INTRODUÇÃO AO JAVA

INTRODUÇÃO AO JAVA

1 – Introdução ao Java A linguagem Java foi desenvolvida pela Sun Microsystems em 1995. Apesar de relativamente nova, a linguagem obteve uma espetacular aceitação por programadores do mundo inteiro, tendo se difundido como nunca antes ocorreu com uma linguagem de programação. Um fator que colaborou com isso, é o fato da linguagem possuir vantagens agregadas tais como: orientação a objetos, independência de plataforma, multitarefa, robusta, segura e distribuída. Com o advento da Internet, que tornou ainda mais necessário a comunicação entre plataformas heterogêneas, estes fatores fizeram com que o Java fosse a tecnologia perfeita para este novo cenário. 1.1 - Histórico da Linguagem No início da década de 90, um pequeno grupo de projeto da Sun pretendia criar uma nova geração de computadores portáteis inteligentes, que pudessem se comunica entre si de diversas formas. Para isso, decidiu-se criar uma plataforma de desenvolvimento onde o software pudesse ser executado em diversos tipos de equipamentos. Para o desenvolvimento desta plataforma foi escolhida a linguagem de programação C++. A linguagem C++ não permitia realizar com facilidade tudo o que o grupo pretendia. Neste ponto, James Gosling, coordenador do projeto, decidiu criar uma nova linguagem de programação que pudesse atendê-los em suas necessidades. A criação dos chips inteligentes foi abandonada devido ao alto custo de produção. Posteriormente, a explosão da Internet no mundo todo fez surgir a necessidade de uma tecnologia onde computadores de diferentes plataformas pudessem conversar. Surge daí, baseada na linguagem criada para o projeto de Gosling, a linguagem Java. 1.2 – Características da Linguagem • Orientada a Objetos : Paradigma atual mais utilizado na construção de softwares. Dentre suas vantagens, podemos citar reaproveitamento de código e aumento da manutenibilidade dos sistemas assim desenvolvidos. • Simples e Robusta : Java representa em muitos aspectos um aperfeiçoamento da linguagem C++. Ela possui certas características que permitem a criação de programas de forma mas rápida, pois tiram do programador a possibilidade de cometer erros que são comuns de ocorrer em C++. Algumas dessas características são o tratamento obrigatório de exceções e o gerenciamento automático de memória. • Gerenciamento Automático de Memória : Em Java não existe ponteiros, isto é, não é permitido ao programador acessar explicitamente uma posição de memória. Java automaticamente gerencia o processo de alocação e liberação de memória, ficando o programador livre desta atividade. O mecanismo responsável pela liberação de memória que não está mais sendo utilizada é conhecido como Garbage Collector. • Independência de Plataforma : Um dos elementos chave da linguagem Java é a independência de plataforma. Um programa Java escrito em uma plataforma pode ser utilizado em uma outra distinta da original. Este aspecto da linguagem é geralmente referenciado como “write once, run anywhere”. Isto é conseguido através da utilização da Java Virtual Machine (JVM) a qual roda numa plataforma específica e interpreta um programa Java para código de máquina específico da plataforma em questão. Como os programas em Java executam sob o controle da JVM, eles podem rodar em qualquer plataforma que possua uma disponível. 5 • Multi-threading : Um programa Java pode conter múltiplas threads para realizar várias tarefas em paralelo. 1.3 – Plataformas JAVA A tecnologia Java está organizada em três plataformas com objetivos específicos: • Java 2 Standard Edition (J2SE): ferramentas e APIs (Application Program Interface) essenciais para qualquer aplicação Java (inclusive para as outras plataformas). É suficiente a utilizarmos se quisermos desenvolver aplicações desktop com ou sem interface gráfica. • Java 2 Enterprise Edition (J2EE): ferramentas e APIs para o desenvolvimento de aplicações distribuídas. Engloba tecnologias tais como RMI, EJB, CORBA, JMS, etc. • Java 2 Micro Edition (J2ME): ferramentas e APIs para o desenvolvimento de aplicações para aparelhos portáteis (palms, celulares, eletrodomésticos). Neste curso, será suficiente para nós utilizarmos apenas a plataforma J2SE, já que nosso objetivo principal é aprender a linguagem Java. 1.4 – Java 2 System