زبان برنامه نویسی جاوا (Java) و ۵ کاربرد آن

با توجه به نقش پررنگ کامپیوترها در زندگی ما یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی آن‌ها مانند زبان جاوا (Java) طرفداران بسیاری را به خود اختصاص داده است.

این زبان برنامه‌نویسی یکی از ده‌ها زبان مورد استفاده برای برنامه نویسی کامپیوترها است که نسبت به آن‌ها طرز استفاده بسیار راحت‌تری دارد.

در این مقاله سعی داریم شما را با این زبان برنامه‌نویسی محبوب به زبان ساده آشنا کنیم، همراه ما باشید.

1# زبان جاوا چیست؟

جاوا (Java) یک زبان برنامه‌نویسی شیءگرا و سطح بالا است که توسط سان مایکروسیستمز در سال 1995 معرفی شد.

این زبان به‌طور خاص برای ایجاد نرم‌افزارهای قابل حمل و ایمن طراحی شده است.

یکی از ویژگی‌های بارز جاوا، اصل “Write Once, Run Anywhere” است که به این معناست که کدهای نوشته‌شده در جاوا می‌توانند بر روی هر پلتفرمی که دارای ماشین مجازی جاوا (JVM) باشد، اجرا شوند.

جاوا به‌خاطر سادگی و قابلیت خوانایی بالا، به‌ویژه برای برنامه‌نویسان مبتدی محبوب است.

این زبان دارای مدیریت حافظه خودکار از طریق جمع‌آوری زباله (Garbage Collection) است که به کاهش خطاهای مربوط به مدیریت حافظه کمک می‌کند.

همچنین، جاوا امنیت بالایی دارد و به‌طور گسترده‌ای در توسعه نرم‌افزارهای امن و قابل اعتماد استفاده می‌شود.

کاربردهای جاوا بسیار گسترده است و شامل توسعه وب (با استفاده از Java EE)، برنامه‌های موبایل (به‌ویژه برای اندروید) و سیستم‌های توزیع‌شده و کلان‌داده می‌شود.

با توجه به جامعه بزرگ توسعه‌دهندگان و منابع آموزشی فراوان، جاوا به یکی از زبان‌های پرطرفدار در صنعت نرم‌افزار تبدیل شده است.

در نهایت، جاوا به‌خاطر پشتیبانی قوی و به‌روزرسانی‌های مداوم، همچنان جایگاه خود را در دنیای برنامه‌نویسی حفظ کرده و به عنوان یکی از زبان‌های اصلی در توسعه نرم‌افزار شناخته می‌شود.

2# ویژگی های کلیدی زبان Java

احتمالاً برای شما هم این سؤال پیش آمده است که علت محبوبیت و متداول شدن این زبان در میان برنامه‌نویسان چیست؟

در ادامه به معرفی مهم‌ترین ویژگی‌های زبان برنامه‌نویسی جاوا می‌پردازیم:

• شیءگرا بودن: جاوا به‌طور کامل شیءگرا است، به این معنی که همه چیز در آن به‌صورت اشیاء و کلاس‌ها سازمان‌دهی می‌شود.
  این ویژگی به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا کدهای قابل استفاده مجدد و سازمان‌یافته‌تری بنویسند.
• قابلیت حمل‌پذیری (Write Once, Run Anywhere): کدهای نوشته‌شده در جاوا می‌توانند بر روی هر پلتفرمی که دارای ماشین مجازی جاوا (JVM) باشد، اجرا شوند، بدون نیاز به تغییر.
• مدیریت حافظه خودکار: جاوا دارای سیستم جمع‌آوری زباله (Garbage Collection) است که به‌طور خودکار حافظه‌ای که دیگر استفاده نمی‌شود را آزاد می‌کند و به کاهش خطاهای مربوط به مدیریت حافظه کمک می‌کند.
• امنیت: جاوا با استفاده از مدل امنیتی قوی و قابلیت‌های مختلف مانند sandboxing، به توسعه نرم‌افزارهای امن و قابل اعتماد کمک می‌کند.
• ساده و قابل یادگیری: سینتکس جاوا ساده و مشابه زبان‌های دیگر مانند ++C است که یادگیری آن را برای برنامه‌نویسان مبتدی آسان می‌کند.
• کتابخانه‌های غنی: جاوا دارای کتابخانه‌های استاندارد و فریم‌ورک‌های متنوعی است که توسعه‌دهندگان را در انجام وظایف مختلف یاری می‌کند.
• چند رشته‌ای (Multithreading): جاوا به‌طور داخلی از قابلیت چند رشته‌ای پشتیبانی می‌کند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌هایی با عملکرد بالا و کارآمد ایجاد کنند.
• پشتیبانی از شبکه: جاوا دارای قابلیت‌های داخلی برای برنامه‌نویسی شبکه است که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا به‌راحتی برنامه‌های تحت شبکه ایجاد کنند.
• پلتفرم مستقل: با استفاده از JVM، جاوا به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که برنامه‌های خود را بدون نگرانی از پلتفرم خاصی توسعه دهند.

