Как научиться программировать на Java — полное руководство

В данном руководстве мы расскажем обо всём, что нужно знать перед началом изучения программирования на Java. Вы узнаете о возможностях платформы, её применении, а также о том, как правильно начать изучение Java.

Что такое язык программирования Java?

В 1991 году «Зелёная команда», подразделение Sun Microsystems, возглавляемое Джеймсом Гослингом, создала язык для программирования бытовых электронных устройств. На тот момент он назывался OakДуб»). Почему «Дуб»? Просто потому, что за окном рабочего кабинета Гослинга росло это дерево.

«Зелёная команда» продемонстрировала использование Oak в интерактивном телевизоре. Но для цифрового кабельного телевидения тех лет эта технология была слишком передовой. Одновременно с этим набирал популярность интернет, для которого новый язык программирования подходил лучше всего.

Через некоторое время новый язык переименовали в Green, и уже после этого — в Java, в честь кофе с острова Ява. Поэтому на логотипе Java изображена кружка с кофе.

Во время разработки Java были популярны C/С++, поэтому Гослинг сделал синтаксис языка похожим на C/C++ и реализовал для него принцип «написать один раз — запустить где угодно». В 1995 году Sun Microsystems выпустили первую официальную версию Java. И одновременно с этим было объявлено, что Java войдёт в состав браузера Netscape Navigator.

В 2010 году компания Sun Microsystems вместе с языком программирования Java была приобретена корпорацией Oracle.

История версий Java

  1. Июнь 1991 – старт проекта разработки языка программирования Java.
  2. JDK 1.0 – Январь 1996 года.
  3. JDK 1.1 – Февраль 1997 года.
  4. J2SE 1.2 – Декабрь 1998 года.
  5. J2SE 1.3 – Май 2000 года.
  6. J2SE 1.4 – Февраль 2002 года.
  7. J2SE 5.0 – Сентябрь 2004 года.
  8. Java SE 6 – Декабрь 2006 года.
  9. Java SE 7 – Июль 2011 года.
  10. Java SE 8 – 18 марта 2014 года.
  11. Java SE 9 – 21 сентября 2017 года.

Функции языка программирования Java

Java — межплатформенный язык

Код Java, написанный на одной платформе (то есть операционной системе), можно запустить без изменений на других платформах.

Для запуска Java используется виртуальная машина Java (Java Virtual Machine, JVM). JVM обрабатывает байтовый код, после чего процессор обрабатывает код, полученный от JVM. Все виртуальные машины работают аналогично, поэтому один и тот же код работает одинаково во всех операционных системах, что и делает Java межплатформенным языком программирования.

Объектно-ориентированный язык программирования

Существуют различные стили программирования, и один из самых популярных — объектно-ориентированное программирование. При таком подходе сложная проблема разбивается на более мелкие путём создания объектов. Благодаря чему код можно использовать повторно.

Объектно-ориентированные функции есть во многих языках программирования, включая Java, Python и C++. Если вы серьёзно настроены освоить программирование, объектно-ориентированный подход стоит включить в план своего обучения.

Java работает быстро

Ранние версии языка программирования Java часто критиковали за медленную работу. Но сегодня ситуация кардинально поменялась. Новые версии JVM работают значительно быстрее, а интерпретирующие их процессоры становятся всё шустрее.

Сегодня Java — один из самых быстрых языков программирования. Хорошо оптимизированный Java-код работает почти так же быстро как низкоуровневые языки программирования, такие как C/C++ и намного быстрее, чем Python, PHP и т.д.

Java — безопасная платформа

Java представляет собой:

  • безопасную платформу для разработки и запуска приложений;
  • предоставляет средства для автоматического управления памятью, что снижает уязвимость кода;
  • обеспечивает безопасную передачу данных.

