Java

Was ist Java?

Java ist eine objektorientierte Programmiersprache und zählt zu den höheren Programmiersprachen. Java eignet sich somit zur objektorientierten Programmierung und wurde am 23. Mai 1995 eingeführt.

Entwickelt wurde die Programmiersprache von dem Entwickler des Mikrocomputers Star James Gosling der als Urvater dieser strikten Objektorientierung im Design der Sprache und zugleich plattformunabhängigen Programmiersprache gilt. Java-Script ist nicht etwa eine Java basierte Skriptsprache, sondern eine eigenständige Programmiersprache.

Eigenschaften von Java als Programmiersprache

Wozu eignet sich Java in der Programmierung?

Java ist als offizielle Sprache für die Entwicklung von Android-Apps sehr beliebt. Es ist eine Allzweck-Programmiersprache. Diese Programmiersprache wird von Google und einer großen aktiven Gemeinschaft von Entwicklern unterstützt.

Warum ist Java bei Entwicklern so beliebt?

Mit Java-Technologien sind Software-Entwickler*innen in der Lage, Code in Form von Klassen und Objekten zu schreiben.

Java unterstützt dabei alle Arten von Android-Programmiersprachen, einschließlich Webanwendungen, Desktopanwendungen, Client-Server-Anwendungen und Unternehmensanwendungen.

Mit seinem Erscheinung trat die damals noch junge Programmiersprache als einfachere und sicherere Alternative zu C++ auf.

Write once, run anywhere

Mit diesem Versprechen wurde Java zu einer der führenden Computersprachen für Entwickler in der ganzen Welt. Diese Sprache ist objektorientiert und klassenbasiert und folgt dem „WORA“-Prinzip:

„write once, run anywhere“

Plattformunabhängigkeit

Damit kann, wer seine Java-Programme einmal erstellt hat, diese – losgelöst von der Hardware und Betriebssystemen – überall ausführen. Mit der Verbreitung der Docker-Containern hat dieses Argument etwas an Gewicht verloren.

Software-Engineers lieben Java für seine Gleichzeitigkeit – viele vergleichen sie immer wieder mit Python und halten sie in diesem Punkt für überlegen.  Die enorm große Auswahl an Bibliotheken und die gleichbleibend gute Leistung spricht in Softwareprojekten ebenfalls oft für Javaprogrammierung.

Auch die Community ist riesig, d. h. Java-Fans können sich immer auf eine breite Unterstützung verlassen. Es existiert ein riesiges Ökosystem aus unzähligen Frameworks, Bibliotheken, Entwicklungswerkzeugen, Dokumentation und verfügbaren Entwicklern rund um Java.

Langzeitstabilität

Eine der wesentlichen Eigenschaften von Javaprogrammen ist die Langzeitstabilität. In der Regel läuft auch rund 30 Jahre alter Code noch auf einer aktuellen JVM.

Cloud als Heimvorteil Nummer 2 – Java-Migration mit geringem Aufwand

Der langlebige Java-Code gewinnt mit dem Cloud-Trend durchaus hochgradig relevant: Vorhandene Software-Projekt lassen sich mit geringem Aufwand in die Cloud migrieren.

Wenn Software fehlerfrei und zuverlässig arbeitet, dann sind eine solche Cloud-Migration und Microservices eine sinnvolle Option.

Zudem garantiert Oracle die zuverlässige Weiterentwicklung der Programmiersprache und von Java-Technologien.
Das Projekt „Valhalla“ ist ein Beleg hierfür und hat unter anderem die Einführung von benutzerdefinierten primitiven Typen (Value Types) zum Ziel.

Hohe Performance

Auch in punkto Performance braucht sich Java nicht zu verstecken: Die Sprache gehört weiterhin zu den schnellsten Ausführungsumgebungen und ist sogar im High-Frequency-Trading verbreitet.

Java, JSON und JavaScript – Abgrenzung und Zusammenspiel

Obwohl Java, JSON und JavaScript oft in einem Atemzug genannt werden, haben sie grundlegend unterschiedliche Rollen in der Softwareentwicklung. Dennoch gibt es entscheidende Schnittpunkte, die ihre Zusammenarbeit ermöglichen.

Java vs. JavaScript – Zwei verschiedene Programmiersprachen

• Java ist eine kompilierte, objektorientierte Programmiersprache, die für skalierbare Anwendungen, Enterprise-Software und Spieleentwicklung verwendet wird.
• JavaScript ist eine interpretiere, dynamische Sprache, die hauptsächlich für Webentwicklung und clientseitige Skripte genutzt wird.
• Gemeinsamkeit: Beide haben ähnliche Syntaxelemente und nutzen das Konzept der Objekte, aber sie sind völlig unterschiedliche Technologien.

JSON – Die Brücke zwischen Java und JavaScript

• JSON (JavaScript Object Notation) ist kein Code, sondern ein leichtgewichtiges Datenformat, das von JavaScript inspiriert wurde.
• Warum JSON? JSON ist einfach zu parsen, plattformunabhängig und wird in vielen Programmiersprachen unterstützt – darunter Java und JavaScript.
• Java mit JSON: Java kann JSON mit Bibliotheken wie Jackson oder Gson verarbeiten, um Daten aus Web-APIs, Spieldateien oder Konfigurationsdateien effizient zu laden.
• JavaScript mit JSON: Da JSON ursprünglich aus der JavaScript-Welt stammt, kann es mit nativem JavaScript direkt interpretiert und manipuliert werden.

