10 phút hiểu về ngôn ngữ lập trình Java

Được tạo ra với tiêu chí “Write Once, Run Anywhere” (Tạm dịch: viết một lần, thực thi khắp nơi), ngôn ngữ lập trình Java đang rất thịnh hành hiện nay. Với các bạn trẻ đang theo đuổi ngành Công nghệ thông tin, Java cũng là ngôn ngữ xu hướng, đem đến nhiều cơ hội phát triển cho sự nghiệp. Vậy Java là gì và được ứng dụng ở những mảng lập trình nào? Hãy cùng Techie tìm câu trả lời qua nội dung sau đây!

Ngôn ngữ lập trình Java: khái niệm, lịch sử hình thành và phát triển

Java là gì?

Ngôn ngữ lập trình Java được xem là một Platform; là ngôn ngữ lập trình đa nền tảng, hướng đến đối tượng và có độ bảo mật cao. Nó có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng trên máy tính, điện thoại di động, game, website và các hệ thống nhúng (Embedded system).

Java được biên dịch thành mã Bytecode, chạy trên một máy ảo Java (JVM). Điều này khiến Java có thể chạy trên các nền tảng khác nhau mà không cần biên dịch lại mã nguồn.

Lịch sử hình thành và phát triển của ngôn ngữ lập trình Java

Ban đầu, ngôn ngữ lập trình Java có tên là “Oak”. Nó được phát triển bởi James Gosling và đội ngũ của ông tại Sun Microsystems vào những năm 1990, với ý tưởng ban đầu là để lập trình các thiết bị điện tử tiêu dùng. Tuy nhiên, khi Internet bắt đầu phát triển mạnh mẽ, Sun Microsystems đã thay đổi chiến lược, chuyển hướng Java vào mục đích lập trình ứng dụng web.

Java chính thức ra mắt vào năm 1995 và nhanh chóng trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biển nhất thế giới. Từ đó, nó được phát triển như một ngôn ngữ lập trình đa nền tảng, có thể chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm cả Windows và Unix. Với sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ Java như Java Enterprise Edition (JEE) và Java Mobile Edition (JME)., Java cũng được sử dụng rộng rãi trong phát triển ứng dụng Android và các trò chơi di động.

Hiện nay, Java vẫn tiếp tục được phát triển và cập nhật để đáp ứng các nhu cầu mới của ngành công nghệ thông tin.

Các đặc tính của ngôn ngữ Java: ưu điểm & nhược điểm

Ưu điểm

• Tính hướng đến đối tượng: ngôn ngữ lập trình Java sẽ tổ chức phần mềm dưới dạng nhiều đối tượng khác nhau. Đồng thời, cho phép mở rộng và bảo trì dễ dàng bởi nó được xây dựng dựa trên mô hình Object.
• Tính độc lập nền tảng: điều này có nghĩa là các ứng dụng Java có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau mà không cần phải biên dịch lại mã nguồn.
• Độ tin cậy cao: Java được thiết kế để có khả năng xử lý các lỗi một cách nhanh chóng, đảm bảo ứng dụng sẽ không bị gián đoạn hoặc gây ra các lỗi không mong muốn.
• Tính đơn giản: ngôn ngữ lập trình Java được thiết kế dựa trên C++. Do đó, với những ai đã có kiến thức nền tảng C++ thì sẽ học Java một cách dễ dàng.
• Thư viện phong phú: Java cung cấp một bộ thư viện phong phú cho lập trình viên, giúp họ tiết kiệm thời gian và công sức trong việc phát triển ứng dụng.
• Kiến trúc – Trung lập: Trình kiến trúc của Java tạo ra các định dạng tệp đội tượng kiến trúc trung lập, cho phép ứng dụng được biên dịch chạy được trên tất cả các kiến trúc phần cứng khác nhau.
• Tính linh hoạt (Portable): thể hiện qua việc các ứng dụng lập trình bằng Java có thể thực thi trên các hệ điều hành và phần cứng khác nhau.
• Hiệu suất cao: trong quá trình lập trình, các lỗi sẽ được kiểm tra ngày tại thời điểm biên dịch và runtime.

Nhược điểm

• Tốc độ thực thi chậm: So với các ngôn ngữ lập trình khác, Java thường chạy chậm hơn. Điều này có thể gây ra sự chậm trễ trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao hoặc yêu cầu hiệu suất tối đa.
• Vấn đề bảo mật: Mặc dù Java là một ngôn ngữ lập trình an toàn, nhưng nó vẫn có thể bị tấn công và bị lỗ hổng bảo mật, điều này có thể gây ra rủi ro an ninh cho ứng dụng.

Kiến trúc và môi trường của ngôn ngữ lập trình Java

Kiến trúc của Java

Java là một ngôn ngữ lập trình dựa trên đối tượng và được thiết kế để chạy trên nhiều nền tảng khác nhau. Kiến trúc của Java gồm 2 phần chính là:

• Kiến trúc của ngôn ngữ: Java có kiến trúc cú pháp tương tự như C++ và sử dụng đối tượng để thực hiện các tính năng. Tuy nhiên, ngôn ngữ lập trình Java còn có một số tính năng riêng như thu gom rác tự động, cơ chế quản lý bộ nhớ, các gói thư viện chuẩn, và các tính năng liên quan đến đa luồng.
• Kiến trúc của máy ảo Java: Máy ảo Java (JVM) là một phần quan trọng trong kiến trúc của Java. JVM là môi trường thực thi các ứng dụng Java và cung cấp các tính năng như quản lý bộ nhớ, xử lý đa luồng, xử lý các ngoại lệ… JVM giúp đảm bảo tính đa nền tảng của Java và cho phép các ứng dụng Java chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau.

