Technologia Java jest używana do tworzenia aplikacji dla szerokiej gamy środowisk, od urządzeń konsumenckich po heterogeniczne systemy korporacyjne. Jak każdy język programowania, język Java ma swoją własną strukturę, reguły składni i paradygmat programowania. Paradygmat programowania w języku Java opiera się na koncepcji OOP (programowanie obiektowe), którą obsługują funkcje językowe.
Języki zorientowane obiektowo mają inny styl programowania niż języki programowania strukturalnego, takie jak C i COBOL. Paradygmat programowania strukturalnego jest wysoce zorientowany na dane: mamy tu struktury danych, a następnie instrukcje programowe działają na tych danych. Języki obiektowe, takie jak język Java, łączą dane i instrukcje programów z obiektami. Język Java jest pochodną języka C, więc jego reguły składni przypominają C. Na przykład bloki kodu są modularyzowane na metody i ograniczane przez nawiasy klamrowe ({i}), a zmienne są deklarowane przed ich użyciem.
Strukturalnie język Java zaczyna się od pakietów. Pakiet to mechanizm przestrzeni nazw języka Java. Wewnątrz pakietów są klasy, a w obrębie klas istnieją metody, zmienne, stałe i inne.
Kiedy zabieramy się za programowanie Java, piszemy kod źródłowy w plikach .java, a następnie kompilujemy je. Kompilator sprawdza kod względem reguł składni języka, a następnie zapisuje kod bajtowy w plikach .class. Bytecode to zestaw instrukcji przeznaczonych do działania na maszynie wirtualnej Java (JVM).
Dodając ten poziom abstrakcji, kompilator Java różni się od innych kompilatorów językowych, które wypisują instrukcje odpowiednie dla chipsetu CPU, na którym program będzie działał. W czasie wykonywania JVM odczytuje i interpretuje pliki .class i wykonuje instrukcje programu na macierzystej platformie sprzętowej, dla której została napisana maszyna JVM. JVM interpretuje kod bajtowy tak, jak procesor będzie interpretował instrukcje w języku asemblerowym.
Różnica polega na tym, że JVM jest oprogramowaniem napisanym specjalnie dla konkretnej platformy. JVM jest sercem zasady jednokrotnego zapisu i działania w dowolnym miejscu języka Java. Nasz kod może działać na dowolnym chipsecie, dla którego dostępna jest odpowiednia implementacja JVM. Maszyny JVM są dostępne dla głównych platform, takich jak Linux i Windows, a podzbiory języka Java zostały zaimplementowane w JVM dla telefonów komórkowych i układów hobbystycznych.
Platforma Java zapewnia nam zarządzanie pamięcią. Gdy nasza aplikacja Java tworzy instancję obiektu w czasie wykonywania, JVM automatycznie alokuje przestrzeń pamięci dla tego obiektu ze sterty – pulę pamięci przeznaczoną dla naszego programu. Moduł usuwania śmieci Java działa w tle, śledząc, których obiektów aplikacja nie potrzebuje i odzyskuje pamięć. Takie podejście do obsługi pamięci jest nazywane niejawnym zarządzaniem pamięcią, ponieważ nie wymaga pisania kodu obsługi pamięci. Wyrzucanie śmieci jest jedną z podstawowych cech wydajności platformy Java.
Po pobraniu pakietu Java Development Kit (JDK) użytkownik otrzymuje – oprócz kompilatora i innych narzędzi – kompletną bibliotekę klas gotowych narzędzi, które pomagają w wykonywaniu najczęściej wykonywanych zadań programistycznych. Najlepszym sposobem na poznanie zakresu pakietów i bibliotek JDK jest zapoznanie się z dokumentacją interfejsu API JDK. Środowisko Java Runtime Environment (JRE, znane również jako środowisko wykonawcze Java) zawiera JVM, biblioteki kodu i komponenty niezbędne do uruchamiania programów napisanych w języku Java. Środowisko JRE jest dostępne dla wielu platform.
Możemy dowolnie rozpowszechniać środowisko JRE w swoich aplikacjach, zgodnie z warunkami licencji JRE. Pakiet JDK zawiera zestaw narzędzi wiersza polecenia, służących do kompilowania i uruchamiania kodu Java, w tym pełną wersję środowiska JRE. Chociaż można używać tych narzędzi do rozwijania aplikacji, większość programistów docenia dodatkową funkcjonalność, zarządzanie zadaniami i interfejs wizualny IDE. Eclipse jest popularnym środowiskiem IDE, przeznaczonym do programowania w Javie.
Eclipse obsługuje podstawowe zadania, takie jak kompilacja kodu i debugowanie, dzięki czemu można skupić się na pisaniu i testowaniu kodu. Ponadto można używać Eclipse do porządkowania plików kodu źródłowego w projektach, kompilowania i testowania tych projektów oraz przechowywania plików projektów w dowolnej liczbie repozytoriów. Musimy zainstalować JDK, aby móc korzystać z oprogramowania Eclipse dla Java. Jeśli pobierzemy jeden z pakietów Eclipse, zostanie on już dostarczony z JDK.
