Java es un lenguaje de programación de propósito general, concurrente, orientado a objetos que fue diseñado específicamente para tener tan pocas dependencias de implementación como fuera posible.
Su intención es permitir que los desarrolladores de aplicaciones escriban el programa
una vez y lo ejecuten en cualquier dispositivo , lo que quiere decir que el código que es ejecutado en una plataforma no
tiene que ser recopilado para correr en otra.
Java es, a partir de 2012, uno de los lenguajes de programación más populares en uso, particularmente para aplicaciones de cliente-servidor de web, con unos 10 millones de usuarios reportados.
Java es, a partir de 2012, uno de los lenguajes de programación más populares en uso, particularmente para aplicaciones de cliente-servidor de web, con unos 10 millones de usuarios reportados.
El lenguaje de programación Java fue
originalmente desarrollado por James Gosling de Sun Microsystems (la cual fue adquirida por la compañía Oracle) y publicado en 1995 como un
componente fundamental de la plataforma Java de Sun Microsystems.
Su sintaxis deriva
en gran medida de C y C++,
pero tiene menos utilidades de bajo nivel que cualquiera de ellos. Las
aplicaciones de Java son generalmente compiladas a bytecode (clase Java) que puede ejecutarse en cualquier máquina virtual Java (JVM) sin importar la arquitectura de la
computadora subyacente.
La compañía Sun desarrolló la implementación de
referencia original
para los compiladores de Java, máquinas virtuales, y librerías de clases en 1991 y las publicó por
primera vez en 1995.
A partir de mayo de 2007, en cumplimiento con
las especificaciones el Proceso
de la Comunidad Java,
Sun volvió a licenciar la mayoría de sus tecnologías de Java bajo la Licencia Pública
General de GNU.
Otros también han desarrollado
implementaciones alternas a estas tecnologías de Sun, tales como el Compilador y el GNU Classpath.
VENTAJAS
* Simple.
Elimina la complejidad de los lenguajes como "C" y da paso al
contexto de los lenguajes modernos orientados a objetos. Orientado a Objetos.
La filosofía de programación orientada a objetos es diferente a la programación convencional.
* Familiar. Como la mayoría de los
programadores están acostumbrados a programar en C o en C++, el sintaxis de Java es muy similar al de estos.
* Robusto.
El sistema de Java maneja la memoria de la computadora por ti. No te tienes que preocupar por
apuntadores, memoria que no se esté utilizando, etc. Java realiza todo esto sin necesidad de que
uno se lo indique.
* Seguro. El sistema de Java tiene ciertas políticas que evitan se puedan codificar virus con este lenguaje. Existen muchas
restricciones, especialmente para los applets, que limitan lo que se puede y no
puede hacer con los recursos críticos de una computadora.
* Portable.
Como el código compilado de Java (conocido como byte code) es interpretado, un
programa compilado de Java puede ser utilizado por cualquier computadora que tenga implementado el interprete
de Java.
* Independiente a la arquitectura. Al compilar un programa en Java, el código resultante
un tipo de código binario conocido como byte code. Este código es interpretado
por diferentes computadoras de igual manera, solamente hay que
implementar un intérprete para cada plataforma. De esa manera Java logra ser un
lenguaje que no depende de una arquitectura computacional definida.
* Interpretado.
Java corre en máquina virtual, por lo tanto es interpretado.
* Dinámico. Java no requiere que compiles
todas las clases de un programa para que este funcione. Si realizas una
modificación a una clase Java se encarga de realizar un Dynamic Bynding o un
Dynamic Loading para encontrar las clases.
DESVENTAJAS
Principales Características de JAVA.
Java es un
lenguaje de programación de propósito general orientado a objetos desarrollado
por Sun Microsystems.
También se puede decir que Java es una tecnología que no sólo se reduce al lenguaje sino que además provee de una máquina virtual Java que permite ejecutar código compilado Java, sea cual sea la plataforma que exista por debajo; plataforma tanto hardware, como software (el sistema operativo que soporte ese hardware).
El apoyo a esta tecnología viene dado por la gran cantidad de fabricantes que apoyan esta especificación de máquina virtual.
También se puede decir que Java es una tecnología que no sólo se reduce al lenguaje sino que además provee de una máquina virtual Java que permite ejecutar código compilado Java, sea cual sea la plataforma que exista por debajo; plataforma tanto hardware, como software (el sistema operativo que soporte ese hardware).
El apoyo a esta tecnología viene dado por la gran cantidad de fabricantes que apoyan esta especificación de máquina virtual.
