מהי ג'אווה?

ג'אווה הינה שפה תכנות מוכוונת-עצמים (Object Oriented) אשר צוברת פופולריות בשנים האחרונות. זו שפה עילית, אשר מתיימרת להחליף את שפת ++C כשפה המועדפת על ידי המתכנתים. השפה פותחה ע"י חברת סאן (Sun), ויתרונה הבולט הוא בכך שהיא תואמת לכל מערכות ההפעלה. נרחיב על כך בהמשך.

פרק זה

בפרק זה נתמקד במעט רקע היסטורי, ובהרבה רקע תכנותי, כלומר הסבר על כמה סביבות עבודה מומלצות לתכנות בג'אווה.

יתרונות ג'אווה

אי תלות בפלטפורמה שעליה התכנית רצה

המטרה העיקרית שעמדה לנגד עיניהם של מפתחי השפה הייתה ליצור שפה אשר מאפשרת לכתוב את התכנית פעם אחת ולאחר מכן להריץ אותה בכל מחשב, מבלי לבצע שינויים. קובץ קוד המקור של תכנית JAVA (קובץ טקסט עם סיומת java) מתורגם ע"י הקומפיילר ל Java Byte Code, שנשמר בקובץ ששמו זהה לשמו של קובץ קוד המקור, והסיומת שלו class. קובץ ה class ניתן להרצה בכל מחשב, הודות ל JVM - Java Virtual Machine.
ה JVM היא תכנית, שנכתבה במיוחד למערכת הפעלה מסוימת (קיימות גרסאות של ה JVM כמעט לכל מערכת הפעלה קיימת). תכנית זו מסוגלת לתרגם את קובץ ה Java Byte Code (הקובץ עם הסיומת class) לשפת המכונה של המחשב שבו היא פועלת. בדרך זו מושגת אחידות שלא הייתה קיימת בשפות אחרות.
ב ++C, למשל, ניתן היה לכתוב תכנית במחשב אחד ולהריצה במחשב שונה (כלומר, עם מערכת הפעלה שונה, או ארכיטקטורה שונה) רק לאחר קומפילציה מחדש של קוד המקור על המחשב השונה (ולאחר שינויי קוד שיתאימו לקומפיילר של המחשב השונה). ב JAVA מתבצע הקימפול פעם אחת בלבד, וההרצה יכולה להתבצע בכל מחשב, עם כל מערכת הפעלה - בתנאי שהוא מריץ JVM מתאים.
בדרך זו, השיגה שפת JAVA רמת תאימות גבוהה לא רק בכל הקשור ל source code, אלא גם בכל הקשור לקובץ המוכן להרצה. יתרון זה הוא יתרון משמעותי ביותר כשמדובר בשפה המיועדת, בין השאר, ליישומי אינטרנט.

שפה קלה ופשוטה ללמידה ולשימוש - הדמיון ל ++C

כדי לפשט ולהקל על לימוד השפה, התבססו מפתחיה על ++C. כידוע, ++C היא אחת השפות הפופולריות ביותר ומשום הדמיון שיש בינה לבין JAVA, למתכנתי ++C קל לעבור ל JAVA. כללי התחביר זהים כמעט לחלוטין, ותפיסת התכנות מונחה העצמים ממשיכה להתקיים. כדי להקל על השימוש ב JAVA, הנושאים הבעייתיים שקיימים ב ++C, כגון עבודה עם מצביעים וטיפול בזיכרון שמוקצה באופן דינמי, לא אומצו.
בנוסף, ג'אווה מופצת עם מחלקות רבות מובנות, אשר מספקות מתודות נוחות כמעט לכל הדרוש לשם תכנות אפליקציה. כך המתכנת יכול להתרכז בפיתוח הדרוש לו, והוא לא נדרש "להמציא את הגלגל מחדש" בכל הקשור בטיפול בארועים שגרתיים.