Zusammenspiel in der Praxis

Ein typischer Workflow mit Java, JavaScript und JSON könnte folgendermaßen aussehen:

1. Frontend (JavaScript) sendet eine Anfrage an einen Server.
2. Backend (Java mit Spring Boot) verarbeitet die Anfrage und gibt JSON-Daten zurück.
3. JavaScript-Client empfängt das JSON und stellt die Daten im Browser dar.
4. In der Spieleentwicklung speichert JSON oft Spielstände, Konfigurationen oder Assets, die sowohl in Java- als auch JavaScript-basierten Engines genutzt werden können.

JSON ist die universelle Brücke, die den Datenaustausch zwischen Java und JavaScript vereinfacht. Während Java für robuste Backend-Prozesse und komplexe Anwendungen zuständig ist, sorgt JavaScript für interaktive Webanwendungen – JSON ermöglicht dabei eine reibungslose Kommunikation zwischen beiden Welten.

Wie funktioniert Java-Programmierung?

Die Java-Programmierung basiert auf klassenbasierten und objektorientierten Attributen.

Ist Java-Programmierung heute noch aktuell?

Auch wenn Java-Code schon seit gut einem Vierteljahrhundert in Prozessoren unterschiedlichster Geräte seinen Dienst verrichtet, so zählt Java weiterhin zu den modernen Programmiersprachen. Eine enorm große Anzahl bedeutender Softwareprojekte hat Java gezielt als Basistechnologie gewählt.

Von der NASA über Google und eBay  oder Twitter setzen unzählige Unternehmen auf Java-Software.

Embeded-Systems Programmierung ist mit Java ein Homerun!

Die Programmiersprache läuft auf allen erdenklichen embeded-Systems und bringt es laut Oracle auf über 45 Milliarden aktive Java Virtual Machines (JVM) weltweit.

Eine solch enorme Verbreitung ist durchaus ein gewichtiger Vorteil, zumal viele Funktionalitäten aus bereits existierenden Projekten nutzbar sind.

Trotzdem halten manche Entwickler Java für ein Produkt, das seine besten Jahre hinter sich hat. Ein denkbarer Grund hierfür wäre, dass Java 8 aus dem Jahr 2014 weiterhin in vielen Unternehmen immer noch Standard ist.

Diese Java-Ressourcen solltest Du unbedingt kennen:

Es gibt einige sehr nützliche Ressourcen für Java-Entwickler die Dir das Programmieren erleichtern und Dir helfen Deine Code-Qualität zu verbessern:

Java-Styleguide von google

Google bietet mit dem Styleguide für Java eine besonders hilfreiche Ressource

• https://google.github.io/styleguide/javaguide.html

Java-Framework Quarkus

Das Java-Framework Quarkus ermöglicht Dir einen super schnellen Workflow für Deine Java-Entwicklung!

• https://quarkus.io

Dein Code lässt sich mit diesem Framework sehr schnell ändern, die Compilierung funktioniert automatisch, und der SourceCode lässt sich sofort testen.

Wie gefragt sind Java-Entwickler?

Java-Entwickler sind weiterhin sehr gefragte Software-Entwickler*innen! Zum einen liegt das an der enormen Anzahl existierender Softwareprojekte auf dieser Codebasis.

Zum anderen gelten Java-Programmier*innen als hochgradig erfahrende Programmierung, denn grundlegende Programmier-Paradigmen wie die strikte Objektorientierung oder Polymorphismus haben sie einfach im Blut!

Java in der modernen Softwareentwicklung

Java bleibt eine tragende Säule in der Softwareentwicklung, insbesondere in unternehmenskritischen Anwendungen und modernen Architekturen wie Microservices. Es kombiniert bewährte Stabilität mit einer stetigen Weiterentwicklung, die es Entwicklern ermöglicht, mit den neuesten technologischen Anforderungen Schritt zu halten.

Einsatzgebiete von Java

Java ist nicht nur für Android-Apps und serverseitige Anwendungen bekannt, sondern wird auch in zahlreichen weiteren Bereichen eingesetzt:

• Enterprise-Anwendungen: Mit Frameworks wie Spring und Jakarta EE ist Java die bevorzugte Wahl für Unternehmenssoftware.
• Cloud-native Entwicklung: Mit Tools wie Kubernetes, OpenShift und Frameworks wie Quarkus und Micronaut ist Java optimal für Cloud-native Anwendungen geeignet.
• Big Data: Technologien wie Hadoop und Apache Spark basieren auf Java und unterstützen die Verarbeitung großer Datenmengen.
• Internet der Dinge (IoT): Java läuft auf vielen eingebetteten Systemen, die für IoT-Projekte genutzt werden.
• Webentwicklung: Mit Frameworks wie Vaadin, Play und JavaServer Faces (JSF) bietet Java robuste Lösungen für moderne Webanwendungen.