Обширная базовая библиотека

Одна из причин широкого распространения Java — огромная стандартная библиотека. В ней можно найти сотни классов и методов из различных пакетов, облегчающих жизнь разработчикам. К примеру,

java.lang – это продвинутые функции для строк, массивов и т.д.

java.util – библиотека для работы со структурами данных, регулярными выражениями, датой и временем и т.д.

kava.io — библиотека для ввода/вывода файлов, обработки исключений и т.д.

Применение платформы Java

Перед обучением Java программированию с нуля, нужно знать, что на это платформе работает более 3 миллиардов устройств по всему миру. Для чего конкретно можно её применить:

  1. Приложения для Android — для разработки Android-приложений язык программирования Java часто используется в сочетании с Android SDK (от английского software development kit — комплект разработки программного обеспечения).
  2. Веб-приложенияJava используется для создания сетевых приложений с помощью серверных программ, фреймворка Struts и JSP. Вот некоторые популярные веб-приложения, написанные на Java: Google.com, Facebook.com, eBay.com, LinkedIn.com.

Стоит отметить, что эти сайты не обязательно написаны исключительно на Java, и могут использовать и другие языки программирования.

  1. Разработка программного обеспечения – на Java написаны такие программы как Eclipse, OpenOffice, Vuze, MATLAB и многие другие.
  2. Обработка Big Data – для обработки «больших данных» можно воспользоваться фреймворком Hadoop, написанным на Java.
  3. Трейдинговые системы – используя платформу Oracle Extreme Java Trading Platform, можно писать программы для трейдинга.
  4. Встраиваемые устройства – на основе технологии Java Embedded от Oracle сегодня работают миллиарды устройств, таких как телевизоры, SIM-карты, проигрыватели Blu-ray и т.д.

Также программирование на Java используется для разработки игр, научных приложений (к примеру, для обработки естественного языка) и во многих других областях.

Терминология Java, которую следует знать

Java – это набор технологий (язык программирования и компьютерная платформа), предназначенных для создания и запуска программного обеспечения. Однако термином Java часто обозначают и сам язык программирования.

Язык программирования Java – межплатформенный объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, обладающий широкими возможностями.

Java 9 – последняя на момент написания данной статьи версия Java.

Java EE, Java Me и Java SE – эти названия обозначают Java Enterprise Edition, Micro Edition и Standard Edition, соответственно.

Java EE нацелена на приложения, запускаемые на серверах. Java ME создана для ограниченных по мощности устройств, таких как встраиваемые устройства. Java SE — стандартное издание Java для написания обычных программ.

Если вы новичок в Java-программировании, рекомендуем начать с Java SE.

JVMJava Virtual Machineвиртуальная машина Java») — это программа, позволяющая компьютеру запускать программы, написанные на Java.

JREJava Runtime Environmentсреда выполнения Java») включает в себя JVM, соответствующие библиотеки и другие компоненты, необходимые для запуска программ. Но в JRE нет компилятора, отладчика и других средств разработки.

JDKJava Development Kit (комплект Java разработчика) содержит JRE и другие инструменты разработки, такие как компиляторы, отладчики и т.д.

Как запустить Java на своей операционной системе

Как запустить Java на Mac OS

Вот что нужно сделать для Java программирование с нуля и установки платформы на Mac OS X или macOS:

  1. Скачайте свежую версию Java (JDK) со страницы загрузки Java SE.
  2. Дважды кликните по скачанному DMG-файлу и следуйте инструкциям программы-установщика.
  3. Для верификации установки откройте терминал и введите следующую команду:

javac –version

Если Java установлена верно, на экран будет выведена версия программы (например, javac 1.8.0_60).

Следующим шагом будет установка IDE (интегрированной среды разработки) для написания и запуска Java-кода. Мы установим бесплатную версию IntelliJ IDEA и запустим на ней Java. Вот что нужно для этого сделать:

  1. Перейдите на страницу загрузки IntelliJ и скачайте бесплатную версию Community Edition.