Aprender el lenguaje de programación Java requiere
tiempo y esfuerzo, pero en este curso trataremos de sentar las bases para el
conocimiento general del lenguaje. El lenguaje se inspira en otros lenguajes:
- sentencias comunes de C y C++ (sintaxis parecida a dichos lenguajes)
- concurrencia parecida a la de Mesa (un lenguaje de investigación de Xerox)
- interrupciones parecidas a las de Modula-3
- tratamiento de enlace dinámico de código nuevo parecido al de Lisp
- definiciones de interfaces parecidas a las de Objective C
- gestión
de almacenamiento automático parecida a la de Lisp
Sun describe
al lenguaje Java de la siguiente manera:
- Simple
- Orientado a Objetos
- Tipado estáticamente
- Distribuido
- Interpretado
- Robusto
- Seguro
- de Arquitectura Neutral
- Multihilo
- con Recolector de basura (Garbage Collector)
- Portable
- de Alto Rendimiento: sobre todo con la aparición de hardware especializado y mejor software
- Dinámico
Sun admite
que lo dicho anteriormente son un montón de halagos por su parte, pero el hecho
es que todas esas características pueden servir para describir el lenguaje.
Todas ellas son importantes, sin embargo cabe destacar tres, que son las que
han proporcionado tanto interés por el lenguaje: la portabilidad, el hecho de
que sea de arquitectura neutral y su simplicidad. Java ofrece toda la
funcionalidad de los lenguajes potentes, pero sin las características menos
usadas y más confusas de éstos.
Java elimina muchas de las características de otros
lenguajes como C++, para mantener reducidas especificaciones del lenguaje y
añadir características muy útiles como el recolector de basura. No es necesario
preocuparse de liberar memoria, el recolector se encarga de eliminar la memoria
asignada. Gracias al recolector, sólo te tienes que preocupar de crear los
objetos relevantes de tu sistema ya que él se encarga de destruirlos en caso de
no ser reutilizados.
Java reduce en un 50% los errores más comunes de
programación con lenguajes como C y C++. Entre las características más
"indeseables" de C++ que se han evitado en el diseño de Java
destacan: ficheros de cabecera, aritmética de punteros, sobrecarga de
operadores, estructuras, uniones, conversión implícita de tipos, clases base
virtuales, pre-procesador, etc.
Comentemos algunas de las características más
interesantes:
Estrictamente
hablando, Java es interpretado, aunque en realidad Java es tanto interpretado como
compilado. De hecho, sólo cerca del 20% del código Java es interpretado por la
JVM (Java Virtual Machine), pero es un 20% muy importante. Tanto la seguridad
de Java como su habilidad para ser ejecutado en múltiples plataformas se deben
a que los pasos finales de la compilación se manejan localmente.
Existen ciertos entornos que para mejorar el
rendimiento usan un pequeño compilador para la última fase de compilación, de
forma que una vez que se tenga el bytecode, en vez de interpretarlo se compila generando
código nativo para esa plataforma y se ejecuta, pero esta compilación se
realiza cada vez que se quiera ejecutar el programa.
El único código realmente independiente es el bytecode. Este tipo de compiladores se conocen como 'Just In Time' o JIT. Sin embargo, el bytecode no se completa hasta que se junta con un entorno de ejecución, que en este caso será la máquina virtual Java de la plataforma en la que estemos. Un browser puede proveer dicha plataforma desde el punto de vista del sistema operativo.
El único código realmente independiente es el bytecode. Este tipo de compiladores se conocen como 'Just In Time' o JIT. Sin embargo, el bytecode no se completa hasta que se junta con un entorno de ejecución, que en este caso será la máquina virtual Java de la plataforma en la que estemos. Un browser puede proveer dicha plataforma desde el punto de vista del sistema operativo.
Inconvenientes.
El browser tiene que interpretar los ficheros de
clases antes de que se ejecuten. Utilizando un lenguaje de programación
tradicional como puede ser el C++, el ordenador puede ejecutar directamente el
código generado. Sin embargo, debido a la interpretación que el browser tiene
que hacer de los ficheros, los programas escritos en Java tienden a ejecutarse
bastante más lentos que con otros lenguajes de programación (p.e. C++).
¿Por qué se considera un rasgo positivo el hecho de
combinar la compilación y la interpretación?
- Facilita la seguridad y la estabilidad.
- Reduce
los problemas de versiones.
