Язык программирования Java: что нужно знать новичку

Читать в полной версии →

Рассказываем, что это за язык — Java, где его применяют, сколько зарабатывают Java-разработчики и как новичку научиться писать на нем код.

Что такое Java

Java — язык программирования общего назначения. Он используется для написания кода, который может выполняться на разных платформах: компьютерах, мобильных устройствах и серверах.

По результатам рейтинга State of Octoverse 2022 Java входит в тройку самых популярных языков программирования. Java опережает по популярности PHP, C#, C++, TypeScript и другие востребованные языки, а уступает только JavaScript и Python. В индексе TIOBE на июль 2023 года Java занимает четвертое место.

Код на Java выглядит, например, так:

class App {
  public static String getTypeOfSentence(String sentence) {
    var sentenceType = "";

    if (sentence.endsWith("?")) {
      sentenceType = "question";
    } else if (sentence.endsWith("!")) {
      sentenceType = "exclamation";
    } else {
      sentenceType = "general";
    }

    return "Sentence is " + sentenceType;
  }

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(getTypeOfSentence("Who?"));
    // => Sentence is question
  }
}

Немного об истории языка. Java разработала компания Sun Microsystems в начале 90-х годов XX века. Ведущую роль в создании языка сыграл канадский инженер Джеймс Гослинг, а на ранних этапах разработки язык назывался Oak. Затем его переименовали в честь сорта кофе Java и в честь этого оставили чашку в логотипе.

Создатели планировали использовать Java для программирования бытовой электроники, однако практически сразу после выпуска версии 1.0 в 1995 году язык стали использовать разработчики серверного и клиентского ПО. В 2010 году компанию Sun Microsystems купила Oracle. После этого Джеймс Гослинг перешел в Google, откуда тоже вскоре уволился.

Сферы применения Java

В Java много внимания уделено раннему обнаружению ошибок и динамической проверке во время работы программы. Поэтому язык считается безопасным и на нем часто пишут важные системы: банковские терминалы, системы обработки транзакций, сервисы координации перелетов и другие.

Кроме того, Java достаточно дешевый в обслуживании — запускать код и работать с ним можно практически с любого компьютера, вне зависимости от конкретной аппаратной инфраструктуры. В том числе поэтому язык популярен в промышленной разработке, то есть в крупных компаниях.

Серверные приложения

Чаще всего язык программирования используется для создания серверных приложений разной степени сложности и направленности: это могут быть как отдельные приложения, так и вся серверная часть проекта. Также на Java пишут программы для финансовых организаций, которые обеспечивают проведение транзакций, фиксацию торговых операций.

Веб-приложения

Фреймворки Spring, Struts, и другие позволяют писать на Java веб-приложения: от ecommerce-проектов до крупных порталов, от образовательных платформ до правительственных ресурсов.

Мобильные приложения

С помощью Java можно создавать мобильные приложения для операционных систем Android. Язык обеспечивает разработку эффективных и надежных приложений, которые могут быть запущены на широком спектре устройств.

Игры

Это скорее, исключение, чем правило, но несколько популярных компьютерных игр — например, Minecraft и God of Wars, — написаны на Java.

Еще на Java пишут код для клиентских приложений (например, — IDE NetBeans), разрабатывают программы для научных целей, например, обработки естественных языков, программируют приборы — от бытовых девайсов до промышленных установок.

Читайте также: Из проектирования мостов — в Java-разработчики: история успеха

Свойства Java

Переносимость

Создатели реализовали принцип WORA: write once, run anywhere или «пиши один раз, запускай везде». Это значит, что написанное на Java приложение можно запустить на любой платформе, если на ней установлена среда исполнения Java (JRE, Java Runtime Environment).

Объектно-ориентированный подход

Java основан на концепции объектов, что делает его более структурированным и модульным. Вы можете создавать классы и объекты, которые взаимодействуют друг с другом, чтобы решать задачи.

Безопасность

Java обладает встроенными механизмами безопасности, которые помогают защитить программы от вредоносного кода и неправильного доступа к памяти. Это делает его популярным выбором для создания приложений, требующих высокой степени безопасности, таких как онлайн-банкинг или системы управления данными.