Development Kit (J2SDK) O J2SDK corresponde ao produto disponibilizado pela SUN que implementa a plataforma J2SE, provendo o ambiente básico necessário para o desenvolvimento de aplicações. Ele pode ser obtido no site da SUN no endereço http://java.sun.com. O J2SDK consiste de:  JRE (Java Runtime Environment): ambiente para execução de aplicações  Ferramentas para desenvolvimento: compilador, debugger, gerador de documentação, empacotador JAR, etc  Conjunto de APIs e código fonte das classes 1.5 – A Máquina Virtual Java O JRE é um conjunto de programas que possibilita executar aplicações Java. O coração do JRE é a Máquina Virtual Java ou Java Virtual Machine (JVM). É a JVM que possibilita uma das características mais impressionantes da linguagem Java, a portabilidade do código. Vamos compreender um pouco como isso funciona • No processo de compilação, ao invés do programa ser compilado para código de máquina da plataforma que vai ser executado, o programa é compilado para bytecode • O bytecode é genérico, isto é, não é específico para nenhum sistema operacional em particular • Quando um programa Java é executado, o arquivo bytecode é interpretado pelo interpretador da tecnologia java, que é denominado Java Virtual Machine. Existe uma JVM diferente para cada plataforma onde a tecnologia Java pode ser executada e deverá existir uma instalada no computador no qual será executado um programa Java. Os browsers, por exemplo, incorporam uma JVM para a execução de applets. 6 MeuPrograma.java => Código fonte Compilação => javac MeuPrograma.class => Bytecode Execução => java Figura 1- Esquema de compilação e execução de um programa em Java. 1.6 – Garbage Collection No C e C++ (e em outras linguagens) o programa desenvolvido é responsável pela alocação e desalocação da memória, o que é um dos principais pontos causadores de erros nestes programas. Em Java, quando um objeto é criado (e quase tudo em Java é um objeto), a memória necessária é alocada automaticamente para ele, pois não há forma de se manipular a memória diretamente. Podem existir inúmeras variáveis no programa referenciando um mesmo objeto e, durante o ciclo de execução do programa, o Java verifica se um objeto ainda está sendo referenciado por alguma variável e, caso não esteja, o Java libera automaticamente esta área que não esta sendo utilizada. Ou seja, quando não resta mais nenhuma referência para um objeto, ele é marcado para ser coletado pelo garbage colletor ou “coletor de lixo”, que libera a memória ocupada por ele. O coletor de lixo é executado de tempos em tempos num processo de baixa prioridade. Quando a JVM não está realizando nenhum processamento, ela executa o coletor de lixo que vasculha a memória em busca de algum objeto criado e não referenciado. Quando uma grande quantidade de objetos ou objetos muito grandes não são mais necessários e não se quer esperar até que o coletor de lixo seja executado para liberar essa memória, pode-se chama-lo explicitamente no programa da seguinte forma : System.gc(); _____ _____ _____ _____ _____ _____ JVM DOS JVM SCO JVM Win JVM Linux JVM 7 1.7 – Produtos e Terminologias da Tecnologia Java Produto Descrição Java Virtual Machine (JVM) Interpreta arquivos .class (bytecode) para instruções específicas de plataforma. Java Runtime Environment (JRE) Somente o JVM não é suficiente para uma aplicação Java ser executada. O JRE consiste do JVM mais núcleo de classes da plataforma Java e arquivos de suporte. O JRE é o que deve estar instalado para a execução de uma aplicação Java. Application Program Interface (API) Biblioteca de classes e interfaces que auxiliam no desenvolvimento das aplicações. Java Developer`s Kit (JDK) Corresponde ao nome da tecnologia Java até Novembro de 1999. JDK 1.1 foi a última versão. É composto por : JVM, JRE, compilador, ferramentas e APIs. Java 2 Platform, J2SE (Standard Edition ) É o nome da tecnologia a partir de Novembro de 1999. Corresponde ao JDK 1.2 na antiga terminologia. É composto por : JVM, JRE, compilador, ferramentas e APIs. Javadoc Corresponde a documentação das APIs. A última versão pode ser encontrada em http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/. A ferramenta Javadoc auxilia na criação da documentação das classes.

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