  1. Откройте скачанный DMG-файл и следуйте инструкциям по установке. Для быстрого доступа можно переместить IntelliJ IDEA в папку «Программы».
  2. Откройте IntelliJ IDEA. Выберите опцию «Dont import settings»Не импортировать настройки») и нажмите «Ok». После этого примите политику приватности Jetbrains, нажав на кнопку «Accept».
  3. Теперь можно настроить интерфейс под себя. Также можно пропустить этот шаг и оставить всё по умолчанию. Если не уверены, просто пропускайте этот шаг, нажав кнопку «Skip All and Set Defaults»Пропустить всё и установить настройки по умолчанию»).

  1. Программа покажет вам страницу приветствия. Нажмите на кнопку «Create New Project»Создать новый проект»).
  2. В следующем окне выберите «Java» в левой панели и нажмите «New» вверху окна программы для выбора «JDK». Здесь надо выбрать место, куда установили JDK, после чего нажать Next.

  1. У вас будет вариант создать проект из шаблона («Create project from template»). Игнорируем его и нажимаем кнопку «Next».
  2. На следующем шаге  установки языка программирования Java введите имя проекта и нажмите кнопку «Finish».
  3. В левой панели вы увидите свой проект. Если панели не видно, перейдите в меню Views > Tool Windows > Project.
  4. Зайдите в Hello > New > Java и задайте имя класса. Мы назвали его First.

  1. Напишите Java-код и сохраните проект.
  2. Для запуска только что написанной программы, зайдите в Run > Run… Нажмите на First (то есть имя созданного нами файла) — программа скомпилирует файл и запустит его.

Как запустить Java на Linux

Для запуска примеров из уроков программирования с нуля Java на Linux понадобится JAVA SE Development Kit (JDK) и IDE для разработки своих проектов. Следуйте инструкции шаг за шагом, чтобы начать работу с Java.

Установите Java

  1. Откройте терминал и наберите следующую команду для установки Java:
    sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java

     sudo apt update; sudo apt install oracle-java8-installer
  1. Примите лицензионное соглашение и условия использования, нажав «OK» и «Yes», соответственно.
  2. Вы установили Java. Чтобы проверить, что установка прошла без ошибок, введите в терминале следующую команду:

java –version

Если выводится текущая версия, установка прошла успешно. Если же нет, сверьтесь со страничкой помощи Oracle.

Установка IntelliJ IDEA

  1. Перейдите на страницу загрузки IntelliJ IDEA.

  1. Скачайте бесплатную версию Community Edition, нажав кнопку «Загрузить».
  2. После скачивания смените в терминале директорию на директорию загрузок и извлеките tar-файл Java в папку /opt следующей командой:

sudo tar xf <filename>.tar.gz -C /opt/

  1. После распаковки поменяйте директорию на папку bin программы IntelliJ IDEA:
    cd /opt/<intellij-folder>/bin
  2. Для запуска IDE вводим следующую команду:
    ./idea.sh
  3. Выбираем «Dont import settings»Не импортировать настройки») и нажимаем «OK». После этого принимаем политику приватности Jetbrains, нажав на кнопку «Accept».
  4. Теперь для прохождения курсов программирования Java можно настроить интерфейс под себя. Создайте ярлык на рабочем столе для быстрого доступа к программе. После этого для запуска IDE нажимаем «Next» на всех следующих этапах.
  5. Программа покажет страницу приветствия. Нажмите «Create New Project»Создать новый проект»).
  6. В следующем окне выберите «Java» в левой панели и убедитесь, что в строке Project SDK выбрана Java. Если нет, то выберите местоположение, куда установили JDK: /usr/lib/jvm/java-8-oracle.

  1. Два раза нажимаем «Next» и создаём проект.
  2. На следующем шаге введите имя проекта и нажмите кнопку «Finish». Теперь в левой панели вы увидите свой проект. Если этой панели не видно, перейдите в меню Views > Tool Windows > Project.
  3. Добавьте новый класс Java. Выберите src на левой панели правой кнопкой и зайдите в New > Java Class. Задайте имя класса. В имени класса не должно быть пробелов.