El hecho de
que la última fase de la compilación se lleve a cabo por un dispositivo de una
determinada plataforma, releva al programador de la responsabilidad del
mantenimiento de varios fuentes en varias plataformas. La interpretación
también admite que los datos se incorporen en tiempo de ejecución, de ahí el
comportamiento dinámico que también caracteriza a Java.
Para establecer
Java como parte integral de la red, el compilador Java compila su código a un
fichero objeto de formato independiente de la arquitectura de la máquina en que
se ejecutará. Cualquier máquina que tenga el sistema de ejecución (runtime)
puede ejecutar ese código objeto, sin importar en modo alguno la máquina en que
ha sido generado.
El código fuente Java se "compila" a un
código de bytes de alto nivel independiente de la máquina. Este código
(bytecode) está diseñado para ejecutarse en una máquina hipotética que es
implementada por un sistema runtime, que sí es dependiente de la máquina. Por
lo tanto, lo que verdaderamente es dependiente del sistema es la Máquina
Virtual Java (JVM) y las librerías fundamentales, que también nos permitirían
acceder directamente al hardware de la máquina.
El compilador Java genera bytecode que serán ejecutables dondequiera que exista una JVM.
El compilador Java genera bytecode que serán ejecutables dondequiera que exista una JVM.
Java
implementa la tecnología básica de C++ con algunas mejoras y elimina algunas
cosas para mantener el objetivo de la simplicidad del lenguaje.
Java trabaja con sus datos como objetos y con interfaces a esos objetos. Soporta las tres características propias del paradigma de la orientación a objetos: encapsulación, enlace dinámico y polimorfismo.
Los modelos de objetos son llamados, como en C++, clases y sus copias, instancias. Estas instancias, como en C++, necesitan ser construidas y destruidas en espacios de memoria.
Java trabaja con sus datos como objetos y con interfaces a esos objetos. Soporta las tres características propias del paradigma de la orientación a objetos: encapsulación, enlace dinámico y polimorfismo.
Los modelos de objetos son llamados, como en C++, clases y sus copias, instancias. Estas instancias, como en C++, necesitan ser construidas y destruidas en espacios de memoria.
Java incorpora funcionalidades inexistentes en C++
como por ejemplo, la resolución dinámica de métodos. Esta característica deriva
del lenguaje ObjectiveC.
En C++ se suele trabajar con librerías dinámicas (DLLs) que obligan a recompilar la aplicación cuando se retocan las funciones que se encuentran en su interior.
Java resuelve este inconveniente mediante una interfaz específica llamada RTTI que define la interacción entre objetos excluyendo variables de instancias o implementación de métodos.
Las clases en Java tienen una representación en el runtime que permite a los programadores interrogar por el tipo de clase y enlazar dinámicamente la clase con el resultado de la búsqueda.
En C++ se suele trabajar con librerías dinámicas (DLLs) que obligan a recompilar la aplicación cuando se retocan las funciones que se encuentran en su interior.
Java resuelve este inconveniente mediante una interfaz específica llamada RTTI que define la interacción entre objetos excluyendo variables de instancias o implementación de métodos.
Las clases en Java tienen una representación en el runtime que permite a los programadores interrogar por el tipo de clase y enlazar dinámicamente la clase con el resultado de la búsqueda.
En Java casi todo son objetos. La mayoría de los
lenguajes orientados a objetos permiten la herencia múltiple, lo que puede
llevar a confusiones y/o complicaciones innecesarias. Java no permite herencia
múltiple, sólo soporta "Herencia simple" en una estructura cósmica
(todas las clases Java derivan jerárquicamente de la clase "Object").
La herencia simple significa que en cada momento cada clase sólo hereda de otra clase. Este tipo de herencia evita problemas del tipo de herencias múltiples contradictorias o exclusivas entre sí.
La herencia simple significa que en cada momento cada clase sólo hereda de otra clase. Este tipo de herencia evita problemas del tipo de herencias múltiples contradictorias o exclusivas entre sí.
Java también permite la creación de clases totalmente
abstractas, a las que llama interfaces con características similares a los
interfaces IDL de CORBA. Las interfaces permiten definir métodos que
pueden compartir con varias clases, sin tener en cuenta cómo las otras manejan los métodos.
pueden compartir con varias clases, sin tener en cuenta cómo las otras manejan los métodos.
El código
Java pasa muchos tests antes de ejecutarse en una máquina. El código se pasa a
través de un verificador de bytecodes que comprueba el formato de los
fragmentos de código y aplica un probador de teoremas para detectar fragmentos
de código ilegal -código que falsea punteros, viola derechos de acceso sobre
objetos o intenta cambiar el tipo o clase de un objeto-.