Автоматическое управление памятью

В Java реализован механизм управления памятью, который называется сборщиком мусора или garbage collector. Разработчик создает объекты, а JRE с помощью сборщика мусора очищает память, когда объекты перестают использоваться. Это упрощает жизнь разработчиков, так как им не нужно самостоятельно управлять памятью и избегать утечек.

Большая библиотека

Java имеет обширную стандартную библиотеку, которая предлагает множество готовых решений для различных задач. Вы можете использовать эти готовые компоненты, чтобы ускорить разработку и сэкономить время.

Многопоточность

Java поддерживает создание и управление множеством потоков, что позволяет выполнять задачи параллельно и повышает производительность программ.

Читайте также: Стать Java-разработчиком — чтобы посмотреть мир и быть в центре прогресса

Особенности языка программирования Java

• Широкое распространение старых версий языка. Популярность Java в enterprise-сегменте означает, что большинство компаний используют не самые последние версии языка. Чаще всего речь идет о Java 8, хотя последняя версия на июль 2023 года — Java 20.
• Сравнительно высокий уровень входа. Java предполагает совершенно иной подход к разработке, чем JavaScript, Python, PHP и другие. Если в большинстве языков понимание ООП можно получать постепенно, то в Java концепции нужно будет использовать едва ли не сразу. С другой стороны, рынок устроен так, что многие начинающие программисты выбирают Java первым языком программирования.
• Многословный и сложный код. Java — средний уровень между C++, где все свои действия нужно описывать словами из английского языка, и лаконичными языками программирования. В Java часто встречаются длинные предложения, которые помогают при обучении, но сильно затрудняют чтение и понимание кода.

Сколько зарабатывают Java-разработчики

В начале июля 2023 года на рекрутинговом сервисе hh.ru было опубликовано примерно 4300 вакансий Java-разработчиков в России. Около половины из них — от компаний в сфере IT и финансовых услуг. Почти 3000 работодателей предлагают работу в офисе, чуть более 1000 — удаленную работу.

Зарплата junior Java-разработчиков начинается от 30 тыс. рублей и достигает 160 тыс. рублей. Middle разработчики получают от 120 до 300 тыс. рублей. Senior Java-программисты могут претендовать на зарплату от 150 до 450 тыс. рублей.

По данным исследования сервиса «Хабр Карьеры», средняя зарплата Java-разработчиков во втором полугодии 2022 года в России составила 175 000 рублей.

Плюсы Java

• Большое глобальное сообщество. По данным компании Oracle, которая владеет и поддерживает язык, на Java пишут 12 млн разработчиков по всему миру и примерно 5 млн студентов.
• Безопасность. Язык сам по себе не делает код безопаснее, но в нем есть инструменты, которые позволяют защитить этот код. Например, в нем отсутствуют указатели и есть Security Manager, который позволяет настроить доступ к каждому приложению.
• Востребованность. Спрос на Java-разработчиков в enterprise-сегменте очень велик, а зарплаты достаточные высокие. Кроме того, зарубежные компании активно набирают Java-разработчиков из России.

Минусы Java

• Производительность. Несмотря на то, что Java обеспечивает безопасность и переносимость, некоторые разработчики считают, что он может быть медленнее по сравнению с некоторыми другими языками, такими как C++ или C#. Это может быть проблемой в некоторых случаях, когда требуется максимальная производительность или низкая задержка.
• Потребление памяти. Приложения на Java могут потреблять больше оперативной памяти по сравнению с некоторыми другими языками программирования. Это связано с автоматическим управлением памятью и использованием виртуальной машины Java.
• Зависимость от JVM. Поскольку Java работает на виртуальной машине Java (JVM), приложения требуют наличия JVM для выполнения. Это может создавать проблемы, если необходимость в установке и поддержке JVM на целевых устройствах или серверах является преградой.

Читайте также: Что такое JVM? Знакомство с виртуальной машиной Java

Сравнение Java с другими языками

Исходя из данных рейтингов популярности языков программирования, мы выбрали главных конкурентов Java и сравнили с ними этот язык.

