Was ist Java?

Java ist eine weit verbreitete Programmiersprache zum Codieren von Webanwendungen. Es ist seit über zwei Jahrzehnten eine beliebte Wahl unter Entwicklern und es werden heutzutage Millionen von Java-Anwendungen verwendet. Java ist eine objektorientierte und netzwerkzentrierte Multiplattform-Sprache, die selbst als eigenständige Plattform verwendet werden kann. Es ist eine schnelle, sichere und zuverlässige Programmiersprache zum Codieren von allem, von mobilen Apps und Unternehmenssoftware bis hin zu Big-Data-Anwendungen und serverseitigen Technologien.

Wofür wird die Java-Programmiersprache verwendet?

Da Java eine frei verwendbare und vielseitige Sprache ist, entwickelt sie lokalisierte und verteilte Software. Einige übliche Anwendungsbereiche von Java sind: 

  1. Spieleentwicklung: Viele beliebte Handy-, Computer- und Videospiele werden in Java erstellt. Sogar moderne Spiele, die fortschrittliche Technologien wie Machine Learning oder virtuelle Realität integrieren, werden mit Java-Technologie erstellt.
  2. Cloud Computing: Java wird oft als WORA – Write Once and Run Anywhere (einmal schreiben und überall ausführen) – bezeichnet und eignet sich damit perfekt für dezentrale cloudbasierte Anwendungen. Cloud-Anbieter entscheiden sich für die Java-Sprache, um Programme auf einer Vielzahl zugrunde liegender Plattformen auszuführen.
  3. Big Data: Java wird für Datenverarbeitungsmaschinen verwendet, die mit komplexen Datensätzen und riesigen Mengen an Echtzeitdaten arbeiten können.
  4. Künstliche Intelligenz: Java ist ein Kraftpaket für Machine-Learning-Bibliotheken. Die Stabilität und Geschwindigkeit von Java machen sie perfekt für die Entwicklung von Anwendungen mit künstlicher Intelligenz wie die natürliche Sprachverarbeitung und Deep Learning.
  5. Internet of Things: Java wurde verwendet, um Sensoren und Hardware in Edge-Geräten zu programmieren, die sich unabhängig mit dem Internet verbinden können.

Java ist beliebt, weil es auf Benutzerfreundlichkeit ausgelegt ist. Einige Gründe, warum Entwickler Java weiterhin anderen Programmiersprachen vorziehen, sind:

Qualitativ hochwertige Lernressourcen

Java gibt es schon seit langer Zeit, daher stehen neuen Programmierern viele Lernressourcen zur Verfügung. Detaillierte Dokumentationen, umfassende Bücher und Kurse unterstützen Entwickler durch den Lernprozess. Darüber hinaus können Anfänger mit dem Schreiben von Code in Core Java beginnen, bevor sie zu Advanced Java wechseln.

Eingebaute Funktionen und Bibliotheken

Bei der Verwendung von Java müssen Entwickler nicht jede neue Funktion von Grund auf neu schreiben. Java bietet stattdessen ein reichhaltiges Ökosystem aus integrierten Funktionen und Bibliotheken, um eine Reihe von Anwendungen zu entwickeln.

Aktiver Community-Support

Java hat viele aktive Benutzer und eine Community, die Entwickler bei Herausforderungen rund um das Programmieren unterstützen kann. Die Software der Java-Plattform wird ebenfalls regelmäßig gewartet und aktualisiert.

Qualitativ hochwertige Entwicklungtools

Java bietet verschiedene Tools zur Unterstützung von automatisiertem Bearbeiten, Debuggen, Testen, Bereitstellen und Änderungsmanagement. Diese Tools machen die Java-Programmierung zeit- und kosteneffizient.

Plattformunabhängig

Java-Code kann ohne Umschreiben auf jeder zugrunde liegenden Plattform wie Windows, Linux, iOS oder Android ausgeführt werden. Dies macht es besonders leistungsfähig in der heutigen Umgebung, in der wir Anwendungen auf mehreren Geräten ausführen möchten.

Sicherheit

Benutzer können nicht vertrauenswürdigen Java-Code über ein Netzwerk herunterladen und ihn in einer sicheren Umgebung ausführen, in der er keinen Schaden anrichten kann. Nicht vertrauenswürdiger Code kann weder das Hostsystem mit einem Virus infizieren noch Dateien von der Festplatte lesen oder schreiben. Die Sicherheitsstufen und Einschränkungen in Java sind ebenfalls in hohem Maße konfigurierbar.

Wie funktioniert Java?

Alle Programmiersprachen sind ein Mittel, um mit Maschinen zu kommunizieren. Maschinenhardware reagiert nur auf elektronische Kommunikation. Programmiersprachen auf höherer Ebene wie Java fungieren als Brücke zwischen menschlicher Sprache und Hardware-Sprache. Um Java zu verwenden, muss ein Entwickler zwei Dinge verstehen:

  1. Java-Sprache und -APIs: Dies ist die Frontend-Kommunikation zwischen dem Entwickler und der Java-Plattform.
  2. Die virtuelle Maschine von Java: Dies ist die Backend-Kommunikation zwischen der Java-Plattform und der zugrunde liegenden Hardware. Sehen wir uns diese Dinge unten im Detail an:

Was ist die Java-API?