Si los bytecode pasan la verificación sin generar
ningún mensaje de error, entonces sabemos que:
- El código no produce desbordamiento de operandos en la pila
- El tipo de los parámetres de todos los códigos de operación son conocidos y correctos
- No ha ocurrido ninguna conversión ilegal de datos, tal como convertir enteros en puntero
- El acceso a los campos de un objeto se sabe que es legal: public, private, protected
- No hay ningún intento de violar las reglas de acceso y seguridad establecidas
- Evitamos saltos a mitad de una instrucción, o direccionamientos de memoria de un objeto fuera de los límites del mismo.
El cargador de clases también ayuda a Java a mantener su seguridad, separando el espacio de nombres del sistema de ficheros local, del de los recursos procedentes de la red.
Esto limita cualquier aplicación del tipo Caballo de Troya, ya que las clases se buscan primero entre las locales y luego entre las procedentes del exterior.
API son las
iniciales de Application Programar Interface. Pensemos lo siguiente. Por muy
completo que sea un lenguaje en cuanto a estructuras, tipos de datos y
operadores, para que sea funcional necesita hacer E/S .
La E/S es dependiente del Sistema Operativo. La API es una capa de abstracción que se pone encima del S.O. para permitir hacer entradas y salidas de una manera estandarizada. Se trata de una especificación de una librería software, detallando las llamadas a funciones, los argumentos, y los resultados que obtienes al utilizarlas.
Una API sólo existe en papel y no es más que diseño. De hecho, para usar una API necesitas una librería que exista y que implemente esa API.
La E/S es dependiente del Sistema Operativo. La API es una capa de abstracción que se pone encima del S.O. para permitir hacer entradas y salidas de una manera estandarizada. Se trata de una especificación de una librería software, detallando las llamadas a funciones, los argumentos, y los resultados que obtienes al utilizarlas.
Una API sólo existe en papel y no es más que diseño. De hecho, para usar una API necesitas una librería que exista y que implemente esa API.
Clasificación de las APIs
Las APIs están clasificadas como API
Core (Núcleo) o como Standard Extensión (Extensiones estándar).
Una API Core es aquélla que viene incluida en el sistema JDK, es parte de la implementación estándar de Sun y cualquier sistema Java tiene que ser capaz de soportarlas.
Una extensión estándar es una librería que los sistemas Java no tienen por qué soportar, pero de hacerlo, lo tiene que hacer siguiendo exactamente la forma estándar.
Una API Core es aquélla que viene incluida en el sistema JDK, es parte de la implementación estándar de Sun y cualquier sistema Java tiene que ser capaz de soportarlas.
Una extensión estándar es una librería que los sistemas Java no tienen por qué soportar, pero de hacerlo, lo tiene que hacer siguiendo exactamente la forma estándar.
Estas tres distribuciones son:
a) J2SE o simplemente Java
SE: Java 2 Standard Edition o Java Standard Edition. Orientado al
desarrollo de aplicaciones cliente / servidor. No incluye soporte a tecnologías
para internet. Es la base para las otras distribuciones Java y es la plataforma
que utilizaremos nosotros en este curso por ser la más utilizada.
b) J2EE: Java 2
Enterprise Edition. Orientado a empresas y a la integración entre sistemas.
Incluye soporte a tecnologías para internet. Su base es J2SE.
c) J2ME:
Java 2 Micro Edition. Orientado a
pequeños dispositivos móviles (teléfonos, tabletas, etc.).
Otras mejoras añadidas incluían: comunicado de prensa
* J2SE 1.4 (6 de febrero de 2002) — Nombre
Clave Merlin. Este fue el primer lanzamiento de la plataforma Java
desarrollado bajo el Proceso de la Comunidad Java como JSR 59. Los
cambios más notables fueron: comunicado de prensalista completa de cambios
* Palabra
reservada assert (Especificado
en JSR 41.)
* Expresiones regulares modeladas al estilo de las expresiones regulares Perl
* Expresiones regulares modeladas al estilo de las expresiones regulares Perl
* Encadenación de excepciones Permite a una excepción encapsular la excepción
de bajo nivel original.
* non-blocking NIO (New Input/Output)
(Especificado en JSR 51.)
* Logging API (Specified
in JSR 47.)
* API I/O para
la lectura y escritura de imágenes en formatos como JPEG o PNG
* Parser XML integrado
y procesador XSLT (JAXP) (Especificado en JSR 5 y JSR 63.)
