Профессиональное программирование предполагает использование возможностей не только языка программирования, но и платформы программирования(среды выполнения программ).В данной статье рассматривается платформа Java, осуществляется краткий обзор ее компонентов и функциональных возможностей.
Платформа программирования языка Java это программное обеспечение, представляющее собой рабочую среду для выполнения программ, написанных на Java(Java-приложений).
Платформа программирования языка Java это набор мощных компонентов для запуска и выполнения Java-приложений. Она состоит из программного интерфейса Java API, Java виртуальной машины (JVM) и среды выполнения Java-приложений (JRE).
Ведущее место занимает JRE (Java Runtime Environment) — окружение, необходимое для запуска Java-программ. Включает в себя стандартную библиотеку. В нее входят, как базовые пакеты lang, util, так и пакеты для работы с различными форматами, базами данных, пользовательским интерфейсом. JVM тоже часть JRE.
Среда выполнения для Java JRE содержит:
- Загрузчик классов отвечает за правильную загрузку классов и их связь с основными библиотеками классов Java;
- JVM отвечает за обеспечение Java-приложений ресурсами, необходимыми для их запуска и эффективной работы на устройстве или в облачной среде;
JRE в основном является контейнером для этих компонентов и отвечает за организацию их деятельности.
Java API — это библиотеки скомпилированного кода, которые можно использовать для написания своих программ. Они предоставляют собой готовый и кастомизируемый функционал, который позволяет сэкономить при разработке Java — приложений много времени
Виртуальная машина (JVM) и среда выполнения (JRE) образуют вместе мощный набор компонентов для запуска Java-приложений.
Основой платформы программирования для языка Java является виртуальная машина JVM. Среда времени выполнения Java –программ позволяет запускать программу в любом месте и в любое время, где существует виртуальная Java-машина. Эта способность Java исполнять свой код на любой из поддерживаемых платформ достигается тем, что ее программы транслируются в некое промежуточное представление, называемое байт-кодом (bytecode).
Байт-код, в свою очередь, может интерпретироваться в любой системе, в которой есть среда времени выполнения Java. Несмотря на то, что в Java используется интерпретатор, байт-код легко переводится непосредственно в “родные” машинные коды “на лету” с помощью JIT-компилятора (Just In Time compilers). При этом достигается очень высокая производительность (Symantec JIT встроен в Netscape Navigator).
JIT-компиляция происходит в режиме реального времени в процессе выполнения программы. В отличие от стандартной компиляции, она имеет доступ к динамической информации во время выполнения кода. Это означает, что такая компиляция лучше обрабатывает код, например, встроенные функции.
Виртуальная машиной Java JVM поддерживает внутреннюю среду исполнения байт-кода, которая имеет следующие особенности:
- динамическая объектно-ориентированная модель представления программы. Java-программа представляет собой набор классов, для каждого класса при компиляции создается двоичный файл с расширением class, содержащий кроме собственно байт-кода методов еще и описание структуры класса (описание данных и заголовки методов);
- «самоопределение» — многие элементы внутреннего представления программы могут быть описаны средствами самой же Java, прежде всего это описатели классов Class,а также процедуры их загрузки и связывания. Кроме того, структура объектов класса Class, описана в объекте – загрузчике классов ;
- динамическое связывание внешних методов. При вызове методов в «посторонних» классах байт-код содержит символическое имя метода, которое при первом обращении заменяется на адрес блока байт-код, найденного в описании «постороннего» класса (Class). Что касается данных «постороннего» класса. Им должны соответствовать смещения от начального адреса объекта;
- тотальный контроль за объектами. Все объекты в программе являются динамическими и наследуются от общего предка – класс Object, т.е. все объекты имеют общую внутреннюю сущность, через которую JVM может «следить» за ними;
- многопоточность. В Java идея многопоточности реализована на уровне языка как возможность создания объектов классов, производных от класса Thread, в которых метод run выполняется параллельно с подобными ему в локальной среде текущего объекта. В JVM потоки не интерпретируются, а реализуются в виде физических потоков, поддерживаемых операционной системой.