Java и Python

• Синтаксис Python более прост и понятен, что делает его более доступным для новичков. Синтаксис Java более строгий и требует больше внимания к деталям.
• Java считается более производительным языком, чем Python благодаря компиляции в байт-код на JVM. Python является интерпретируемым языком, что делает его менее эффективным в некоторых сценариях разработки.
• Java предоставляет более низкоуровневые инструменты для работы с многопоточностью, что позволяет эффективно использовать несколько потоков выполнения. Python имеет более простую модель потоков и ограничения на использование нескольких ядер процессора.
• У Java есть обширная экосистема инструментов и библиотек, разработанных для широкого спектра приложений. Python также обладает богатой экосистемой, особенно в области анализа данных и машинного обучения, благодаря таким библиотекам, как NumPy, Pandas и TensorFlow.

Java и C/C++

Джеймс Гослинг и его единомышленники хотели создать язык с C-подобным синтаксисом. В то же время он должен быть более простым по сравнению с C/C++. Вот его некоторые особенности:

• C/C++ обычно считаются более производительными языками, так как они предоставляют больше возможностей для оптимизации и более прямой доступ к аппаратуре компьютера. Java, в свою очередь, имеет некоторую накладную нагрузку из-за виртуальной машины и автоматического управления памятью, что может приводить к небольшому снижению производительности.
• Код на Java часто используется для разработки настольных и мобильных приложений, серверных приложений и больших корпоративных систем. C/C++ широко применяются в системном программировании, разработке операционных систем, драйверов, встроенных системах и игровой индустрии.

Java и C Sharp

• Синтаксис Java и C# имеет сходства, так как оба языка основаны на синтаксисе языка программирования C. Однако C# иногда считается более простым и интуитивно понятным.
• Java является мультиплатформенным языком, что означает, что программы, написанные на Java, могут работать на разных операционных системах. C# тесно связан с платформой Windows и широко используется для разработки приложений, работающих в среде .NET.
• Java имеет обширную экосистему, включая богатый выбор библиотек и фреймворков для различных областей разработки. C# также обладает сильной экосистемой, основанной на платформе .NET, с доступом к разнообразным инструментам и библиотекам.
• Оба языка имеют поддержку многопоточности, но в Java многопоточность встроена в сам язык и имеет более развитые инструменты для работы с потоками.

Java и JavaScript

Несмотря на то, что Java и JavaScript имеют похожие названия, эти языки программирования мало что связывает, так как их используют для разных целей.

• Java является статически типизированным языком, что означает, что переменные должны быть объявлены с указанием их типа данных. JavaScript, с другой стороны, является динамически типизированным языком, где типы переменных определяются автоматически во время выполнения.
• Синтаксис Java и JavaScript отличается. Java имеет синтаксис, основанный на классах и объектно-ориентированном подходе, в то время как JavaScript имеет более гибкий синтаксис и используется для функционального программирования и манипуляции событиями на веб-странице.

Читайте также: Что лучше изучать: Java или JavaScript

Может ли новичок изучить Java и как ему это сделать

Java обладает простым синтаксисом и хорошей структурой, что делает его относительно доступным для новичков. Однако, как и при изучении любого языка программирования, требуется время, терпение и постоянная практика, чтобы стать опытным разработчиком. Необходимо уделять внимание основам языка, а затем применять полученные знания на практике, создавая реальные проекты.

Соревнования помогают развивать навыки кодирования и учат видеть неочевидные пути решения задач. Вот две платформы, на которых можно найти соревнования в соответствии со своим уровнем знаний:

• Codebattle — платформа с соревнованиями для разработчиков разных уровней подготовки. Все решения участников публикуются в открытом доступе после завершения раунда. Это важный элемент обучения: можно решать задачу несколько дней в 100 строк кода, а можно сделать то же самое за несколько часов и пять строк кода. Например, с помощью готовых методов.
• Hackerrank — кроме соревнований на платформе есть раздел подготовки к интервью с самыми популярными и актуальными вопросами. Например, есть блоки по массивам, объектам и другим сущностям — с объяснением, как это работает, и с задачами на закрепление знаний.

Что почитать и посмотреть по Java

Есть несколько классных книг по Java, которые стоит прочитать начинающим Java-разработчикам:

• Кэтти Сьерра, Берт Бейтс «Изучаем Java»
• Герберт Шилдт «Java: руководство для начинающих»
• Джошуа Блох «Java: эффективное программирование»
• Брюс Эккель «Философия Java».

Помимо чтения этих книг, советуем пройти бесплатный курс в Хекслете по основам Java: