله:

• جاوا زبانی چندمنظوره است که در صنایع و پلتفرم‌های مختلف کاربرد دارد و یکی از زبان‌های مورد استفاده برای توسعه اپلیکیشن‌های اندرویدی است. اگر به این حوزه علاقه دارید، مطالعه نقشه راه برنامه‌نویسی اندروید به شما کمک می‌کند با ترتیب یادگیری مهارت‌هایی مانند جاوا، کاتلین و Android Studio آشنا شوید.
• نسبتا ساده است و یادگیری آسانی دارد و به‌عنوان یک زبان مناسب برای شروع آموزش مبانی برنامه‌نویسی شناخته می‌شود. آموزش‌ها، بوت‌کمپ‌ها و جامعه‌های آنلاین جاوا به‌راحتی قابل دسترسی هستند، بنابراین شروع یادگیری و دریافت پشتیبانی هنگام پیشرفت در جاوا آسان است.

برای یادگیری اصولی جاوا، بهتر است مسیر مشخصی را دنبال کنید؛ از آشنایی با سینتکس و مفاهیم برنامه‌نویسی شیءگرا گرفته تا کار با پایگاه داده، فریم‌ورک‌ها و توسعه پروژه‌های عملی. در نقشه راه یادگیری جاوا می‌توانید با مراحل این مسیر و ترتیب یادگیری مهارت‌های موردنیاز آشنا شوید. حتی برنامه‌نویسان حرفه‌ای جاوا نیز همواره در حال یادگیری ابزارها و فریم‌ورک‌های جدید این زبان هستند. درنهایت هم اگر قصد یادگیری این زبان برنامه‌نویسی را دارید دوره جاوای دانشکار مناسب شماست.

منبع: azure.microsoft.com