Java là gì? Tính năng & ứng dụng của ngôn ngữ lập trình Java

Một trong những từ khóa có tần suất tìm kiếm nhiều trên Google đó chính là Java. Nó được biết đến là một trong những ngôn ngữ lập trình “được lòng” người dùng nhất hiện nay. Để hiểu thêm về Java bạn hãy cùng chúng tôi đón đọc bài viết dưới đây.

Java là gì?

Java là một ngôn ngữ lập trình dựa trên các lớp (class), hướng đối tượng (OOP), được thiết kế để để hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, Mã, UNIX. Theo nhận xét của rất nhiều người thì Java rất mạnh mẽ, an toàn và đáng tin cậy. Các nhà lập trình sử dụng nó để phát triển các ứng dụng Java ở laptop, smartphone, bảng điều khiển trò chơi, trung tâm dữ liệu…

Java Platform Là gì?

Java Platform là nền tảng cho phép các phần mềm, ứng dụng, chương trình được tạo nên bằng code Java vận hành. Nền tảng này sẽ gồm có các bộ phận: một công cụ thực thi, một trình biên dịch và một bộ thư viện. Người đầu tiên phát triển Java Platform là James Gosling, sau đó tập đoàn Oracle đã mua lại nó.

Ý nghĩa của Java

Có thể khẳng định rằng Java là ngôn ngữ có thể sử dụng để lập trình cho bất kỳ nền tảng nào. Đồng thời có thể dùng cho lập trình cả hướng đối tượng và sử dụng network-centric làm trung tâm. Bên cạnh đó nó còn được xem như một platform cho các hệ thống máy tính. Hầu hết các tổ chức đều sử dụng Java trong các dự án của họ bởi tính năng nhanh, mạnh, bảo mật cao.

Java được sử dụng để làm gì?

Mặc dù nhiều ngôn ngữ lập trình mới, hiện đại xuất hiện nhưng Java vẫn luôn có chỗ đứng riêng. Kể từ năm 2000 cho đến nay Java được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực, cụ thể:

• Phát triển các ứng dụng Android.
• Tạo Enterprise Software (phần mềm doanh nghiệp).
• Thiết bị Mobile chẳng hạn như IOS hay Android.
• Ứng dụng trong lĩnh vực khoa học máy tính.
• Sử dụng Java để giải thích và xử lý Big Data.
• Lập trình phần cứng.
• Sử dụng ở các công nghệ phía server như Apache, JBoss, GlassFish…

Lịch sử của Java

Tên gọi ban đầu của Java là OAK. Khi vừa mới ra đời, nó được dùng để vận hành các ứng dụng di động và hộp giải mã tín hiệu. Thế nhưng thời điểm đó OAK đã gặp rất nhiều trở ngại và không đạt được mục tiêu đã đề ra.

Năm 1995,d OAK được đổi tên thành “Java” bởi Sun Microsystems. Năm 2009, Sun Microsystems đã thuộc sở hữu của Oracle. Tập đoàn này cũng sở hữu luôn cả Solaris, MySQL và Java.

Phiên bản Java

Kể từ năm 1995 cho đến nay đã có nhiều phiên bản Java ra đời. Dưới đây là lịch sử tóm tắt tất cả các phiên bản Java và năm phát hành của nó:

• JDK Alpha và Beta – 1995
• JDK 1.0 – 23/01/1996
• JDK 1.1 – 19/02/1997
• J2SE 1.2 – 08/12/1998
• J2SE 1.3 – 08/05/2000
• J2SE 1.4 – 06/02/2002
• J2SE 5.0 – 30/9/2004
• Java SE 6 – 11/12/2006
• Java SE 7 – 28/7/2011
• Java SE 8 – 18/03/2014
• Java SE 9 – 21/9/2017
• Java SE 10 – 20/03/2018
• JAVA SE 11 – 25/9/2018
• JAVA SE 12 – 19/03/2019
• JAVA SE 13 – 17/9/2019
• JAVA SE 14 – 17/03/2020
• JAVA SE 15 – 15/9/2020
• JAVA SE 16 – 16/3/2021
• JAVA SE 17 – 14/9/2021
• JAVA SE 18 – Phiên bản mới nhất hiện tại

