Java: cosa è, a cosa serve e mini tutorial

Cos’è Java?

Java è un linguaggio di programmazione ad alto livello e multi-piattaforma, fortemente tipizzato e orientato agli oggetti, la cui esecuzione è basata sulla Java Virtual Machine, che garantisce la portabilità del codice.

Java è stato ideato da James Gosling e successivamente rilasciato da Sun Microsystems nel 1995, con l’obiettivo di disporre di un linguaggio di programmazione robusto, sicuro e indipendente dall’hardware, seguendo il principio “Write Once, Run Anywhere” (“Scrivi una volta, esegui ovunque”).

Originariamente concepito per dispositivi televisivi interattivi, questo linguaggio ha guadagnato popolarità nel settore IT grazie alla sua portabilità e alla capacità di funzionare su varie piattaforme attraverso la Java Virtual Machine (JVM).

La prima versione pubblica, Java 1.0, fu rilasciata nel 1996, introducendo la programmazione orientata agli oggetti e una gestione innovativa della memoria attraverso il garbage collector.

Le versioni successive hanno portato notevoli sviluppi e miglioramenti. Java 2 (versione 1.2), lanciata nel 1998, ha segnato un punto di svolta con l’introduzione di importanti librerie come Swing e la Java Collections Framework.

Java 5 (versione 1.5), uscita nel 2004, ha introdotto cambiamenti fondamentali come le generiche, i tipi enumerati e significativi miglioramenti nella gestione degli eventi.

Il 27 gennaio 2010 Java fu acquisito da Oracle Corporation, come parte dell’acquisizione di Sun Microsystems.

Nel 2014 fu rilasciata Java 8, una vera e propria rivoluzione per il linguaggio, grazie all’adozione delle espressioni lambda e degli Stream API, che hanno permesso una programmazione più funzionale e concisa.

Java 9, uscita nel 2017, ha portato il sistema dei moduli, una novità per la gestione e l’organizzazione del codice sorgente.

Le versioni più recenti, come Java 11 e 17, hanno consolidato e esteso le capacità del linguaggio, introducendo nuove API e funzionalità, oltre a miglioramenti nelle prestazioni e nella sicurezza.

Java continua a evolversi, mantenendo la sua posizione come uno dei linguaggi più usati e versatili, fondamentale sia nell’ambito aziendale che in quello dell’insegnamento informatico.

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A cosa serve Java?

Questo linguaggio è utilizzato in molti ambiti della tecnologia e con diversi obiettivi. Giusto per fare alcuni esempi:

• Applicazioni Web e Mobile. Java viene utilizzato per lo sviluppo di applicazioni web e mobile, specialmente per il sistema operativo Android.
• Enterprise software. Nel contesto aziendale, è utilizzato per sviluppare e gestire sistemi di e-commerce, sistemi ERP e applicazioni basate su dati.
• Applicazioni scientifiche e per la ricerca. La sua stabilità e la scalabilità lo rendono una scelta comune per applicazioni scientifiche, comprese simulazioni e calcoli complessi.
• Internet of Things (IoT). Questo linguaggio ha trovato nuove applicazioni nello sviluppo di soluzioni intelligenti per dispositivi interconnessi.
• Sistemi Embedded e Cross-Platform. La capacità di funzionare su diversi dispositivi lo rende ideale per sistemi embedded e applicazioni cross-platform.

Le ragioni del successo di Java

Il successo di questo linguaggio può essere attribuito a diversi fattori chiave:

Portabilità

La filosofia “scrivi una volta, esegui ovunque” (Write Once, Run Anywhere – WORA) di Java, resa possibile dalla Java Virtual Machine (JVM), ha reso questo linguaggio estremamente attraente. I programmatori possono scrivere il codice che può essere eseguito su qualsiasi dispositivo che supporti la JVM, indipendentemente dal sistema operativo o dall’architettura hardware.

Orientamento agli Oggetti (OOP)

Java è un linguaggio orientato agli oggetti (OOP), che aiuta gli sviluppatori a creare moduli di codice riutilizzabili e sistemi più organizzati dal punto di vista della struttura del codice. Questo approccio è particolarmente utile per gestire progetti software di grandi dimensioni e complessi.

Sicurezza

Questo linguaggio è stato progettato con una forte attenzione alla sicurezza, con soluzioni quali la sandbox per eseguire codice sospetto, e un robusto sistema di gestione della memoria, che riduce i rischi di errori comuni come buffer overflow e memory leaks.

Robustezza

La gestione automatica della memoria (in particolare il garbage collector) e il forte controllo dei tipi aiutano a prevenire errori, massimizzando la stabilità delle applicazioni Java.

Ecosistema

Questo linguaggio beneficia di una vasta libreria di moduli con diversi obiettivi e di un ricco ecosistema di strumenti di sviluppo e framework.

Scalabilità e prestazioni

Nonostante non sia il linguaggio più veloce in termini di tempo di esecuzione, Java offre un buon equilibrio tra prestazioni e facilità di sviluppo, e quindi è adatto per applicazioni aziendali su larga scala.

