JAVA Programlama Dili

____________________________________________________________________

Java nedir, nasıl çalışır?

Java Sun Microsystems mühendislerinden James Gosling tarafından geliştirilmeye başlanmış gerçek nesneye yönelik, platform bağımsız, yüksek performanslı, çok işlevli, yüksek seviye, interpreted[adım adım işletilen] bir dildir (son özellik, yani adım adım işletilen konusuna açıklık getirilecek).

Java ilk çıktığında daha çok küçük cihazlarda kullanılmak için tasarlanmış ortak bir platform dili olarak düşünülmüş. Ancak bakılmış ki platform bağımsızlığı özelliği C ve C++’dan çok daha üstün ve güvenli bir yazılım geliştirme ve işletme ortamı sunuyor, hemen her yerde kullanılmaya başlanmış. Şu anda özellikle kurumsal alanda ve mobil cihazlarda son derece popüler olan java, özellikle J2SE 1.4 ve 1.5 sürümü ile masaüstünde de gücünü arttırmayı hedefliyor. Java’nın ilk sürümü olan Java 1.0 (1995) Java Platform 1 olarak adlandırıldı ve tasarlama amacına uygun olarak küçük boyutlu ve kısıtlı özelliklere sahipti. Daha sonra platformun gücü gozlendi ve tasarımında büyük değişiklikler ve eklemeler yapıldı. Bu büyük degisikliklerden dolayı geliştirilen yeni platforma Java Platform 2 adı verildi ama versiyon numarası 2 yapılmadı, 1.2 olarak devam etti. En son çıkan Java 1.5, geçen 1.2, 1.3 ve 1.4 sürümlerinin ardından en çok gelişme ve değişikliği barındıran sürüm oldu.

Java nasıl çalışır?

Bir java yazılımı şu şekilde geliştirilir:

* Programcı java kodunu yazar.

* Bu kod bir java derleyicisi ile derlenir. Sonuçta bytekod adı verilen bir tür makine kodu ortaya çıkar. Platform bağımsızlığını sağlayan şey bytecode’dir. Çünkü bir kere bytecode oluştuktan sonra yazılım tüm işletim sistemlerinde çalışabilir.

* Bu byte kod Java Virtual Machine (Java Sanal Makinesi) tarafından adım adım işletilir. Aşağıda java ve C++ kodunun geçirdiği aşamalar gösterilmiştir;

Java kodunun yazılması

Java nesneye yönelik bir dil olduğundan tüm yazılım sınıflar ve nesneler üzerinden yürütülür. Sınıflar uygulamadaki nesnelerin tanımlandığı kod parçalarıdır. Java’da her bir sınıf bir dosya içerisinde yer alır. Dosyaların uzantıları .java şeklindedir. Dosya adı ise içinde tanımlanan sınıf ile aynıdır. Örneğin, BenimSınıf.java gibi.

Derleme

Derleyici kısaca herhangi bir editör ile yazılan java kaynak kodlarını (yani .java uzantılı sınıfların yer aldığı dosyaları) Java Sanal Makinesinin çalıştırabileceği bir tür makine dili (assembler) olan Bytecode’a dönüştürür. Bu dönüştürülen bytekod ise (.class ) dosyaları içerisinde saklanır. Java kodunu derlemek için bir java derleyicisine ve java kütüphanelerine ihtiyacınız var. Şu anda iki derleyici yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir tanesi Sun’ın SDK’sı ile birlikte gelen Javac. Diğeri ise IBM’in açık kodlu derleyicisi Jikes. Ayrıca Linux altında derleme yapmak için GNU lisansı ile geliştirilen açık kodlu Gnuj kullanılabilir. Derleyici ve kütüphanelerin bulunduğu (Java API) uygulamaya “J2SE SDK” adı verilmiştir.

