Java Programlama. Java ya Genel Bakış

Transkript

1 Java Programlama Java ya Genel Bakış

2 Java Programlama Dili Nesneye yönelik (object-oriented) programlama dili C++ ile ilişkili bir dil Veri tipleri: Temel veri tipleri (int, double vs.) Sınıflar İşletilen bir dil (interpreted) Derlenen bir dil değil Derleme birimleri: Kaynak kodlar: *.java dosyası (*.cpp ve *.h dosyaları yerine) Derlenen kod (bytecode): *.class dosyası (*.exe dosyaları yerine)

3 Java Dağıtımları (1) Hedeflenen platformun yeteneklerine ve ihtiyaçlarına göre farklı dağıtımlar oluşturulmuştur Böylece bir platformda ihtiyaç duyulmayacak ya da kullanılamayacak özelliklerin, bu platforma eklenmesine gerek kalmamaktadır Şu an dört farklı dağıtım bulunmaktadır: 1. Java Card 2. Java Mikro Dağıtım (Java ME) 3. Java Standart Dağıtım (Java SE) 4. Java Enterprise

4 Java Dağıtımları (2) Java Card Akıllı kartlar veya benzer düşük hafızalı ürünlerde kullanılır örnek: SIM kartlar ve ATM kartları Java Mikro Dağıtım (Java ME) Mobil ve gömülü sistemlerde kullanılır örnek: cep telefonları ve navigasyon cihazları Android ile ilişkisi

5 Java Dağıtımları (3) Java Standart Dağıtım (Java SE) Masaüstü ve sunucular için uygulama geliştirmek için kullanılır Sunucu uygulamalarında, uygulamayı aynı anda kullanan kullanıcı sayısı azdır Örnek: Her tür PC/Laptop uygulamaları Java SE pek çok API içerir Grafiksel arayüzler için: Swing veya JavaFX Girdi/Çıktı işlemleri için, örneğin dosya işlemleri Veri tabaları ile bağlantı kurmak için Veri yapıları oluşturmak ve kullanmak için

6 Java Dağıtımları (4) Java Ticari Kuruluş Dağıtımı (Java EE) Orta ve büyük ölçekli işletmelere uygun daha karmaşık uygulamalar geliştirmek için kullanılır Uygulamalar genellikle sunucu tabanlıdır ve aynı anda çok sayıda kullanıcıya hizmet vermektedir Örnek: Çevrimiçi bankacılık sistemi, öğrenci bilgi sistemi Java SE dağıtımının genişletilmiş halidir. Çok kullanıcılı sistem gereksinimlerini karşılayan pek çok API içerir: Servlet ve JavaServer Pages (JSP) JavaServer Faces (JSF) Java Transaction API (JTA) ve Java Persistance API (JPA)

7 Java Tarihçe C öncesi ve C C den önce: Fortran ile karmaşık bilimsel uygulamalar geliştirilebiliyor, ancak sistem kodu için uygun değil Basic kolayca öğrenilebiliyor ama yapı eksikliğinden büyük programlar için uygun değil Assembly ile verimli çalışan programlar yazılabliyor ama öğrenmesi kolay değil ve etkin şekilde kullanmak zor GOTO Spagetti kod: Yapısal olmayan ve anlaşılması zor kod B dili Ken Thompson --> C dili Dennis Ritchie, 1970 ler ANSI C Standardı, 1989

8 Java Tarihçe C++ Belirli fonksiyonları yerine getiren sistem programları zamanla kendini kullanıcıya yönelik karmaşık programlara bıraktıkça, bu karmaşıklığı yapısal diller ile (örn. C) yönetmenin zorluğu farkedildi Nesneye yönelik diller bu karmaşık programları kalıtım, encapsulation ve polymorphism yöntemleri ile organize etmeyi sağladı C++, Bjarne Stroustrup, 1979 C++, C nin tüm özelliklerini içeriyor ve nesneye yönelik özellikler ekliyor başarılı olmasında önemli bir neden

9 Java Tarihçe Platform bağımsızlık UNIX platformunda yazılan programlar, Windows ya da Macintosh da çalışmıyordu --> Platform bağımlı diller İlk halka açık versiyon, Oak --> Java Hedef: Platform bağımsız (mimari bağımsız) bir dil Platformlar: Mikrodalga fırınlar, uzaktan kumandalar, buzdolabı, saatler, web vs. Applet: Web için yazılan, web tarayıcısı içerisinde çalışan Java programcıkları --> web e o zamanlarda mümkün olmayan özellikler kattı Adobe Flash: Daha iyi çoklu ortam ve araç desteği

10 Java Tarihçe Java 2 öncesi JDK alfa ve beta sürümleri, 1995 JDK 1.0, 1996: Oak olarak JDK 1.1, 1997 inner classes JavaBeans JDBC java database connectivity RMI remote method invocation Reflection ilk versiyon değişikliğe izin verilmiyor