Java definiert die Syntax und Semantik der Java-Programmiersprache. Dazu gehören das grundlegende Vokabular und die Regeln, die zum Schreiben von Algorithmen verwendet werden, wie z. B. unveränderliche Datentypen, if/else-Blöcke, Schleifen usw. APIs sind wichtige Softwarekomponenten, die mit der Java-Plattform gebündelt sind. Dies sind vorgefertigte Java-Programme, die vorhandene Funktionen in Ihren eigenen Code einfügen und wiedergeben können. Beispielsweise könnten Sie Java-APIs verwenden, um Datum und Uhrzeit abzurufen, mathematische Operationen durchzuführen oder Text zu bearbeiten. Jeder von einem Entwickler geschriebene Java-Anwendungscode kombiniert normalerweise neuen und bereits vorhandenen Code aus Java-APIs und Java-Bibliotheken.

Was ist eine virtuelle Java-Maschine?

Die virtuelle Maschine von Java fungiert als zusätzliche Abstraktionsschicht zwischen der Java-Plattform und der zugrunde liegenden Maschinenhardware. Java-Quellcode kann nur auf Maschinen ausgeführt werden, auf denen JVM installiert ist. Die Antwort darauf, warum die virtuelle Maschine von Java benötigt wird, liegt in der Geschichte des Programmierens.

Die Geschichte des Programmierens

Als natürliche Programmiersprachen zum ersten Mal entwickelt wurden, gab es zwei große Kategorien in die sie kommen konnten, je nachdem, wie sie mit der zugrunde liegenden Hardware kommunizierten.

  1. Compiler: Das vollständige Programm wird mit Compilern in natürlicher englischer Syntax geschrieben und die Sprache kompiliert (oder übersetzt) dann den gesamten Code in Maschinencode. Der kompilierte Code wird dann auf der Hardware ausgeführt.
  2. Interpreter: Mit Interpretern wird jede Code-Anweisung auf hoher Ebene im Handumdrehen in Maschinencode interpretiert.  Geschriebene Anweisungen werden sofort von der Hardware ausgeführt, bevor die nächste Anweisung betrachtet wird.

Die Java-Laufzeitumgebung

Das Java-Programm war die erste Sprache, die beide oben genannten Methoden unter Verwendung einer virtuellen Maschine von Java (JVM) kombinierte. Der Java-Code-Compiler wird als virtuelle Maschine von Java bezeichnet. Jede Java-Datei wird zuerst in Bytecode kompiliert. Java-Bytecode kann nur in der JVM ausgeführt werden. Die JVM interpretiert dann den Bytecode, um ihn auf der zugrunde liegenden Hardware-Plattform auszuführen. Wenn die Anwendung also auf einem Windows-Computer ausgeführt wird, interpretiert die JVM sie für Windows. Wenn sie jedoch auf einer Open-Source-Plattform wie Linux ausgeführt wird, interpretiert die JVM sie für Linux. 

Wie programmiert man in Java?

Um mit dem Programmieren in Java zu beginnen, müssen Sie eine Java-Edition auf Ihrem System installieren. Es gibt vier Java-Haupteditionen: 

  1. Java-Standard-Edition (Java SE)
  2. Java-Enterprise-Edition (Java EE)
  3. Java-Micro-Edition (Java ME)

Was ist Java SE?

Die Java-Standard-Edition ist die zentrale Java-Programmierplattform. Sie enthält alle Bibliotheken und APIs, die jeder Programmierer für die Java-Entwicklung benötigt. Das Open Java Development Kit (OpenJDK) ist die kostenlose Open-Source-Implementierung von Java SE.

Amazon Corretto ist eine kostenfreie, produktionsbereite Multiplattform-Verteilung von OpenJDK. Es kann als direkter Ersatz für viele Java-SE-Verteilungen verwendet werden und wird mit kostenlosem, langfristigem Support von Amazon geliefert. Damit können Sie die gleiche Umgebung in der Cloud, vor Ort und auf Ihrem lokalen Computer ausführen.

Was ist Java EE?

Die Java-Enterprise-Edition enthält alle Funktionen von Java SE und zusätzliche Funktionen zur Bereitstellung fehlertoleranter, verteilter, mehrschichtiger Java-Software. Anwendungen, die einen immensen Umfang, verteilte Systeme, Datenbankzugriff und Webservices erfordern, werden normalerweise auf Java EE entwickelt.

Was ist Java ME?

Java-Micro-Edition ist die Plattform für die Entwicklung von Anwendungen für mobile Geräte und eingebettete Systeme wie Set-Top-Boxen. Java ME bietet einen Teil der Funktionalität von Java SE, führt aber auch Bibliotheken speziell für mobile Geräte ein. 

Was ist AWS SDK für Java?

AWS SDK für Java vereinfacht die Verwendung der AWS-Services, indem es eine Reihe von Bibliotheken bereitstellt, die für Java-Entwickler konsistent und vertraut sind. Es unterstützt auch höhere Abstraktionsebenen für eine vereinfachte Entwicklung. Auf AWS fokussierte Open-Source-Java-Bibliotheken sind zusammen mit Codebeispielen und einem Java-API-Referenzhandbuch verfügbar. 

Die SDK-Codebeispiele enthalten Java-Codebeispiele und reale Anwendungsfälle für AWS-Services, um die Entwicklung Ihrer Anwendungen zu beschleunigen. Darüber hinaus beschreibt der Java-API-Referenzleitfaden die API-Operationen für die neueste Version des AWS SDK für Java. Der Referenzleitfaden enthält auch Beispiele für Anfragen, Antworten und Fehler für die unterstützten Webservice-Protokolle.

Finden Sie im Entwicklerhandbuch heraus, wie Sie Ihre ersten Schritte mit AWS SDK für Java machen oder besuchen Sie das AWS-Java-Entwicklerzentrum.

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