3# تاریخچه زبان جاوا

زبان جاوا یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالاست که در سال 1994 توسط آقای گوسلینگ ابداع شد.

آقای گوسلینگ برنامه‌نویس شرکت سان (sun) بود و تمام برنامه‌های خود را با زبان ++C می‌نوشت.

او از برنامه‌نویسی با زبان سی پلاس پلاس خسته شده بود و
با به‌کارگیری خلاقیت و تغییراتی در زبان ++C، یک زبان سطح بالای جدید به نام زبان جاوا ابداع کرد که
مشکلات زبان سی پلاس پلاس را نداشت.

در واقع می‌توان گفت زبان جاوا برای رفع نقایص زبان سی پلاس پلاس طراحی شده است و بسیاری از مشکلات آن را ندارد.

اولین نسخه زبان جاوا در سال 1995 ارائه شد، با گذر زمان نسخه‌های جدید و پیشرفته‌تری از زبان جاوا ارائه شدند.

در لیست زیر نسخه‌های مختلف زبان java به همراه سال ارائه آن نسخه را مشاهده می‌کنید.

• 1.0 (ارائه شده در سال 1996)
• 1.1 (ارائه شده در سال 1998)
• 1.2 (ارائه شده در سال 2000)
• 1.3 (ارائه شده در سال 2002)
• 1.4 (ارائه شده در سال 2004)
• 5.0 (ارائه شده در سال 2006)
• 6 (ارائه شده در سال 2011)
• 7 (ارائه شده در سال 2015)
• 8 (ارائه شده در سال 2018)

4# کاربردهای زبان جاوا

امروزه جاوا یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی دنیاست که
به‌شدت بین برنامه‌نویسان محبوبیت پیدا کرده، جاوا توانسته رتبه سوم زبان محبوب برنامه‌نویسی را کسب کند.

شرکت سان مایکروسیستمز سازنده زبان برنامه‌نویسی جاوا است، این شرکت اعلام کرده که
در دنیا سه میلیارد دستگاه از برنامه جاوا استفاده می‌کنند.

با استفاده از جاوا می‌توان دستگاه‌ها و تجهیزات مختلفی را برنامه‌ریزی کرد.

از این زبان در برنامه‌نویسی موارد زیر استفاده می‌شود:

1. سیستم‌های کوچکی چون ماشین‌حساب
2. دستگاه‌های پخش فایل‌های تصویری و صوتی (ام‌پی‌تری پلیر)
3. ربات‌های هوشمند
4. برنامه‌های مورد استفاده در بانک‌ها، سازمان‌ها، شرکت‌ها و…
5. با استفاده از جاوا می‌توان برنامه‌های کاربردی مورد استفاده در کامپیوترها را نیز ایجاد نمود،
   مانند آنتی‌ویروس، مدیاپلیر، نرم‌افزارهای مهندسی و…

توانایی‌های گفته شده تنها بخشی از کاربردهای جاوا است.

اگر شما برنامه‌ریزی جاوا را به‌خوبی یاد بگیرید، با توجه به اینکه جاوا تکمیل یافته برنامه ++C است، می‌توانید به‌راحتی و در کمترین زمان برنامه‌نویسی بر اساس ++C را نیز فرابگیرید.

بنابراین، اگر قصد یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی جامع، امن، ساده و پرکاربرد را دارید شک نکنید که جاوا یکی از بهترین‌هاست.

در نتیجه اگر برنامه‌نویسی جاوا را یاد بگیرید نه‌تنها امکان نوشتن انواع برنامه‌هایی که به آنها اشاره شد را دارید، بلکه می‌توانید بعضی از سایر زبان‌های برنامه‌نویسی مانند اندروید و سی پلاس پلاس را نیز در کمترین زمان و به‌سهولت فرابگیرید.

5# ابزارها و محیط‌های توسعه زبان جاوا

ازآنجایی‌که زبان برنامه‌نویسی جاوا یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین زبان‌ها در دنیای توسعه نرم‌افزار است، برای توسعه برنامه‌های جاوا، ابزارها و محیط‌های مختلفی به وجود آمده است.

این ابزارها به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا کد خود را به راحتی بنویسند، تست کنند و اجرا کنند.

در زیر به معرفی برخی از مهم‌ترین ابزارها و محیط‌های توسعه جاوا می‌پردازیم:

1-5# محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE)

1) Eclipse

Eclipse یکی از محبوب‌ترین IDEهای جاوا است که به صورت رایگان و متن‌باز عرضه می‌شود.

این محیط دارای امکاناتی مانند تکمیل خودکار کد، دیباگر و مدیریت پروژه‌های بزرگ است.

ویژگی‌ها: پشتیبانی از پلاگین‌ها، قابلیت سفارشی‌سازی بالا و ابزارهای قدرتمند برای مدیریت کد

2) IntelliJ IDEA

IntelliJ IDEA یکی دیگر از IDEهای معروف است که توسط JetBrains توسعه یافته است.

