Tổng quan giới thiệu ngôn ngữ lập trình Java Core

Java là một một ngôn ngữ lập trình hiện đại, bậc cao, hướng đối tượng (OOP), dựa trên các lớp (class), bảo mật và mạnh mẽ. và là một Platform. Bất cứ môi trường phần cứng hoặc phần mềm nào mà trong đó có một chương trình chạy, thì được hiểu như là một Platform; với môi trường runtime riêng cho mình (JRE) và API, Java được gọi là Platform. Khác với phần lớn ngôn ngữ lập trình thông thường, thay vì biên dịch mã nguồn thành mã máy hoặc thông dịch mã nguồn khi chạy, Java được thiết kế để biên dịch mã nguồn thành bytecode, bytecode sau đó sẽ được môi trường thực thi (runtime environment) chạy.

Java được khởi đầu bởi James Gosling và bạn đồng nghiệp ở Sun Microsystems năm 1991. Ban đầu ngôn ngữ này được gọi là Oak (có nghĩa là cây sồi; do bên ngoài cơ quan của ông Gosling có trồng nhiều loại cây này), họ dự định ngôn ngữ đó thay cho C++, nhưng các tính năng giống Objective C. Không nên lẫn lộn Java với JavaScript, hai ngôn ngữ đó chỉ giống tên và loại cú pháp như C. Công ty Sun Microsystems đang giữ bản quyền và phát triển Java thường xuyên.

Java được tạo ra với tiêu chí “Viết (code) một lần, thực thi khắp nơi” (“Write Once, Run Anywhere” (WORA)). Chương trình phần mềm viết bằng Java có thể chạy trên mọi nền tảng (platform) khác nhau thông qua một môi trường thực thi với điều kiện có môi trường thực thi thích hợp hỗ trợ nền tảng đó. Môi trường thực thi của Sun Microsystems hiện hỗ trợ Sun Solaris, Linux, Mac OS, FreeBSD & Windows. Ngoài ra, một số công ty, tổ chức cũng như cá nhân khác cũng phát triển môi trường thực thi Java cho những hệ điều hành khác như BEA, IBM, HP…. Trong đó đáng nói đến nhất là IBM Java Platform hỗ trợ Windows, Linux, AIX & z/OS.

Java được sử dụng chủ yếu trên môi trường NetBeans và Oracle. Sau khi Oracle mua lại công ty Sun Microsystems năm 2009-2010, Oracle đã mô tả họ là “người quản lý công nghệ Java với cam kết không ngừng để bồi dưỡng một cộng đồng tham gia và minh bạch“.

Các tính năng của Java

Ngôn ngữ lập trình java có các tính năng sau:

• Hướng đối tượng – Trong Java, mọi thứ đều là một Object. Java có thể dễ dàng mở rộng và bảo trì vì nó được xây dựng dựa trên mô hình Object.
• Nền tảng độc lập – Không giống nhiều ngôn ngữ lập trình khác bao gồm cả C và C ++, khi Java được biên dịch, nó không được biên dịch thành ngôn ngữ máy nền tảng cụ thể, thay vào mã byte – nền tảng độc lập. Mã byte này được thông dịch bởi máy ảo (JVM) trên nền tảng nào đó mà nó đang chạy.
• Đơn giản – Java được thiết kế để dễ học. Nếu bạn hiểu khái niệm cơ bản về OOP Java, sẽ rất dễ để trở thành master về java.
• Bảo mật – Với tính năng an toàn của Java, nó cho phép phát triển các hệ thống không có virut, giả mạo. Các kỹ thuật xác thực dựa trên mã hoá khóa công khai.
• Kiến trúc – trung lập – Trình biên dịch Java tạo ra định dạng tệp đối tượng kiến trúc trung lập, làm cho mã biên dịch được thực thi trên nhiều bộ vi xử lý, với sự hiện diện của hệ điều hành Java.
• Portable – Là kiến trúc tập trung và không có khía cạnh thực hiện phụ thuộc của đặc tả này làm cho Java khả chuyển. Trình biên dịch trong Java được viết bằng ANSI C, đó là một tập con POSIX.
• Mạnh mẽ – Java làm nỗ lực để loại trừ các tình huống dễ bị lỗi bằng cách kiểm tra lỗi tại thời gian biên dịch và kiểm tra lỗi tại runtime.
• Đa luồng – Với tính năng đa luồng của Java có thể viết các chương trình có thể thực hiện nhiều tác vụ đồng thời. Tính năng thiết kế này cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng tương tác có thể chạy trơn tru hơn.
• Thông dịch – Mã byte Java được dịch trực tiếp tới các máy tính gốc và không được lưu trữ ở bất cứ đâu.
• Hiệu năng cao – Với việc sử dụng trình biên dịch Just-In-Time, Java cho phép thực hiện hiệu năng cao.
• Phân tán – Java được thiết kế cho môi trường phân tán của Internet.
• Năng động – Java là năng động hơn C hoặc C++ vì nó được thiết kế để thích nghi với môi trường đang phát triển. Các chương trình Java có thể mang một lượng lớn thông tin tại runtime mà có thể được sử dụng để xác minh và giải quyết các truy cập vào các đối tượng tại runtime.