  1. Напишите Java-код и сохраните проект.
  2. Для запуска программы, зайдите в Run > Run… Нажмите на HelloWorld (название проекта) — программа скомпилирует файл и запустит его.

Как запустить Java на Windows (XP, 7, 8 и 10)

Для освоения Java основ программирования и запуска платформы на Windows потребуется JAVA SE Development Kit (JDK) и IDE для разработки проектов. Следуйте пошаговой инструкции, приведенной ниже:

Установка Java

  • Перейдите на страницу загрузки Java Standard Edition Development Kit.
  1. В разделе Java SE Development Kit вверху таблицы нажмите «Accept License agreement» Принять лицензионное соглашение»). Затем кликните по ссылке Windows (x64), если у вас 64-битная операционная система или Windows (x86), если у вас 32-битная ОС.

  1. После скачивания запустите установочный файл и следуйте инструкциям, которые будут появляться на экране. Нажмите «Next». Выберите все функции, нажав «This feature will be installed on local hard drive» и скопируйте место установки (оно выделено жёлтым) в «Блокнот», после чего снова нажмите «Next».

  1. В процессе установки появится запрос об установке JRE. Нажмите «Next», а затем «Finish» для завершения установки.
  2. Теперь необходимо отредактировать переменную PATH. Перейдите в Панель управления > Система и безопасность > Система. В левой панели выберите «Дополнительные параметры системы».

  1. Нажмите «Переменные среды». В разделе «Системные переменные» найдите переменную PATH и в следующем окне нажмите «Изменить».

  1. Выберите весь текст в поле «Значение переменной» и скопируйте его в отдельный текстовый файл. Так будет легче его отредактировать и проверить на наличие ошибок. Посмотрите, есть ли в скопированном тексте строка: C:ProgramDataOracleJavajavapath;. Если да, то можно переходить к следующему шагу. Если нет, то вставьте скопированное ранее место установки в начало переменной и добавьте в конце строки bin вот так: C:Program Files (x86)Javajdk1.8.0_112bin; Обратите внимание, что ваша версия JDK (jdk1.8.0_112) может отличаться. Скопируйте значение переменной и вставьте его в окошко PATH.

  1. Нажмите «ОК», чтобы сохранить внесенные изменения.
  2. Чтобы проверить, правильно ли установлена платформа для введения в программирование Java, откройте командную строку, набрав cmd в строке поиска Windows или через команду «Выполнить…» (Windows — R). Введите команду java -version. Если отображается текущая версия Java, значит, установка прошла успешно. Если нет, сверьтесь со страничкой помощи Oracle.

Установка IntelliJ IDEA

  1. Перейдите на страницу загрузки IntelliJ IDEA.
  2. Скачайте бесплатную версию Community Edition, нажав «Загрузить».

  1. После загрузки запустите файл установки и следуйте инструкциям, которые будут появляться на экране. Затем создайте ярлык на рабочем столе для 64-битной версии и добавьте ассоциации с расширением .java. Нажмите «Next» и продолжайте установку.

  1. После установки откройте IntelliJ IDEA, нажав на значок на рабочем столе.
  2. Выберите «Dont import settings»Не импортировать настройки») и нажмите «OK». После этого принимаем политику приватности Jetbrains, нажав «Accept».
  3. Теперь можно настроить интерфейс под себя. Также можно пропустить этот шаг и оставить всё по умолчанию, нажав кнопку «Skip All and Set Defaults».
  4. Программа покажет страницу приветствия. Нажмите «Create New Project» («Создать новый проект»).