Çalıştırma ve Java Sanal Makinesi

Sanal makine donanımdan bağımsız yazılım geliştirme ihtiyacına cevap verme amacıyla geliştirilen bir teknolojidir. Java’nın temel felsefesi olan “bir kere yaz, her yerde çalıştır” sanal makine sayesinde var olmuştur. Sanal makineyi bir yönden bir tür hayali bir mikroişlemci gibi düşünebiliriz. Gerçek tüm mikroişlemciler (Intel Pentium, AMD Athlon, Sun Sparc vs.) belirli bir grup komutu işlemek üzere tasarlanmıştır. Bu komutlara işlemcinin komut kümesi adı verilir. Örneğin x86 komut kümesi gibi. Tüm yazılımlar çalışabilmek için önce bu komut kümesine dönüştürülür, daha sonra işlemci bu komutları sıra ile gerçek işlemci komutlarına dönüştürüp işletir. Java Sanal makinesi de Bytekod komut kümesini tıpkı işlemci gibi adım adım işletir. Java’nın interpreted bir dil olarak adlandırılmasının nedeni budur. Bytekod ilkel işlemlerin yanında (ilkel işlemler, mikroişlemci seviyesi komutlardır, aritmetik işlemler, bit işlemleri, bellek ve yığın işlemleri vs.) sanal makinenin üzerinde çalıştığı işletim sistemine yönelik işlemler de barındırır. Bu sayede Java Virtual Machine yazıcı, seri port, grafik, dosya servisi, ağ bağlantısı gibi yazılım ve donanım servislerine erişim yapabilir.

Java’nın doğrudan bytecode çalıştırılması performansının düşük olabileceği izlenimini verebilir. Ancak, JVM tasarımı geçen 10 yılda çok değişmiş ve geliştirilmiştir. Şu anda Java’nin performansı çoğu alanda C++’in performansına yakın bir seviyededir ve işlemci hızı ve bellek miktarının her geçen yıl katlanarak artması ile performans konusu çoğu uygulamada artık ikinci planda kalmıştır.

Java ile ilgili yazılarda karşılaşabileceğiniz bazı kavramlar:

Hot Spot teknolojisi

Java sanal makinesi HotSpot adı verilen özel bir teknolojiyi içinde barındırırır. HotSpot yani sıcak nokta , bir yazılımda sürekli olarak tekrarlanan ve üzerinden geçilen kod bölümlerine verilen bir isimdir. Java sanal makinesi bir kod çalışmaya başladıktan sonra sıklıkla kullanılan kod bloklarını gözler ve bir süre sonra bu bytecode bloklarının calışılan sistemdeki gerçek işlemci komut karşılıklarını bir tür cep belleğe yazar ve zaman ilerledikçe artık byte kod üzerinden değil doğrudan sistemin öz komutlarını kullanarak yazılımın o bölümlerini işletmeye başlar. Bu şekilde ciddi performans avantajı sağlanmıstır.

JIT

Java ilk çıktığında bytecode işletme hızı çok iyi değildi. Yerine göre sistemin öz yazılımlarından 5-10 kat yavaş çalışıyordu. Bu nedenle bazı yazılım geliştirme şirketleri JIT yani Just-in-time compile, “anında derleme” araçları üretmeye başladılar. Yapılan şey byte kodu sanal makinenin kurulu olduğu gerçek sistemin diline anında derleme yaparak dönüştürmesiydi. Bu sayede performansta ciddi artışlar sağlandı. Ama 2000 yılından sonra HotSpot teknolojisinin gelişmesi ile JIT’in işlevi VM içinde yer almaya başlamış, işlemci hızı ve bellek miktarının dramatik biçimde artması ile dış JIT yazılımları popülerliğini kaybetmiştir. Bugün halen bir kaç ürün pazarda bulunsa da genellikle bu yöndeki ihtiyaç yok olmuş gibi görünmektedir.

Java API

Java API, Java yazılımlarında kullanılıan yazılım kütüphanelerine genel olarak verilen isimdir. Java API ile disk, grafik, ağ, veri tabanı, güvenlik gibi yüzlerce konuda kullanıcılara erişim imkanı sunulur. Java API J2SDK’nın bir parçasıdır.