Các tính năng của Java

Số lượng người dùng tăng lên mỗi ngày chứng tỏ ngôn ngữ Java sở hữu những thế mạnh vượt trội hơn những ngôn ngữ lập trình khác. Một số tính năng của Java có thể kể đến như:

• Đơn giản, dễ học và thực hành.
• Một code Java có thể vận hành trên mọi nền tảng.
• Độc lập với nền tảng nên có thể chạy code Java ở bất cứ máy nào mà không cần sự hỗ trợ của phần mềm khác.
• Java có thể sử dụng để lập trình hướng đối tượng.
• Tự quản lý bộ nhớ mà vẫn hiệu quả.
• Là ngôn ngữ đa luồng cho phép người dùng chạy nhiều chương trình trong cùng một thời điểm.
• Java tạo điều kiện để các đối tượng phân tán giao tiếp trong môi trường Internet trở nên dễ dàng hơn.
• Java cũng cho phép các máy tính phân tán lấy network-centric làm trung tâm.

Ngôn ngữ Java có các thành phần nào?

Tương tự như những ngôn ngữ lập trình khác, Java cũng được tạo nên từ các thành phần quan trọng. Cụ thể gồm: bộ phát triển Java (JDK), máy ảo Java (JVM) và Môi trường thời gian chạy Java (JRE).

Bộ phát triển Java (JDK)

JDK là viết tắt của cụm từ Java Development Kit. Nó được biết đến là một bộ cung cấp môi trường để tạo ra các applets và ứng dụng Java. Nhà phát triển có thể sử dụng JDK trên các hệ điều hành như Windows, macOS, Solaris hoặc Linux để viết code hoặc phát triển, thực thi các chương trình Java. Trên một máy tính có thể cài đặt nhiều phiên bản JDK khác nhau.

Bộ phát triển Java được người dùng sử dụng bởi nó tích hợp nhiều điểm nổ bật, cụ thể:

• JDK chứa các công cụ cần và đủ để viết chương trình Java đồng thời nó còn chứa JRE để chạy code Java.
• JDK bao gồm trình biên dịch Java, Appletviewer và cả Java application (trình ứng dụng Java)…
• Trình biên dịch có trong JDK sẽ chuyển đổi code viết bằng ngôn ngữ Java thành byte code.
• Java application được dùng để mở một JRE tải lớp cần thiết để phát triển và thực thi chương trình Java.

Máy ảo Java (JVM)

JVM (máy ảo Java) là viết tắt của cụm từ Java Virtual Machine. Nó được xem là một công cụ cung cấp môi trường để code Java được thực thi. JVM chuyển đổi Java bytecode thành machine language. Ở các ngôn ngữ lập trình khác thì trình biên dịch sẽ tạo ra machine code cho một hệ thống cụ thể. Riêng với Java thì nó lại tạo ra code cho Virtual Machine (máy ảo) nên mới có tên gọi là Java Virtual Machine (JVM).

Java Virtual Machine (JVM) được sử dụng khá phổ biến bởi những lý do sau:

• JVM thực thi mã nguồn Java độc lập trên các nền tảng khác nhau.
• JVM cung cấp nhiều thư viện, công cụ và frameworks.
• Bạn có thể chạy một chương trình Java trên bất cứ nền tảng nào (Window, Linux, IOS…) vì nó chứa JVM chạy được trên các nền tảng đó.
• JVM đi cùng với trình biên dịch JIT cho phép chuyển đổi mã nguồn Java thành low-level machine language (ngôn ngữ máy cấp thấp).