  1. В следующем окне выберите «Java» в левой панели и нажмите «New» в верхней части окна программы для выбора JDK. Здесь надо выбрать местоположение, куда установили JDK во время установки Java, после чего нажать «Next».
  2. IntelliJ IDEA найдёт JDK и распознает его. Никакие другие опции отмечать не нужно, просто нажмите «Next».
  3. На следующем экране введите имя проекта: HelloWorld  и нажмите «Finish». Если программа скажет, что директории не существует, нажмите «ОК». Если вы не видите левой панели, перейдите в меню Views > Tool Windows > Project.
  4. Чтобы задать имя класса, выберите в левой панели папку src. Кликните по ней правой кнопкой мыши, зайдите в New > Java и задайте имя класса. В имени класса не должно быть пробелов.

  1. Напишите код и сохраните проект Java урока программирования.
  2. Для запуска программы, зайдите в меню Run > Run… Нажмите на HelloWorld  — программа скомпилирует файл и запустит его.

Ваша первая программа на Java

Чтобы познакомить пользователей с новым языком программирования, используют программу Hello WorldПривет, мир!»). Это простая программа, которая выводит на экран слова Hello, World! В этом разделе мы научим вас писать данную программу на Java, используя IntelliJ IDEA.

  1. Откройте IntelliJ IDEA.
  2. Перейдите в File > New > Project… > Java (в левой панели навигации).
  3. Задайте имя проекта (Project Name) из курса программирования Java. Мы назовём его Hello World и нажмём «Finish».
  4. Теперь нужно создать новый класс Java.
  5. Выберите папку src в левой панели, после чего перейдите в меню File > New > Java Class и задайте имя нового класса- HelloWorld.
  6. Скопируйте следующий код в файл HelloWorld.java и сохраните его.

public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {

 // prints "Hello, World!"

 System.out.println("Hello, World!");

 }

 }

  1. Нажмите кнопку запуска (Run). Если всё в порядке, вы увидите на экране надпись Hello, World!

Как выучить Java?

Официальная документация Java

Oracle, компания, владеющая Java, публикует качественные уроки. Официальная документация освещает все функции Java и регулярно обновляется.

Примечание: единственный минус — официальная документация Java не всегда написана самым простым языком.

Рекомендуемые книги по Java

Если вы действительно хотите научиться программированию на Java, купите хорошую книгу. Конечно, 1000 страниц не прочитать за один день. Но хороший учебник поможет вам научиться программированию.

Java: Полное руководство (10-е издание)

Отличная книга для тех, кто только начинает изучать Java. Последнее издание включает все функции релиза Java 8.

В книге описано всё, что нужно знать о программировании на Java, включая синтаксис, ключевые слова и фундаментальные основы программирования, а также библиотеку API Java, апплеты Java и многое другое.

Философия Java (4-е издание)

Если вы переходите на Java с другого языка программирования, эта книга для вас. Если же вы начинаете с нуля, лучше всего читать её вместе с другой.

Java 8. Карманный справочник: Скорая помощь Java-программистам

Эта книга содержит понятные ответы на вопросы, возникающие при обучении Java программированию с нуля. Она кратко рассказывает обо всех основных концепциях Java (включая Java 9). Не хотите листать сотни страниц в поисках нужной строчки? Купите эту книгу.

Вместо заключения

Если начнёте изучать Java, не ошибётесь — это перспективный язык программирования, полный самых разнообразных возможностей.

Перед тем, как приступить к изучению Java, воспользуйтесь несколькими советами:

  • Не читайте обучающие статьи и примеры как роман. Единственный способ стать хорошим программистом — писать много кода.
  • Если переходите с другого языка программирования (скажем, C#), не надо писать код в стиле C#.
  • Найдите онлайн-сообщества, посвященные Java. Когда научитесь писать простые программы на Java, найдите популярные сайты и форумы, посвященные Java. Пробуйте решать проблемы, возникающие у других программистов. Это отличный способ расширить собственные знания. К тому же, если у вас возникнет загвоздка, вы будете знать, где можно попросить помощи.

Надеемся, эта статья подтолкнёт вас к изучению Java и поможет начать работу над первыми программами.

Перевод статьи “Learn Java Programming. The Definitive Guide” был подготовлен дружной командой проекта Сайтостроение от А до Я.