Çöp Toplayıcı (Garbage Collector)

Çöp toplayıcı Java’nın en belirgin özelliklerinden birisidir. C++, C gibi dillerin en büyük handikaplarından birisi dinamik bellek yönetimidir. Yazılımda işaretçi (pointer) kullanarak dinamik olarak bellek ayırdıktan sonra o bellek ile işiniz bittiğinde mutlaka ayrılan belleği bellek yöneticiye özel metodlar yardımıyla (delete, destructor vs.) iade etmeniz gerekir. Yoksa bellek sızıntısı (Memory Leak) oluşur ve bu bir süre sonra yazılımın ve işletim sisteminin beklenenden farklı davranmasına yol açar. Bugünün tüm büyük C ve C++ yazılımları az da olsa bellek sızıntısı içerir (işletim sistemleri dahil). sızıntıların tespiti oldukça güçtür ve bulunması zor hatalara yol açar. Çöp toplayıcı sayesinde Java’da bir nesne oluşturulduktan sonra o nesne ile işiniz bittiğinde hiç bir sey yapmanız gerekmez. Sanal makine akıllı bir biçimde kullanılmayan bellek bölümlerini belirli aralıklarla ya da adaptif metodlarla otomatik olarak temizler ve sisteme iade eder. Bu işleme Çöp toplama, ya da garbage collection adı verilir. Çöp toplama sistemlerinin yapısı oldukça karmaşıktır ve geçen yıllar içinde büyük gelişmeler kaydedilmiştir. Çöp toplayıcının varlığı Java’da bellek sızıntısı olmayacağı anlamına gelmez, ama bellek sızıntıları daha ender olarak ve farklı şekillerde karşınıza çıkar ve genellikle tedavi edilmesi daha kolaydır.

JAR (Java Archive)

Jar, aslında bir tür sıkıştırma formatıdır. Jar ile derlenen java kodları ile oluşan yazılımın paketlenip taşınması kolay bir hale getirilir. Jar dosyaları temelde bytekod blokları içerir. Jar dosyaları genellikle kütüphane oluşturmada ya da uygun biçimde hazırlanırsa işletim sisteminden doğrudan çalıştırılabilecek bir şekilde kullanılabilir (Executable jar, işletilebilir jar).Jar dosyalarının içeriğini sıkıştırma yazılımları(Ör;WinRAR) ya da java yazılım geliştirme araçları ile inceleyebilirsiniz. Java 1.5 ile yeni bir tür jar oluşturma metodu da kullanıma girdi. Pack200 adı verilen hyper-compression algoritması ile jar dosyaları 8 kata varan oranlarda daha az yer kaplıyor. Bunun özellikle uzak uygulamaların kullanımını ciddi biçimde kolaylaştırması bekleniyor.Son sürümü Java 1.6’dır.

AWT ve Swing

AWT, ilk Java ile birlikte geliştirilen temel grafik arayüz oluşturma kütüphanesine verilen isimdir. Ancak Java 2 platformu ile birlikte AWT’nin yetersizliği görülmüş ve çok daha geniş ve gelişmiş özelliklere sahip Swing kütühanesi sisteme eklenmiştir. Özellikle çok platform destekleyen yazılımlarda kullanıcı arayüzü geliştirme aracı olarak Swing halen önemini korumaktadır. Swing, önceleri işletim sisteminin kullandığı donanım grafik hızlandırma araçlarını kullanmadığından yavaşlığı ile eleştirilere hedef olmuştu. Özellikle Java 1.4 ile Swing, hem genel olarak sanal makinenin hızlanması ve kısmen donanım hızlandırmayı kullanması ile bu kötü şöhretinden sıyrılmaya başladı Java 1.5 ile donanım, özellikle OpenGL kullanımı ve yeni arayüz gösterim şekli ile Java’nın masaüstü uygulama geliştirmede popülerleşmesi bekleniyor. AWT halen Swing’in bir alt katmanında, temel 2 boyutlu grafik işlemlerinde kullanılmaya devam ediyor.