این IDE به خاطر هوش مصنوعی و قابلیت‌های پیشرفته‌اش در تکمیل کد شناخته شده است.

ویژگی‌ها: ابزارهای تحلیلی قوی، پشتیبانی از فریم‌ورک‌های مختلف و رابط کاربری کاربرپسند

3) NetBeans

NetBeans یک IDE رایگان و متن‌باز است که به راحتی می‌تواند برای توسعه برنامه‌های جاوا استفاده شود.

این IDE به ویژه برای توسعه برنامه‌های وب و موبایل مناسب است.

ویژگی‌ها: ابزارهای طراحی گرافیکی، پشتیبانی از چند زبان برنامه‌نویسی و قابلیت ادغام با سیستم‌های کنترل نسخه

2-5# کامپایلرها و ابزارهای ساخت

1) JDK (Java Development Kit)

JDK مجموعه‌ای از ابزارها و کتابخانه‌ها است که برای توسعه برنامه‌های جاوا لازم است.

این ابزار شامل کامپایلر (javac)، مفسر (java) و ابزارهای دیگر است.

ویژگی‌ها: فراهم کردن محیطی برای نوشتن، کامپایل و اجرای برنامه‌های جاوا

2) Maven

Maven یک ابزار مدیریت پروژه و ساخت است که به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا وابستگی‌ها را مدیریت و فرآیند ساخت پروژه‌ها را ساده‌تر کنند.

ویژگی‌ها: پشتیبانی از تعریف وابستگی‌ها، مدیریت نسخه و ایجاد گزارش‌های مستندات

3) Gradle

Gradle یک ابزار ساخت مدرن است که برای پروژه‌های جاوا و سایر زبان‌ها استفاده می‌شود.

این ابزار به دلیل سرعت و قابلیت‌های سفارشی‌سازی‌اش شناخته شده است.

ویژگی‌ها: زبان ساخت Groovy، پشتیبانی از وابستگی‌های پیچیده و قابلیت ادغام با IDEهای مختلف

3-5# کتابخانه‌ها و فریم‌ورک‌ها

1) Spring Framework

Spring یک فریم‌ورک قدرتمند برای توسعه برنامه‌های جاوا است که به ویژه برای برنامه‌های وب و میکروسرویس‌ها مناسب است.

ویژگی‌ها: پشتیبانی از تزریق وابستگی، مدیریت تراکنش و امنیت

2) Hibernate

Hibernate یک فریم‌ورک ORM (Object-Relational Mapping) است که به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا با پایگاه‌های داده به راحتی کار کنند.

ویژگی‌ها: مدیریت خودکار ارتباطات پایگاه داده، کاهش کدهای تکراری و پشتیبانی از کوئری‌های پیچیده

4-5# ابزارهای تست

1) JUnit

JUnit یک فریم‌ورک تست واحد برای جاوا است که به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا تست‌های خودکار برای کدهایشان بنویسند.

ویژگی‌ها: آسانی در نوشتن و اجرای تست‌ها، پشتیبانی از تست‌های پارامترized

2) Mockito

Mockito یک فریم‌ورک برای ایجاد اشیا Mock در تست‌های واحد است که به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا وابستگی‌ها را شبیه‌سازی کنند.

ویژگی‌ها: ساده و کاربرپسند، پشتیبانی از تست‌های پیچیده

6# یادگیری زبان جاوا

تا اینجا با اهمیت و جایگاه زبان برنامه‌نویسی جاوا آشنا شدید.

برای آموزش زبان جاوا می‌توانید همین امروز اقدام کنید، منابع یادگیری به لطف وجود اینترنت و سایت‌های مختلف در این زمینه فراوان‌اند.

کافی است انگیزه لازم را به دست آورده و برای یادگیری زبان جاوا، وقت بگذارید.

برای این منظور انجمن‌ها و سایت‌های ایرانی فراوانی وجود دارند و همچنین می‌توانید از ویدئوهای آموزشی استفاده کنید.

اپلیکیشن‌های فراوانی نیز برای آموزش جاوا وجود دارند.

اگر به زبان انگلیسی مسلط هستید و قصد دارید زبان جاوا را به‌صورت کاملاً اصولی و مرحله‌به‌مرحله یاد بگیرید
می‌توانید از آموزش‌های آنلاین سایت‌های خارجی بهره ببرید.

نکته مهمی که نباید فراموش کنید این است که جاوا با جاوا اسکریپت کاملاً فرق می‌کند.

بسیاری از افراد مبتدی این دو زبان را یکسان می‌دانند و ممکن است در سایت‌های آموزشی به‌جای یادگیری جاوا به دنبال جاوا اسکریپت بروند.

جاوا اسکریپت همان‌طور که از نامش پیداست یک زبان اسکریپت‌نویسی به‌حساب می‌آید و در مرورگر استفاده می‌شود.

در واقع این زبان بیشتر در پویاسازی صفحات وب مورد استفاده قرار می‌گیرد (توسط مرورگر اجرا شده) و در حالت پیش‌فرض قابلیت اجرا شدن روی سیستم‌عامل‌های مختلف را ندارد.