Supporto

Anche dopo l’acquisizione di Sun Microsystems da parte di Oracle, questo linguaggio ha continuato a ricevere un forte supporto da parte della casa madre. Inoltre, la community degli sviluppatori è molto attiva ed impegnata.

Java: le componenti architetturali

L’architettura di Java si basa su diverse componenti:

1. Java Virtual Machine (JVM). La JVM è il cuore dell’architettura Java. È un motore di esecuzione che carica il codice, lo verifica per la sicurezza, lo esegue e fornisce l’ambiente di runtime. La JVM è indipendente dalla piattaforma, il che significa che può eseguire il programma scritto in Java su qualsiasi dispositivo dotato di una JVM compatibile.
2. Java Development Kit (JDK). Il JDK è un kit di sviluppo software completo che include il compilatore Java (javac), la JVM e altri strumenti e librerie necessari per sviluppare applicazioni Java. Include anche la Java Runtime Environment (JRE), che è necessaria per eseguire le applicazioni Java.
3. Java Runtime Environment (JRE). Il JRE include la JVM, librerie di classi core e altri file di supporto. È tutto ciò che è necessario per eseguire applicazioni Java già compilate. Non include gli strumenti di sviluppo presenti nel JDK.
4. Java API (Application Programming Interface). Java offre un’ampia interfaccia API, che fornisce moltissime classi e interfacce per compiti come la gestione della user interface, la gestione dei file e la comunicazione in rete.
5. Java Compiler. Il compilatore Java (javac) converte il codice sorgente scritto bytecode, che può essere eseguito dalla JVM.
6. Java Class Loader. Il class loader è responsabile del caricamento delle classi Java (bytecode) nella JVM. Gestisce l’organizzazione della memoria per le classi e ne controlla l’accesso.
7. Garbage Collector. Il Garbage Collector in Java è responsabile della gestione automatica della memoria, liberando quella occupata da oggetti non più necessari, migliorando così le prestazioni e l’efficienza dell’applicazione.
8. Security Manager. Java fornisce un Security Manager che definisce le policy di sicurezza e garantisce che le applicazioni non eseguano operazioni non sicure o non autorizzate.

Chi utilizza Java

Java è utilizzato da moltissimi professionisti dell’informatica, perché è open source, le librerie e il per supporto della community.

Gli sviluppatori software lo scelgono per progetti che vanno dalle applicazioni web e mobile, specialmente in ambiente Android, ai sistemi software aziendali complessi.

Le grandi aziende, comprese molte del Fortune 500, si affidano a Java per le loro applicazioni critiche, data la sua robustezza e sicurezza.

In ambito accademico, Java è spesso insegnato come primo linguaggio di programmazione, grazie alla sua sintassi chiara e al modello orientato agli oggetti.

Anche la comunità scientifica lo utilizza per le applicazioni di calcolo e analisi dati. Inoltre, è favorito nella comunità degli sviluppatori .

Mini tutorial

Giusto per vedere la sintassi di Java, ecco un breve programma che ha l’obiettivo di verificare se un numero è primo oppure no.

public class PrimeNumberCheck {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 29; // Sostituisci con il numero da controllare
        boolean isPrime = true;

        // Un numero minore di 2 non può essere primo
        if (num < 2) {
            isPrime = false;
        }

        // Controlla se il numero è divisibile per qualsiasi numero da 2 fino alla radice quadrata di num
        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(num); i++) {
            // Se num è divisibile per i, non è un numero primo
            if (num % i == 0) {
                isPrime = false;
                break;
            }
        }

        // Stampa il risultato
        if (isPrime) {
            System.out.println(num + " è un numero primo.");
        } else {
            System.out.println(num + " non è un numero primo.");
        }
    }
}

Spiegazione del codice:

• Il programma inizia con la definizione della classe PrimeNumberCheck.
• All’interno della classe, il metodo main è il punto di ingresso del programma.
• Il numero da controllare (num) è inizialmente impostato a 29, ma può essere modificato a piacere.
• La variabile booleana isPrime tiene traccia del fatto che il numero sia primo o meno.
• Il primo controllo (if) verifica se il numero è minore di 2. In tal caso, non è primo.
• Il ciclo for itera da 2 fino alla radice quadrata del numero. Utilizzare la radice quadrata riduce il numero di iterazioni necessarie.
• All’interno del ciclo, un controllo if verifica se num è divisibile per i. Se lo è, il numero non è primo e il ciclo si interrompe.
• Infine, il programma stampa se il numero è primo o meno basandosi sul valore di isPrime.

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FAQ

Roberto Di Bartolomeo

Roberto Di Bartolomeo ha maturato una lunga esperienza professionale in ambito IT ed Organizzazione, rivestendo ruoli dirigenziali di CIO in grandi aziende nelle industries servizi HR, banking e pubblica amministrazione. Ingegnere elettronico, ha speso i primi anni della sua carriera in una società di consulenza internazionale ed ha conseguito un master alla Bocconi di Milano. E’ partner di EgoValeo e consulente per la Digital Transformation.