SWT

SWT Swing’e bir alternatif olarak IBM tarafından geliştirilen bir gösterim sistemidir. Swing’den en büyük farkı çalıştığı işletim sisteminin grafik kütüphanesi ve komutlarını kullanmasıdır. Bu nedenle SWT uygulamaları Swing’e göre çoğu yerde daha hızlı ve işletim sistemindeki diğer uygulamaları andıran bir şekilde çalışmasını sağlar. Ancak yapı itibarı ile SWT kullanımı Swing kadar efektif olamayabiliyor (özellikle olay mekanizması, tablo ve ağaç yapılarındaki yavaşlığı, ayrıca Linux performansı ile SWT eleştirilmiştir.) Swing’in Java 1.5 ile performans açığını kapattığı iddia edilse de SWT’nin de artık Java camiasında kabul görmüş bir sistem olduğu aşikardır. SWT’nin dezavantaji ise Java’nın bir parçası olmamasıdır. Yani SWT uygulamaları SWT kütüphanesi ile birlikte dağıtılmaktadır. En bilinen SWT uygulaması ünlü Java yazılım geliştirme araci Eclipse’tir. Bununla birlikte son yıllarda Swing ile profesyonel derecede arayüze sahip masaüstü yazılımları da ortaya çıkmıştır. Sonuçta her şey yazılımcının aracı ne kadar efektif kullandığına bakıyor.

Applet

Applet, uzaktaki sistem uzerinden indirilip internet tarayıcısı üzerinde çalıştırılabilen Java uygulamalarına verilen isimdir. Java’nın son kullanıcılar tarafından tanınması applet sayesinde olmuştur dersek yanlış olmaz. Applet’ler sisteme zarar vermeyecek bir şekilde tasarlanmıştır ve bugün özellikle oyun sitelerinde halen yaygın olarak kullanılmaktadır. Içerisinde applet olan bir sayfayı açmaya calıştığınızda tarayıcınız otomatik olarak Java Sanal Makinesi’ni çalıştırıp ekranın applete ayrılan bölümünde uygulamanın calışmasını sağlar.

WebStart

Webstart teknolojisi Windows ve Linux sistemlerinin baş belası olan uygulama kurulum, güncelleme ve silme dertlerine deva olmak üzere tasarlanmış bir sistemdir. Özellikle Java 1.5 ile daha yaygın kullanılmaya baslayan WebStart teknolojisi kısaca yazılımların uzaktan yerel sisteme güvenli olarak kurulmasını ve korumalı bir alanda çalıştırılmasını sağlar. Appletlerin bir sonraki adımı olarak görülebilir. Bir WebStart uygulamasını kurmak için internet üzerindeki özel bir bağlantıya tıklamak yeterli. Sistem otomatik olarak WebStart sistemini çalıştırıp yazılımı Java cep belleğine indirir. İsterseniz masaüstüne kısayol koymasını da sağlar. Daha sonra sistem off-line ya da on-line olsa bile uygulama calıştırılabilir ve uzaktaki yazılım güncellendiğinde otomatik olarak -istenirse- yerel makinedeki yazılımın da güncellenmesi sağlanabilir. Kullanıcının özel olarak izin vermesi halinde uygulama yerel sisteme erişim hakkı kazanabilir. Aksi taktirde WebStart uygulamaları sisteme yazma işlemi gerçekleştiremezler (yani virus ve zararlı yazılım tehlikesini son derece aza indirger.)

Java hangi dilde yazıldı?

Java’nın çekirdek kısmı yani sanal makinenin C++ ve belki bazı yerlerde doğrudan assembler kullanılarak yazıldığını sanıyorum.. Bu hükmü Java bug sayfalarındakı örnek kodlara bakarak verdim. Java kütüphanelerinin büyük kısmı ise Java ile yazılmıştır.

Java Her yerde kullanılabilir mi?