קלות בפיתוחן של אפליקציות בתחום התקשורת

ב JAVA קיימות מחלקות מוכנות אשר כוללות מתודות/פונקציות שמקלות על כתיבתן של תכניות אשר מתקשרות עם תכניות אחרות (במחשבים שונים). המחלקות המוכנות ב JAVA כוללות תמיכה במגוון רחב של פרוטוקולים ( HTTP, TCP/IP, UDP, SMTP וכיו"ב).

הרצת תהליכונים במקביל

JAVA מאפשרת לפתח תכניות, אשר יש בהן מספר רצפי פעולה שמתבצעים בו זמנית ("תכנות מקבילי"). אפשרות זו קיימת גם בשפות אחרות, אך אופן מימושה ב JAVA פשוט וקל. כמו כן, ב JAVA קל ופשוט להשתמש ב"תכנות מבוזר", כלומר כתיבתן של תכניות אשר חלקים שונים מתוכן מתבצעים במחשבים נפרדים, תוך כדי העברת אינפורמציה בינם לבין עצמם. כל המחלקות המוכנות בג'אווה נכתבו תוך מחשבה על תכנות מקבילי, כך שהן "Threads-Saves", כלומר בעיות כמו "בעיית הקטע הקריטי", "dead-lock" וכו' נלקחו בחשבון בעת פיתוחה.

מגוון רחב של ייעודים

מאז הופעת השפה, היא פותחה באופן שמאפשר לה לתת מענה למגוון רחב של צרכים: קישוריות לבסיסי נתונים, יצירת גרפיקה דו ותלת ממדית, אפליקציות בצד השרת, תכנות טלוויזיה אינטראקטיבית, תכנות מכשירי חשמל, תכנות פלאפונים, תכנות ליצירת אתרים מתוחכמים ב web הקונבנציונלי ואחרים. מסיבה זו, צוותי מתכנתים אשר שולטים ב JAVA ניתנים לניוד מהיר בין תחומי פעילות שונים, וכמו כן, מגוון רחב מבין חלקיו של פרוייקט נתון ניתנים לפיתוח באמצעות שפה אחת.

סביבות פיתוח

סביבת הפיתוח JDK

סביבת הפיתוח הבסיסית של JAVA נקראת JDK - Java Development Kit - וכוללת את התוכנה והכלים להם זקוק מתכנת JAVA בשביל להדר, לנפות משגיאות ולהריץ תוכניות JAVA. גרסה עדכנית של JDK ניתן להשיג חינם ברשת האינטרנט (הסבר מפורט בהמשך).
בשנת 1995 הופיעה הגרסה הראשונה של JAVA, שנקראה בשם JDK 1.0. גרסאות תיקון אשר הוצאו לגרסה זו נקראו בשמות JDK 1.0.1, JDK 1.0.2 וכו'.
כעבור פרק זמן, הופיעה הגרסה השניה של JAVA, שנקראה בשם JDK 1.1. גם לגרסה זו פורסמו גרסאות תיקון אשר נקראו בשמות JDK 1.1.1, JDK 1.1.2 וכו'.
בדצמבר 1998 הופיעה הגרסה השלישית של JAVA, שנקראה בשם JDK 1.2. כיוון שבין גרסה זו לגרסה הקודמת חלו שינויים די רבים, שונה השם של JAVA לשם החדש: JAVA 2. גם בגרסה השלישית היו מספר גרסאות תיקון שנקראו, בדומה לגרסאות התיקון שהוצאו לגרסאות הקודמות בשמות: JDK 1.2.1 וכו'.
במרץ 2000 הופיעה הגרסה הרביעית של JAVA, תחת השם JDK 1.3. מרבית השינויים בין גרסה זו לגרסה הקודמת מתמקדים באופן פעולת ה JVM, כולל JVM יעיל באופן מיוחד. כיום (ספטמבר 2001) הגירסה העדכנית היא 1.3.1, כאשר קיימת גם גירסת בטא של JDK 1.4.

