Java (linguaggio di programmazione)
Il linguaggio Java è un linguaggio di programmazione orientato agli oggetti, creato da James Gosling e altri ingegneri di Sun Microsystems. Il gruppo iniziò a lavorare nel 1991, il linguaggio inizialmente si chiamava Oak. Java fu annunciato ufficialmente il 23 maggio 1995 a SunWorld. La piattaforma di programmazione Java è fondata sul linguaggio stesso, sulla Java Virtual Machine (JVM) e sulle API. Java è un marchio registrato di Sun Microsystems.
Panoramica
Java venne creato per soddisfare quattro scopi:
- essere orientato agli oggetti
- essere indipendente dalla piattaforma
- contenere strumenti e librerie per il networking
- essere progettato per eseguire codice da sorgenti remote in modo sicuro
Orientamento agli Oggetti
La prima caratteristica, l'orientamento agli oggetti, si riferisce a un moderno metodo di programmazione e progettazione. L'idea principale della programmazione ad oggetti consiste nel rendere il software la rappresentazione di entità reali o astratte ma ben definite (oggetti). Il suo obiettivo è di rendere più facile la gestione di grandi progetti, migliorarne la qualità e la manutenibilità.
Indipendenza dalla piattaforma
La seconda caratteristica, l'indipendenza dalla piattaforma, significa che l'esecuzione di programmi scritti in Java deve avere un comportamento simile su hardware diverso. Si dovrebbe essere in grado di scrivere il programma una volta e farlo eseguire dovunque. Questo è possibile con la compilazione del codice di Java in un linguaggio intermedio bytecode, basato su istruzioni semplificate che ricalcano il linguaggio macchina. Esso viene eseguito da una virtual machine, cioè da un interprete: Java è quindi, in linea di massima, un linguaggio interpretato. Inoltre, vengono fornite librerie standardizzate per permettere l'accesso alle caratteristiche della macchina (come grafica e networking) in modo unificato. Il linguaggio Java include anche il supporto per i programmi con multithread, necessario per molte applicazioni che usano la rete.
La portabilità è un obiettivo tecnicamente difficile da raggiungere, e il successo di Java in questo ambito è materia di alcune controversie. Sebbene sia in effetti possibile scrivere in Java programmi che si comportano in modo consistente attraverso molte piattaforme diverse, bisogna tenere presente che questi poi dipendono dalle virtual machine, che sono programmi a sè e che hanno inevitabilmente i loro bug, diversi dall'una all'altra: per questo è nata una parodia dello slogan di Sun "Scrivi una volta, esegui dovunque", che è diventato "Scrivi una volta, fai il debug ovunque".
Compilazione Just In Time
Le prime implementazioni del linguaggio usavano una virtual machine che intepretava il bytecode per ottenere la massima portabilità . Questa soluzione si è però rivelata poco efficiente, in quanto e i programmi interpretati erano molto lenti. Per questo tutte le implementazioni recenti di macchine virtuali Java hanno incorporagto un JIT compiler, cioè un compilatore interno che al momento del lancio traduce al volo il programma bytecode Java in un normale programma nel linguaggio macchina del computer ospite; inoltre questa ricompilazione è dinamica, cioè la virtual machine analizza costantemente il modello di esecuzione del codice (profiling) e ottimizza ulteriormente le parti più frequentemente eseguite mentre il programma sta girando. Questi accorgimenti, a prezzo di una piccola attesa in fase di lancio del programma, permette di avere delle applicazioni Java decisamente più veloci e leggere. Tuttavia, anche così Java resta un linguaggio meno efficiente dei linguaggi compilati come il C++, scontando il fatto di possedere degli strati di astrazione in più e di implementare una serie di automatismi, come il garbage collection, che se da un lato fanno risparmiare tempo ed errori in fase di sviluppo dei programmi dall'altro consumano memoria e tempo di CPU in fase di esecuzione del programma finito.
Esecuzione sicura del codice remoto
La piattaforma Java fu uno dei primi sistemi a fornire un largo supporto per l'esecuzione del codice da sorgenti remote. Una applet Java è un particolare tipo di applicazione che può essere avviata all'interno del browser dell'utente, eseguendo codice scaricato da un server web remoto. Questo codice viene eseguito in un'area (sandbox) altamente ristretta, che protegge l'utente dalla possibilità che il codice sia malevolo o abbia un comportamento non desiderato; chi pubblica il codice può applicare un certificato che usa per firmare digitalmente le applet dichiarandole "sicure", dando loro il permesso di uscire dall'area ristretta e accedere al filesystem e al network, presumibilmente con l'approvazione e sotto il controllo dell'utente. In realtà gli applet non hanno avuto molta fortuna. Infatti presuppone che il client in cui essi vengono eseguiti abbia installata la JRE (deve eseguire il codice dell'applet). Hanno avuto fortuna le applicazioni che prevedono il cosidetto thin-client, cioè un client 'leggero' che non ha bisogno di particolari strumenti per eseguire il codice remoto (a volte è necessario solo il browser).
Valutazione
Secondo molte persone, la tecnologia Java raggiunge ragionevolmente bene tutti i suoi obiettivi. Il linguaggio comunque non è privo di incertezze. Java tende ad essere più ad alto livello di altri linguaggi simili (come il C++); questo comporta carenze in alcune caratteristiche come i tipi di dati specifici, puntatori alla memoria di basso livello e metodi di programmazione come il sovraccaricamento degli operatori.
Nonostante queste caratteristiche siano abusate frequentemente dai programmatori, esse sono anche strumenti potenti. Comunque, la tecnologia Java include Java Native Interface (JNI), un modo per chiamare codice nativo da codice Java. Con JNI è quindi possibile ugualmente usare queste caratteristiche.
Alcuni programmatori lamentano anche la mancanza dell'ereditarietà multipla, un potente mezzo di molti linguaggi orientati agli oggetti, tra cui il C++. Il linguaggio Java separa l'ereditarietà del tipo dall'implementazione, permettendo l'ereditarietà multipla dei tipi attraverso le interfacce. Questo permette di ottenere la maggior parte dei benefici dell'ereditarietà multipla evitando molti dei suoi pericoli. Inoltre, attraverso l'uso di classi concrete, classi astratte e interfacce, un programmatore ha la possibilità di scegliere un grado nullo, parziale o completo di implementazione dell'oggetto che definisce, essendo assicurata la massima flessibilità nella progettazione.
Alcune persone pensano che per particolari progetti, la programmazione orientata agli oggetti renda il lavoro più difficile. Questa particolare lamentela non è peculiare di Java, ma è rivolta a tutti i linguaggi di questo tipo.
Linguaggio
Il seguente esempio stampa il testo "Hello world".
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello world!");
}
}
Curiosità
J. Gosling e A. Van Hoof (considerati gli autori del linguaggio Java) si trovavano spesso ad un caffè presso il quale discutevano del linguaggio stesso. E così il linguaggio prese il nome da tale abitudine (Java è una qualità di caffè), tanto che il magic number che identifica un file .java è 0xCAFEBABE (probabilmente riferendosi alla cameriera che li serviva).