Môi trường của ngôn ngữ lập trình Java

• JDK (Java Development Kit): JDK là bộ công cụ để phát triển các ứng dụng Java. Nó bao gồm các công cụ cần thiết như trình biên dịch, các thư viện chuẩn và máy ảo Java (JVM).
• JRE (Java Runtime Environment): JRE là môi trường thực thi các ứng dụng Java. Nó cung cấp máy ảo Java (JVM) để thực thi các ứng dụng Java.
• IDE (Integrated Development Environment): IDE là một môi trường phát triển tích hợp cho phép các lập trình viên phát triển và kiểm thử các ứng dụng Java một cách dễ dàng và hiệu quả hơn. Các IDE phổ biến cho Java bao gồm Eclipse, NetBeans và IntelliJ IDEA.
• Các thư viện và framework: Java cung cấp rất nhiều thư viện và framework cho phép các lập trình viên phát triển các ứng

8 Ứng dụng nổi bật của ngôn ngữ lập trình Java

Sở dĩ Java là ngôn ngữ lập trình phổ biển, bởi nó được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là 10 ứng dụng phổ biến của ngôn ngữ lập trình Java:

1. Ứng dụng Android

Các ứng dụng trên nền tảng Android phần lớn đều được viết bằng Java. Nói cách khác, việc sử dụng ngôn ngữ lập trình Java kết hợp cùng mã nguồn mở đã giúp cho các lập trình viên Android được tự do hơn trong công việc của mình. Đồng thời, khiến Android trở thành một hệ sinh thái phát triển ứng dụng.

Có không ít lập trình viên Java đã trở thành nhà phát triển ứng dụng Android. Mặc dù Android sử dụng máy ảo JVM và các package khác, nhưng phần ngôn ngữ code vẫn bằng Java.

2. Ứng dụng vào lập trình Website

Java được sử dụng để phát triển các ứng dụng web và trang web động, bao gồm các ứng dụng thương mại điện tử, các trang quản trị nội dung, các trang web chia sẻ video,… Website của một số cơ quan chính phủ, bảo hiểm, y tế, giáo dục, quốc phòng… cũng được xây dựng bằng Java.

3. Lập trình Game

Java là một ngôn ngữ lập trình rất phổ biến trong lập trình game, đặc biệt là các game 2D và game di động. Có rất nhiều thư viện game engine được phát triển bằng Java như LibGDX, jMonkeyEngine, LWJGL, JOGL, jPCT, Slick2D,… Bên cạnh đó, Java cũng cung cấp các thư viện đồ họa và hỗ trợ xử lý logic game…

4. Hệ thống máy chủ trong ngành dịch vụ tài chính

Việc quản lý tài chính hiện nay đều đã được số hóa bằng công nghệ. Java góp phần lớn trong các công nghệ đó. Cụ thể, nhiều ngân hàng đầu tư toàn cầu như Citigroup, Goldman Sachs, Standard charted… hiện đang sử dụng Java để viết hệ thống giao dịch front office, back office, hệ thống xử lý dữ liệu và một số dự án khác. Tại Việt Nam, hệ thống các ứng dụng web của ngân hàng Vietcombank cũng được viết bởi Java.

5. Các công cụ phát triển phần mềm

Điển hình, có thể kể đến các ứng dụng phổ biến IDE (Integrated Development Environment) như Eclipse, NetBeans, IntelliJ IDEA,.. Các công cụ này hỗ trợ lập trình viên trong việc phát triển và quản lý các dự án phần mềm của họ.

6. Các ứng dụng J2ME

J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition) là một phiên bản nhỏ hơn của Java, được sử dụng để phát triển ứng dụng di động cho các thiết bị như điện thoại, máy tính bảng, đồng hồ thông minh và một số thiết bị khác. Tuy nhiên, sự ra đời của Android và ioS gần như đã giết chết J2ME. Hiện, J2ME chủ yếu phổ biến trên các sản phẩm như Blu-ray, Cards, Set top box,…

7. Hệ thống nhúng và IoT

Ngôn ngữ lập trình Java được ứng dụng trong các thiết bị IoT (Internet of Things). Điển hình như các cảm biến, bộ điều khiển, thiết bị đo lường; các hệ thống giám sát môi trường, giao thông, sản xuất. Java cung cấp các thư viện và API cho các thiết bị nhúng, giúp giảm thiểu thời gian phát triển và đơn giản hóa việc phát triển phần mềm cho các thiết bị này.

8. Công nghệ Big Data

Với tính năng đa luồng, khả năng xử lý dữ liệu lớn và tương thích với nhiều hệ thống, Java khá phổ biển trong công nghệ Big Data. Tiêu biểu, có thể kể đến các hệ thống công nghệ Apache Hadoop, Apache Spark, Elasticsearch…

Như vậy, Techie vừa gửi đến bạn những thông tin tổng quan về ngôn ngữ lập trình Java. Với nhiều ưu điểm vượt trội và không ngừng có những cập nhật, cải tiến, Java hứa hẹn vẫn sẽ là ngôn ngữ triển vọng trong tương lai.

Xem thêm: Ngôn ngữ lập trình: Hiểu để chọn đúng!