Java được sử dụng để làm gì?

Trước khi tôi trả lời câu hỏi, Java được sử dụng để làm gì, hay lý do tại sao bạn nên chọn Java. Java rất phổ biến và đã thống trị lĩnh vực này từ đầu những năm 2000 đến nay 2020.

Theo tập đoàn SUN, hiện nay có khoảng 3 tỷ thiết bị đang chạy java.

Java đã được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ:

1. Desktop App như acrobat reader, media player, antivirus, …
2. Web App như irctc.co.in, javatpoint.com, …
3. Enterprise App như các ứng dụng về xử lý nghiệp vụ ngân hàng, …
4. Thiết bị Mobile như các ứng dụng Android.
5. Hệ thống nhúng
6. Smart Card
7. Robot
8. Game App

Các kiểu của Java App

Có 4 kiểu ứng dụng chính của java app:

1. Standalone App

Standalone App cũng được biết đến như Desktop App hoặc Window-based App. Để tạo ra ứng dụng kiểu này người ta thường sử dụng AWT, Swing hoặc JavaFX framework.

2. Web App

Web App là ứng dụng chạy trên server và tạo được các trang động. Hiện nay, servlet, jsp, struts, jsf, spring… là những công nghệ được sử dụng để tạo Web App trong java.

3. Enterprise App

Một ứng dụng dạng như Banking App, có lợi thế là tính bảo mật cao, cân bằng tải (load balancing) và clustering. Trong java, EJB được sử dụng để tạo các Enterprise App.

4. Mobile App

Mobile App là ứng dụng được tạo ra cho các thiết bị di động. Hiện nay Android và Java ME được sử dụng để chạy các ứng dụng này.

Java Platforms

Có 4 nền tảng Java:

1. Java SE (Java Standard Edition)

Java SE là một nền tảng lập trình Java. Nó bao gồm các API lập trình Java như java.lang, java.io, java.net, java.util, java.sql, java.math, v.v. Nó bao gồm các chủ đề cốt lỗi như OOPs, String, Regex, Exception, Inner classes, Multithreading, I/O Stream, Networking, AWT, Swing, Reflection, Collection, v.v.

2. Java EE (Java Enterprise Edition)

Đây là một nền tảng doanh nghiệp chủ yếu được sử dụng để phát triển các ứng dụng web và doanh nghiệp. Nó được xây dựng trên nền tảng Java SE. Nó bao gồm các chủ đề như Servlet, JSP, Web Services, EJB, JPA , v.v.

3. Java ME (Java Micro Edition)

Đây là một nền tảng vi mô chủ yếu được sử dụng để phát triển các ứng dụng di động.

4. JavaFX

JavaFX là một nền tảng phần mềm phát triển các ứng dụng Internet phong phú (Rich Internet Applications – RIAs) có thể chạy trên nhiều loại thiết bị, nhiều hệ điều hành khác nhau. JavaFX là một giải pháp công nghệ cho GUI trên nền tảng Java nhằm tạo giao diện đồ họa người dùng dựa trên Swing và Java2D.

Tại sao bạn nên học lập trình Java?

Ngoài việc độc lập nền tảng, phong cách “lập trình hướng đối tượng” của Java và sự hấp dẫn rất cao đối với các nhà tuyển dụng IT.

Như tên gọi của nó đã cho thấy, lập trình hướng đối tượng (OOP) sử dụng các đối tượng được định nghĩa đầy đủ – và các mối quan hệ giữa các đối tượng với nhau – để thực hiện các tác vụ khác nhau. Do nền tảng mô-đun tự nhiên của nó, OOP thường làm cho nó dễ dàng hơn, nhanh hơn và rẻ hơn trong phát triển và quản lý phần mềm. Cũng dễ hiểu khi những đặc điểm này buộc các tổ chức và doanh nghiệp ôm lấy Java trong vòng tay rộng mở, nâng ngôn ngữ lập trình này trở thành kỹ năng được mong muốn nhất của các nhà tuyển dụng.

Và trong khi Java là rất “hot” với các nhà tuyển dụng, nó cũng không kém phần nóng bỏng đối với những người thực sự viết ra các chương trình máy tính. Mức lương trung bình của một lập trình viên Java tại Mỹ là $88K đô-la (hơn 1,8 tỷ VNĐ/năm) và Java tạo ra một nguồn cảm hứng bất tận để thu hút rất nhiều người theo đuổi nghề nghiệp cùng với nó.

Điều kiện tiên quyết để học lập trình Java

Bạn nên có kiến thức cơ bản về lập trình C/C++, và kiến thức tốt cấu trúc dữ liệu và giải thuật.