Neuere Entwicklungen in Java

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Java zeigt, dass die Sprache nach wie vor relevant ist. Neuere Versionen wie Java 17 (LTS) und Java 20 bieten zahlreiche Features:

• Pattern Matching: Vereinfachte und klarere Code-Strukturen durch Mustererkennung.
• Record-Klassen: Einfache Definition von Datenobjekten ohne Boilerplate-Code.
• Project Loom: Verbesserte Thread-Verwaltung und Skalierbarkeit durch virtuelle Threads.
• Project Panama: Erleichterter Zugriff auf native Bibliotheken und APIs, wodurch Java in systemnahe Bereiche vordringt.

Java und Spieleentwicklung – Warum JSON eine Schlüsselrolle spielt

Java ist eine der beliebtesten Programmiersprachen für die Spieleentwicklung, insbesondere für plattformübergreifende Anwendungen und mobile Spiele. Während Java für die Logik und Performance des Spiels sorgt, wird JSON häufig als Datenformat für die flexible Speicherung und den Austausch von Informationen verwendet.

Viele Game-Engines und Frameworks wie LibGDX, JMonkeyEngine oder Minecraft-Modding-Plattformen setzen auf JSON, um spielrelevante Daten strukturiert und effizient zu verwalten:

• Speicherung von Spielständen: JSON ermöglicht eine einfache Serialisierung von Spielfortschritten, Konfigurationen und Benutzereinstellungen.
• Game Asset Management: Ob Charakterattribute, Level-Daten oder Gegnerverhalten – JSON wird häufig genutzt, um spielrelevante Daten als leicht verständliche und modifizierbare Dateien abzulegen.
• Datenkommunikation in Multiplayer-Spielen: JSON dient als Standardformat für REST-APIs oder WebSockets, um Spielfortschritt, Highscores oder Echtzeitkommunikation zwischen Spielern effizient zu verwalten.

Durch seine lesbare Struktur, geringe Speicheranforderungen und schnelle Verarbeitung ist JSON aus der modernen Spieleentwicklung mit Java nicht wegzudenken.

Java vs. konkurrierende Sprachen

Obwohl Sprachen wie Kotlin, Go oder Python in bestimmten Szenarien beliebter sind, bleibt Java konkurrenzfähig:

• Im Vergleich zu Kotlin: Kotlin wird häufig als modernere Alternative für die Android-Entwicklung angesehen, aber Java bleibt aufgrund seiner Stabilität und Abwärtskompatibilität die dominierende Sprache.
• Im Vergleich zu Python: Während Python in der KI und Data Science punktet, ist Java in der Performance und Skalierbarkeit von Großprojekten überlegen.
• Im Vergleich zu Go: Go ist für einfache und hochperformante Anwendungen geeignet, während Java mit einer reichhaltigen Tool- und Bibliothekslandschaft überzeugt.

Best Practices in der Java-Entwicklung

Um das volle Potenzial von Java auszuschöpfen, sollten Entwickler folgende Best Practices beachten:

• Verwendung moderner Frameworks: Frameworks wie Spring Boot oder Quarkus beschleunigen die Entwicklung und erleichtern die Integration.
• Optimierung der JVM: Durch das Feintuning der Java Virtual Machine (JVM) können Performance und Speicherverwaltung verbessert werden.
• Unit-Tests und CI/CD: Tools wie JUnit und Jenkins ermöglichen automatisierte Tests und einen effizienten Entwicklungszyklus.
• Sicherheitsaspekte: Regelmäßige Updates auf neuere Versionen und die Verwendung von Sicherheitsbibliotheken wie OWASP helfen, Sicherheitslücken zu schließen.

Java für die nächste Generation von Entwicklern

Java ist eine der besten Sprachen, um programmiertechnische Grundlagen zu erlernen:

• Klar definierte Syntax: Die strikte Objektorientierung und die klassenbasierte Struktur fördern ein solides Verständnis der Programmierung.
• Breite Community: Die Java-Community bietet eine Fülle von Ressourcen, Tutorials und offenen Projekten für Einsteiger.
• Jobperspektiven: Aufgrund der hohen Nachfrage nach Java-Entwicklern eröffnet die Sprache hervorragende Karrieremöglichkeiten.

Java und Nachhaltigkeit

Java kann durch Optimierungen in der Entwicklung und den Betrieb nachhaltig gestaltet werden:

• Effiziente Nutzung der JVM: Die JVM kann durch Containerisierung und Serverless-Technologien Ressourcen sparen.
• Green IT: Durch energieeffiziente Programmierpraktiken und die Nutzung von Cloud-Umgebungen, die auf erneuerbare Energien setzen, wird der Ressourcenverbrauch reduziert.

Java bleibt ein Schwergewicht in der Softwareentwicklung und bietet Entwicklern die perfekte Mischung aus Stabilität, Performance und Innovation. Dank seiner kontinuierlichen Weiterentwicklung und breiten Einsatzmöglichkeiten wird Java auch in Zukunft eine führende Rolle in der Programmierung spielen.

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