Ngôn ngữ lập trình Java đang là một ngôn ngữ lập trình phổ biến và vô cùng hữu ích cho cộng đồng lập trình viên. Nếu bạn đang tò mò và muốn tìm hiểu về lập trình, đặc biệt là về Java, thì bài viết này của hoccode.org sẽ là nguồn thông tin hữu ích để giúp bạn đạt được mục tiêu của mình!
TÓM TẮT NỘI DUNG
Bạn hiểu gì về ngôn ngữ lập trình java?
Java là một ngôn ngữ lập trình đa nền tảng (cross-platform) được tạo ra bởi James Gosling tại Sun Microsystems (hiện nay là Oracle Corporation). Xuất hiện vào năm 1995, ngôn ngữ này được thiết kế để hoạt động trên nhiều hệ thống khác nhau, từ máy tính cá nhân đến các thiết bị di động, máy chủ và các thiết bị nhúng.
Sử dụng cấu trúc lập trình hướng đối tượng (object-oriented programming – OOP), Java được xây dựng dựa trên ngôn ngữ lập trình C++. Nó cung cấp một môi trường chạy ảo (virtual machine) gọi là Java Virtual Machine (JVM), cho phép các ứng dụng Java chạy trên đa nền tảng mà không cần phải biên dịch lại.
Hiện nay, Java là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển ứng dụng di động, web, lập trình cho các thiết bị nhúng, máy tính cá nhân, máy chủ, game và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.
Công dụng của ngôn ngữ lập trình java
Java, như một ngôn ngữ linh hoạt và miễn phí, được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển cả phần mềm cục bộ và phân tán. Có một số ứng dụng chủ yếu của Java bao gồm:
- Ngôn ngữ lập trình Java là nền tảng cho nhiều trò chơi điện tử, game máy tính và di động nổi tiếng. Ngay cả những trò chơi tiên tiến sử dụng công nghệ như học máy và thực tế ảo cũng có thể được phát triển bằng Java.
- Với tiêu chí “Viết một lần, chạy ở mọi nơi” (WORA), Java trở thành ngôn ngữ lý tưởng cho các ứng dụng phi tập trung dựa trên đám mây. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây thường chọn Java để triển khai các ứng dụng trên nhiều nền tảng cơ sở khác nhau.
- Ngôn ngữ lập trình Java được sử dụng cho các công cụ xử lý dữ liệu phức tạp và lượng dữ liệu thời gian thực lớn.
- Ngôn ngữ lập trình Java cung cấp một thư viện máy học lớn. Sự ổn định và hiệu suất của nó làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc phát triển các ứng dụng trí tuệ nhân tạo như xử lý ngôn ngữ tự nhiên và học sâu.
- Ngôn ngữ lập trình Java đã được áp dụng để lập trình các cảm biến và phần cứng trong thiết bị IoT, cho phép kết nối độc lập với Internet.
Đặc điểm của ngôn ngữ lập trình java
Tương tự như C++, Java hoàn toàn hướng đối tượng.
Trong quá trình phát triển ngôn ngữ mới có khả năng chạy trên nhiều nền tảng, các kỹ sư của Sun MicroSystem muốn tạo ra một ngôn ngữ dễ học và quen thuộc với đa số lập trình viên. Vì vậy, họ đã tái sử dụng cú pháp từ C và C++.
Tuy nhiên, ngôn ngữ lập trình Java loại bỏ việc thao tác với con trỏ để tăng tính an toàn và sử dụng dễ dàng hơn. Các tính năng như overload, goto, hay các cấu trúc như struct và union cũng được loại bỏ khỏi Java.
Độc lập với phần cứng và hệ điều hành.
Mã nguồn viết bằng Java có thể chạy mượt mà trên nhiều môi trường khác nhau, được gọi là “cross-platform”. Tính độc lập với phần cứng và hệ điều hành được thể hiện ở hai cấp độ: cấp độ mã nguồn và cấp độ nhị phân.
Ở cấp độ mã nguồn: Kiểu dữ liệu trong ngôn ngữ lập trình Java là nhất quán trên tất cả các hệ điều hành và phần cứng khác nhau, được hỗ trợ bởi một bộ thư viện riêng của Java. Chương trình viết bằng Java có thể được biên dịch trên nhiều loại máy mà không gặp vấn đề không tương thích.
Ở cấp độ nhị phân: Mã đã được biên dịch có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau mà không cần phải biên dịch lại từ nguồn. Tuy nhiên, để thông dịch mã này, cần có Java Virtual Machine.
Ngôn ngữ thông dịch và biên dịch là hai loại ngôn ngữ lập trình phổ biến.
Thông dịch (Interpreter): Nó dịch và thực thi từng lệnh, mỗi lần chạy lại cần dịch lại từng lệnh.
Biên dịch (Compiler): Code sau khi biên dịch tạo ra một file như .exe, có thể sử dụng mà không cần biên dịch lại.
Java thuộc loại ngôn ngữ thông dịch, chính xác hơn, nó là loại ngôn ngữ kết hợp cả hai. Cụ thể:
Khi viết mã, hệ thống tạo ra tệp java. Mã nguồn này sẽ được biên dịch thành mã byte code. Java Virtual Machine (JVM) sẽ thông dịch mã byte code thành mã máy (hay native code) khi cần thiết để chạy chương trình.