* Seguridad
integrada y extensiones criptográficas (JCE, JSSE, JAAS)
* Java Web Start incluido (El primer lanzamiento ocurrió en marzo
de 2001 para J2SE 1.3) (Especificado en JSR 56.)
* J2SE 5.0 (30 de septiembre de 2004) — Nombre
clave: Tiger. (Originalmente numerado 1.5, esta notación aún es
usada internamente.) Desarrollado bajo JSR 176, Tiger
añadió un número significativo de nuevas características comunicado de prensa
* Plantillas (genéricos) — provee conversión de tipos (type safety) en tiempo de compilación para
colecciones y elimina la necesidad de la mayoría de conversión de tipos (type casting). (Especificado por JSR 14.)
* Metadatos — también llamados anotaciones, permite a estructuras del lenguaje
como las clases o los métodos, ser etiquetados con datos adicionales, que
puedan ser procesados posteriormente por utilidades de proceso de metadatos.
(Especificado por JSR 175.)
* Autoboxing/unboxing — Conversiones automáticas
entre tipos primitivos (Como los int) y clases de envoltura primitivas (Como Integer).
(Especificado por JSR 201.)
* Enumeraciones — la palabra reservada enum crea una typesafe, lista ordenada
de valores (como Dia.LUNES, Dia.MARTES, etc.). Anteriormente, esto
solo podía ser llevado a cabo por constantes enteras o clases construidas
manualmente (enum pattern). (Especificado por JSR 201.)
* Varargs
(número de argumentos variable) — El último parámetro de un método puede ser
declarado con el nombre del tipo seguido por tres puntos (e.g. void drawtext(String... lines)). En la
llamada al método, puede usarse cualquier número de parámetros de ese tipo, que
serán almacenados en un array para pasarlos al método.
* Bucle for mejorado
— La sintaxis para el bucle for se
ha extendido con una sintaxis especial para iterar sobre cada miembro de un
array o sobre cualquier clase que implemente Iterable, como la clase estándar Collection,
de la siguiente forma:
void
displayWidgets (Iterable<Widget> widgets) {
for (Widget w : widgets) {
w.display();
}
}
Este ejemplo itera sobre el
objeto Iterable widgets, asignando, en orden, cada uno de los
elementos a la variable w,
y llamando al método display() de
cada uno de ellos. (Especificado por JSR 201.)
* Java SE 6 (11 de diciembre de 2006) — Nombre
clave Mustang. Estuvo en desarrollo bajo la JSR 270. En esta
versión, Sun cambió el nombre "J2SE" por Java SE y
eliminó el ".0" del número de versión.. Está
disponible en http://java.sun.com/javase/6/.
Los cambios más importantes introducidos en esta versión son:
Los cambios más importantes introducidos en esta versión son:
* Incluye un
nuevo marco de trabajo y APIs que hacen posible la combinación de Java con
lenguajes dinámicos como PHP, Python, Ruby y JavaScript.
* Incluye el
motor Rhino, de Mozilla, una implementación de Javascript en Java.
* Incluye un
cliente completo de Servicios Web y soporta las últimas especificaciones para
Servicios Web, como JAX-WS 2.0, JAXB 2.0, STAX y JAXP.
* Mejoras en
la interfaz gráfica y en el rendimiento.
* Java SE 7 —
Nombre clave Dolphin. En el año 2006 aún se
encontraba en las primeras etapas de planificación. Su lanzamiento fue en julio
de 2011.
* Soporte para
XML dentro del propio lenguaje.
* Un nuevo
concepto de superpaquete.
* Soporte
para closures.
* Introducción
de anotaciones estándar para detectar fallos en el software.
* No
oficiales:
* NIO2.
* Java Module
System.
* Java Kernel.
* Nueva API
para el manejo de Días y Fechas, la cual reemplazara las antiguas clases Date y
Calendar.
* Posibilidad
de operar con clases BigDecimal usando operandos.
·* Java SE 8 —
lanzada en marzo de 2014. Cabe destacar:
* Incorpora de
forma completa la librería JavaFX.
* Diferentes
mejoras en seguridad.
* Diferentes
mejoras en concurrencia.
* Añade
funcionalidad para programación funcional mediante expresiones Lambda.
* Mejora la
integración de JavaScript.
* Nuevas API
para manejo de fechas y tiempo (date - time).
En el 2005 se
calcula en 4,5 millones el número de desarrolladores y 2.500 millones de
dispositivos habilitados con tecnología Java.
* Java SE 9: nueva
versión que mejora la anterior (en difusión).
* Java SE 10: nueva
versión que mejora la anterior (todavía sin uso comercial).
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