Hayır, Java, özellikle donanım sürücüsü geliştirme, işletim sistemi seviyesi yazılımlar, bazı özel grafik yazılımları, yüksek hızlı 3 boyutlu grafikli oyunlarda kullanmak için uygun değildir. Java 1.5 ve sonraki sürümlerde OpenGL desteği ile 3 boyutlu oyun uygulamalarında daha fazla kullanılması umuluyor.Özellikle 1.6 sürümü ile donanımsal OpenGL vb. desteği iyice artırılmıştır.

Neden java?

Bu soruya kişisel olarak cevap vereceğim, şu nedenleri gösterebilirim

* En önemlisi platform bağımsız. herhangi bir yerde yazdığım yazılımı tek satır bile değistirmeden tüm işletim sistemlerinde ve donanımlarda çalıştırabiliyorum. Bu özelliği .Net’i benim için safdışı ediyor.

* Güvenli kod yazımı. Pointer kullanımı, bellek sızıntıları, #ifdef satırları, karmaşık derleme sistemleri, işletim sistemi hatta derleyici bağımlı kütüphanelerden bıkmış birisi olarak Java’yı günümüzdeki haliyle C, C++’a bin kere tercih ederim.

* Nesneye yönelik. Bir kere alıştıktan ve kavradıktan sonra bir daha terkedemeyeceğiniz nesneye yönelik yazılım geliştirmenin güzel bir gerçeklemesidir. Bu nedenle kriptik anlaşılmaz script dilleri, hem ondan hem bundan diyen C++ gibi hibrit dilleri ve C gibi alt seviye bir işkence aletine karşı Java’yı tercih ediyorum.

* Yüksek performans. script dilleri geri dursun.

* Basitlik: az komut sayısı ve konulara çoğunlukla aynı yönden yazılması ile öğrenilmesi C++ ve C#’a gore kolay olduğundan tercih ediyorum.

* Seçenek: Birden fazla sanal makine, SDK ve uygulama sunucu geliştirici sayesinde tek geliştiriciye bağımlı değilsiniz. Java’nın geliştirilmesi her ne kadar Sun’ın denetiminde yapılsa da JCP adı verilen bir organizasyon ile diğer şirketler de Java’nın geliştirilmesine doğrudan katkıda bulunmaktadır. Ayrıca Java’yı karmaşık bulanlar daha kolay anlaşılabilir BeanShell, Jython, Rubby, Groovy gibi JVM üzerinde çalışabilecek script dillerini kullanabilir.

* Geliştirme ortamları: Java ile yazılım geliştirebileceğiniz ticari ya da bedava ve açık son derece güçlü ve çok sayıda yazılım geliştirme ortamları mevcut. Üstelik tüm platformlarda.

* Olgunluk. Java geçen on yılda havanda iyice dövülerek olgun bir hale geldi. Şu anda çeşitli Java sürümleri bankalar, askeri sistemler hatta uzay araçlarında kullanılmaya uygun olarak görülmektedir. Kurumsal alandaki uygulamaların büyük çogunluğunda Java tercih edilmektedir. .Net’in bu aşamaya gelmesi için daha kırk fırın ekmek yemesi gerekir ve genellikle ciddi bir yatırımcının zaman kaybına tahammülü yoktur.

* Açık kod: Java ile gerçekleştirilen açık kodlu proje ve framework sayısı on binlerle ifade ediliyor. Hemen her ticari uygulamanın bir açık kodlu karşılığını bulmanız mümkün. Örneğin; Microsoft’un Office paketine karşı Java ile hazırlanmış açık kaynak OpenOffice.org kullanılabilir.

* Destek, Java şu anda IBM, Oracle, Sun, Bea gibi dev şirketler tarafından desteklenmektedir. Bu şirketlerin hiç birisi .Net yoluna gideceklerine dair en ufak bir işaret vermemişlerdir. O nedenle Java’nın geleceğini aydınlık olarak görüyorum.

* Eğer iyi derecede Java ve yazılım geliştirme bilirseniz iyi ve ciddi bir iş bulma şansınız diğer dillerden daha yüksektir.

Kaynak”http://tr.wikipedia.org/wiki/Java_programlama_dili