Cơ chế xử lý rác tự động
Cơ chế thu gom rác tự động của ngôn ngữ lập trình Java tự động cấp phát không gian bộ nhớ cho đối tượng trên heap khi được tạo ra. Trong C và C++, bạn phải tự hủy vùng nhớ đã cấp phát để tránh rò rỉ bộ nhớ và giảm hiệu suất chương trình. Java hỗ trợ việc này thông qua bộ thu dọn rác, giúp thu hồi vùng nhớ khi không có tham chiếu nào đến các tài nguyên đã cấp phát.
Đa luồng (Multithreading)
Ngôn ngữ lập trình Java cung cấp hỗ trợ cho lập trình đa tiến trình (multithread) để thực thi nhiều công việc đồng thời. Đồng thời, nó cung cấp cách tiếp cận đồng bộ hóa giữa các tiến trình thông qua việc sử dụng các ưu tiên (priority…).
Tính an toàn và bảo mật.
An toàn:
Ngôn ngữ lập trình Java đặt sự chú trọng cao đối với kiểu dữ liệu.
Dữ liệu phải được khai báo một cách rõ ràng.
Không sử dụng con trỏ hoặc các phép toán liên quan đến con trỏ.
Java kiểm soát một cách nghiêm ngặt việc truy cập đến mảng, chuỗi và không cho phép các kỹ thuật tràn bộ nhớ. Do đó, việc truy cập không vượt quá kích thước của mảng hoặc chuỗi.
Quá trình cấp phát và giải phóng bộ nhớ được thực hiện tự động.
Cơ chế xử lý lỗi giúp việc xử lý và phục hồi lỗi dễ dàng hơn.
Bảo mật:
Java cung cấp một môi trường quản lý chương trình với nhiều mức độ khác nhau.
Mức độ 1: Chỉ cho phép truy cập dữ liệu và các phương thức thông qua giao diện mà lớp cung cấp.
Mức độ 2: Trình biên dịch kiểm soát các đoạn mã sao cho tuân thủ các quy tắc của ngôn ngữ lập trình Java trước khi thông dịch.
Mức độ 3: Trình thông dịch sẽ kiểm tra mã byte code để đảm bảo rằng các đoạn mã này tuân theo quy tắc được đặt ra trước khi thực thi.
Mức độ 4: Ngôn ngữ lập trình Java kiểm soát việc nạp các lớp vào bộ nhớ để giám sát việc vi phạm giới hạn truy xuất trước khi nạp vào hệ thống.
Lý do khiến ngôn ngữ lập trình java trở thành lựa chọn phổ biến của các nhà phát triển phần mềm hiện đại
Tài nguyên học tập đa dạng và chất lượng cao.
Ngôn ngữ lập trình Java đã tồn tại từ lâu, điều này có nghĩa là các nhà phát triển mới có thể tiếp cận một loạt tài nguyên học tập phong phú. Các tài liệu chi tiết, sách vở toàn diện và các khóa học sẽ hỗ trợ người học trong quá trình tiếp thu kiến thức. Người mới có thể bắt đầu từ các khóa học cơ bản của Java trước khi chuyển sang những khía cạnh nâng cao hơn.
Chức năng và thư viện sẵn sàng sử dụng.
Trong quá trình sử dụng ngôn ngữ lập trình Java, nhà phát triển không cần phải tạo mọi chức năng từ đầu. Thay vào đó, Java cung cấp một hệ sinh thái đầy đủ chức năng và thư viện sẵn có, giúp phát triển nhanh chóng đa dạng loại ứng dụng.
Sự hỗ trợ tích cực từ cộng đồng.
Cộng đồng người dùng ngôn ngữ lập trình Java rộng lớn và tích cực, luôn sẵn sàng hỗ trợ nhà phát triển khi họ đối mặt với các vấn đề phức tạp trong quá trình lập trình. Nền tảng phần mềm của Java cũng được duy trì và cập nhật thường xuyên, giúp nâng cao chất lượng và tính ổn định.
Công cụ phát triển chất lượng cao.
Ngôn ngữ lập trình Java cung cấp nhiều công cụ khác nhau hỗ trợ tự động hóa chỉnh sửa, gỡ lỗi, thử nghiệm, triển khai và quản lý thay đổi. Những công cụ này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình phát triển ứng dụng Java.
Độc lập với nền tảng.
Mã Java có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, Linux, iOS hoặc Android mà không cần sửa đổi. Điều này làm cho Java trở nên mạnh mẽ khi muốn triển khai ứng dụng trên đa dạng các thiết bị.
Bảo mật.
Người dùng có thể tải mã Java không tin cậy từ internet và chạy chúng trong môi trường bảo mật mà không gây hại cho hệ thống. Mã không tin cậy sẽ không lây nhiễm vi-rút cho máy chủ và không có khả năng đọc hoặc ghi vào ổ đĩa cứng. Ngôn ngữ lập trình Java cung cấp nhiều tùy chọn cấp độ và hạn chế bảo mật cho người dùng.
Nếu bạn có hứng thú với những đề tài tương tự, bạn cũng có thể tham khảo bài viết 6 Lý Do Khiến Ngôn Ngữ Lập Trình Python Phổ Biến
Lời Kết
Java là ngôn ngữ lập trình phổ biến cho ứng dụng web và đa nền tảng. Với hơn hai thập kỷ tồn tại, hàng triệu ứng dụng Java được sử dụng. Được thiết kế đa năng, định hướng đối tượng và tập trung vào mạng, Java nhanh chóng, an toàn và đáng tin cậy, phù hợp cho các loại ứng dụng từ di động đến doanh nghiệp và công nghệ máy chủ.