Môi trường thời gian chạy Java (JRE)

JRE là một là một phần mềm cần thiết để các chương trình Java chạy đúng cách. Nói như vậy có nghĩa là khi bạn muốn chạy chương trình Java bạn cần phải có JRE.

JRE là một trong ba thành phần mà nền tảng Java bắt buộc phải có. JRE có nhiều tính năng nổi bật, chẳng hạn như:

• JRE chứa các thư viện lớp Java, JVM (máy ảo Java)và các file hỗ trợ khác. JRE không bao gồm những công cụ để phát triển Java như trình biên dịch, trình gỡ rối…
• JRE sử dụng các gói chứa lớp (class package) cần thiết như swing, using, thư viện math, lang, awt và cả runtime.
• Chỉ khi cài đặt JRE trong hệ thống thì bạn mới khởi chạy được các ứng dụng Java.

Các loại nền tảng Java khác nhau

Ngôn ngữ lập trình Java bao gồm 4 loại nền tảng khác nhau:

• Java SE (phiên bản tiêu chuẩn): API của Java SE mang đầy đủ chức năng của ngôn ngữ lập trình Java. Cụ thể nó xác định tất cả các cơ sở của type (kiểu) và object (đối tượng) cho high-level classes (các lớp cấp cao). Bên cạnh đó API của Java SE còn được dùng để kết nối mạng, bảo mật, phân tích cú pháp XML, phát triển giao diện người dùng đồ họa (GUI), truy cập cơ sở dữ liệu…
• Java EE (phiên bản doanh nghiệp): Nền tảng Java EE bao gồm những tính năng của Java SE đồng thời cung cấp một số chức năng khác để triển khai phần mềm Java có khả năng mở rộng cao, quy mô lớn, nhiều tầng, đáng tin cậy.
• Java ME: Đây là nền tảng cung cấp một API và một virtual machine (máy ảo) kích thước nhỏ. Phiên bản Java vi mô này dùng tạo nên những phần mềm dành riêng cho những thiết bị kích thước nhỏ.
• Java FX: Đây là một nền tảng dùng để tạo và phân phối các ứng dụng internet phong phú chạy trên nhiều thiết bị như desktop, tivi, ipad, smartphone…

Cách vận hành của Java Virtual Machine

JVM là một thành phần không thể thiếu của Java, quy trình hoạt động của nó trên các bộ vi xử lý và các hệ điều hành khác nhau diễn ra như sau:

1. Code hiển thị phép cộng hai số là System.out.println(1+2) và được lưu dưới dạng file .java.
2. Thông qua trình biên dịch Java, code được chuyển thành byte code và đầu ra là một file .class.
3. Không có nền tảng nào hiểu code này, nó chỉ được xem như một nền tảng ảo với tên gọi là Java Virtual Machine.
4. Bộ nhớ RAM trên hệ điều hành của bạn sẽ lưu trữ JVM. Khi Virtual Machine nhận được bytecode, nó sẽ tự động xác định nền tảng nó đang làm việc và chuyển bytecode thành native machine code (mã máy gốc).

Sự độc lập của Java platform

Tương tự như trình biên dịch C, Java không tạo ra code thực thi riêng cho từng máy cụ thể. Chỉ có một định dạng duy nhất được tạo ra đó là bytecode. Java sẽ thực thi mọi quy tắc được quy định trong virtual machine. Vì thế mà Java có thể vận hành trên mọi nền tảng. Tóm lại code Java chỉ cần viết 1 lần và chạy trên mọi hệ điều hành từ Windows đến Linux, Android.

Tổng kết về Java

Java là một ngôn ngữ lập trình mang lại vô số lợi ích cho người dùng nhất là với các doanh nghiệp. Hiện nay có rất nhiều ngôn ngữ lập trình xuất hiện nhưng Java vẫn chiếm được một vị trí lớn trong lĩnh vực công nghệ thông tin.

Nếu bạn có thắc mắc về Java hay muốn tìm hiểu về những ngôn ngữ lập trình khác, hãy để lại ở bên bình luận bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.