התקנת JDK

תכנות והרצה באמצעות ה JDK הסטנדרטי

תכנות
לשם כתיבת קובץ קוד מקור נשתמש בכל תוכנת עורך תמלילים סטנדרטית. ניתן להשתמש בפנקס הרשימות של חלונות (Note Pad), בעורך הסטנדרטי של יוניקס (VI), או במעבדי תמלילים מתקדמים יותר, כמו Emacs ליוניקס, TextPad (עליו נרחיב בהמשך) וכיו"ב.
יש לשים לב למספר דגשים בסיסיים:

• הקובץ יהיה קובץ טקסט פשוט, אשר יישמר בסיומת java.
• כל קובץ יכיל מחלקה אחת בלבד (לא כולל תתי-מחלקות), אשר שמה יהיה כשם הקובץ.
• בקובץ המכיל את המחלקה הראשית, כלומר זו שאמורה לפעול עם הרצת התוכנית, תהיה פונקציית main, שתיקרא ע"י מערכת ההפעלה בעת אתחול התכנית. הגדרת הפונקציה היא:

קימפול
לאחר סיום כתיבת הקוד, יש לקמפל אותו.

בסביבת יוניקס:
	בשורת הפקודה נכתוב:	javac FileName.java
	ונסקור את התוצאות.
בסביבת חלונות:
	נפתח חלון דוס (חשוב: לא להפעיל את המחשב במצב דוס! רק לפתוח חלון דוס!) מתוך: התחל, תוכניות, הפניה ל MS-DOS, נעבור לתיקייה ששם שמרנו את קובץ הקוד, נקליד:	javac FileName.java
	ונסקור את התוצאות.

הערה: הקובץ FileName.java הוא הקובץ המכיל את המחלקה FileName, אשר מכילה את פונקציית ה main.

סקירת התוצאות:
במידה וישנן בעיות בקוד, נקבל פלט המכיל אותן. כל פיסקה תכיל את הפרטים הבאים: שם הקובץ ומספר השורה בה נתגלתה השגיאה; תיאור קצר של השגיאה; ציטוט של השורה השגויה עם הדגשת המקום בו ארעה השגיאה.
להלן דוגמה אופיינית לפלט שגיאה:

קל לראות כי השגיאה היא בקובץ copyURL.java, בשורה 8, והשגיאה היא חוסר בסוגר עגול בסוף השורה.
לאחר תיקון השגיאות ושמירת הקובץ המתוקן יש לקמפל מחדש!

הרצה
תוכניות שנכתבו בJAVA מתחלקת למספר סוגים, אנו נדון בשני העיקריים שבהם:
Java Applications - תוכניות שמסוגלות לרוץ לבד, באמצעות ה JVM, כמו תוכניות שנכתבו בשפה 'רגילה'.
Java Applets - תוכניות שמיועדות לרוץ מתוך מסמך HTML, ולכן ניתן להריץ אותן רק באמצעות דפדפן.

הרצת Applications:

בסביבת יוניקס:
	בשורת הפקודה נכתוב:	java FileName
בסביבת חלונות:
	בחלון הדוס נקליד:	java FileName

פקודה זו תעלה את ה JVM שתריץ את התוכנית.

הרצת Applets:
ראשית יש ליצור קובץ HTML, שיריץ את ה Applet שיצרנו:
בקובץ HTML נוסיף את השורה הבאה:

כעת ההרצה תיעשה בפשטות ע"י העלאת מסמך ה HTML באמצעות הדפדפן. ברגע שנעשה זאת, ה Applet יתחיל לרוץ.
אפשרות נוספת היא להריץ את ה Applet באמצעות ה appletviewer. בחבילת הפיתוח JDK קיימת תכנית בשם appletviewer, אשר בהרצתה על קובץ HTML שמכיל קריאה להפעלת Applet מופעל ה Applet. כדי להפעיל את הappletviewer על התכנית שהנך כותב כעת, יש לרשום בשורת הפקודה:

כאשר FileName.html הוא הקובץ המכיל את הקריאה לאפלט.

תוכנת TextPad - מעבד תמלילים תומך JDK

תוכנת JCreator - סביבת עבודה מקצוענית

סביבת עבודה גרפית - Visual Café