Для языка Java существуют несколько редакций платформы, позволяющие разработчикам приложений, поставщикам услуг и производителям аппаратного обеспечения создавать решения, отвечающих требованиям конкретных групп пользователей. Рассмотрим их по порядку.
Редакция Java Platform, Standard Edition(Java SE) включает большое количество библиотек классов, необходимых для создания различного рода приложений от Java-приложений для настольных компьютеров до серверных Java-приложений, а также разрабатывать встроенное программное обеспечение и программы для систем реального времени и Web-сервисов и т.д.
Используя платформу программирования Java SE, Вы можете создавать и развертывать Java-приложения для настольных компьютеров и серверов, а также разрабатывать встроенное программное обеспечение и программы для систем реального времени. Редакция Java SE включает классы, необходимые для создания Web-сервисов, и базовые компоненты Java EE (Java Platform, Enterprise Edition). Среди версией платформы Java SE в недалеком прошлом применялись Java SE 5 или «Тигр», Java SE 6, также известная как «Мустанг». Текущей версией платформы Java SE является Java SE 11, которая в течение года стала достаточно популярной.
Следующей редакцией платформы является Java EE (Java Platform, Enterprise Edition). Эта корпоративная версия платформы программирования помогает разработчикам создавать и развертывать переносимые, надежные, масштабируемые и безопасные серверные приложения на Java. Развивая возможности Java SE, Java EE предоставляет API Web-сервисов, компонентных моделей, удаленного взаимодействия и управления для реализации корпоративного программного обеспечения по принципам сервис — ориентированной архитектуры(SOA) и Web 2.0.
Мобильной версией платформы программирования на языке Java является Java ME (Java Platform, Micro Edition). Java ME предоставляет среду для выполнения приложений, созданных для широкого круга мобильных и встроенных систем, например мобильных телефонов, карманных компьютеров, телевизионных приставок и принтеров. Эта редакция платформы предоставляет средства создания гибких пользовательских интерфейсов, надежную модель обеспечения безопасности, полный спектр встроенных сетевых протоколов, а также мощную поддержку сетевых и оффлайновых динамически загружаемых приложений. Приложения, базирующиеся на спецификациях Java ME, могут быть запущены на множестве устройств и при этом способны эффективно задействовать их системные возможности.
Для создания функционально насыщенных приложений на скриптовых языках можно использовать JavaFX Script, работающую поверх платформы Java SE 6 и служащую для упрощения программирования сложных пользовательских интерфейсов. JavaFX работает на основеJava. На платформе JavaFX разработчики могут создавать и развертывать полнофункциональные интернет-приложения (RIA), одинаково стабильно функционирующие на различных платформах. JavaFX расширяет возможности Java, позволяя разработчикам использовать любые библиотеки Java в приложениях JavaFX. Разработчики могут расширить свои возможности в Java и воспользоваться технологией презентаций, обеспечиваемой JavaFX для создания увлекательных визуальных образов.
Заключение
Платформа программирования языка Java это набор мощных компонентов для запуска и выполнения Java-приложений.
Платформа Java также является основой практически для всех типов сетевых приложений и всеобщим стандартом для разработки и распространения встроенных и мобильных приложений, игр, веб-контента и корпоративного программного обеспечения. На платформе Java можно разрабатывать высокопроизводительные портативные приложения практически на всех компьютерных платформах.
Связанные материалы
- Что такое виды парадигмы программирования?
- Платформа программирования dotNet Framework
- Платформы языка Python
- Алгоритм аутентификации по клавиатурному почерку
- Методика изучения алгоритмов решения задач
- Программное обеспечение аутентификации по клавиатурному почерку
- Онлайн школы и курсы IT профессий
- Курсы и высшее образование в профессии программиста
- Интегрированные средства разработки программного обеспечения