11 Java Tarihçe Java 2 JDK 1.2, 1998 Sonradan Java 2 olarak isimlendirildi Dağıtımları birbirinden ayırabilmek için JDK yerine J2SE kullanılmaya başlandı Java platformdaki sınıf sayısı üçe katlandı: 59 pakette 1520 sınıf Swing grafiksel arayüzleri JIT derleyeci (just-in-time compiler) Java eklentisi (java plug-in) web tarayıcıları için Java IDL CORBA için IDL gerçekleştirimi Java Koleksiyonları Set, List, Queue ve Map gibi

12 Java Tarihçe Java 3 Java 3, 2000 HotSpot JVM dahil edildi Java Naming and Directory Interface (JNDI) Java Platform Debugger Architecture (JPDA) JavaSound

13 Java Tarihçe Java 4 Java 4, 2000 assert anahtar kelimesi. Örnek: assert!isempty() : "Stack is empty"; Kurallı ifadeler (regular expressions), örnek: *.txt IPv6 desteği Bloklanmayan IO (NIO) Günlük tutma (logging) Image I/O: JPG/PNG gibi imge formatlarında okuma ve yazma XML ayrıtştırıcı (XML parser) ve XSLT işleyici (JAXP) Entegre güvenlik ve şifreleme uzantıları (JCE, JSSE ve JAAS) Java Web Start Tercihler API si (java.util.prefs)

14 Java Tarihçe Java 5 Java 5, 2004 Jenerikler (Generics) Kolleksiyonlar için derleme zamanı tip güvenliği sağlar ve pek çok elle tip dönüşümünü gereksizleştirir Açıklama Notları (Annotations) Sınıfların/Metotların ek bilgi ile etiketlenmesini sağlar. Daha sonra bu etiketler çeşitli araçlarla işlenerek programcının pek çok alanda zaman kazanmasını sağlar. Otomatik Kutulama (Autoboxing/Unboxing): Temel veri tipleri (int, double gibi) ile temel veri tipi paket sınıfları (primitive wrapper classes) (Integer, Double gibi) arasında otomatik dönüşüm sağlar

15 Java Tarihçe Java 5 (devam) Java 5, 2004 Numaralandırma (Enumerations) enum anahtar kelimesi ile tip güvenli (typsafe) değerler listesi oluşturmayı sağlar Örnek: Gun.Pazartesi, Gun.Salı, Gun.Carsamba... Değişken sayıda parametre (Varargs) Metotların son parametresi değişken tipi ardından gelen üç nokta ve değişken adı olacak şekilde tanımlanabilir Örnek: void drawtext(string... lines) Çağıran metotlar herhangi bir sayıda parametre ya da bir dizi gönderebilir

16 Java Tarihçe Java 5 (devam) Java 5, 2004 Statik import (static imports) Sınıfın statik elemanlarını, sınıf adını yazmadan kullanmayı sağlar Örnek: Math.PI yerine PI (import static java.lang.math.pi;) Kodun anlaşılabilirliğini azalttığından nadiren kullanılmalıdır For each döngüsü Diziler ve kolleksiyon nesneleri (Queue, Set vb.) üzerinde, tip dönüşümü ve sayaç gerekmeksizin kolayca dönmeyi sağlayan döngülerdir Örnek: for (TimerTask t : c) t.cancel();

17 Java Tarihçe Java 6 Java 6, 2006 Komut dili desteği (Scripting Language Support) Python, Ruby, JavaScript gibi komut dillerinin Java içerisinden kullanımını sağlar Mozilla Rhino JavaScript makinasi (JavaScript engine) Java SE ye eklendi Jython, JRuby, JScheme, Scala, Closure, epascal... Java SE için performans iyileştirilmeleri (yaklaşık %60 daha hızlı) JAX-WS ile geliştirilmiş web servisleri desteği JDBC 4.0 ile geliştirilmiş veritabanı desteği

18 Java Tarihçe Java 6 (devam) Java 6, 2006 Java Derleyici API Java programlarının bir Java derleyicisi seçip çalıştırmasını sağlar Java programlarının (örneğin IDE ler) diğer java programlarını derlemesini sağlayan güçlü bir API dır JAXB 2.0 ile gelişmiş XML-Nesne eşleştirmesi Nesneler ile XML dosyaları arasında iki yönlü kolay dönüşüm Pek çok Swing iyileştirmeleri: tablo sıralama, tablo filtreleme, çifttamponlama (double-buffering)... JVM iyileştirmeleri: senkronizasyon, derleyici, çöp toplama (garbage collection) ve uygulama başlatma performans artışları

19 Java Tarihçe Java 7 Java 7, 2011 Dinamik diller için JVM desteği Yeni invokedynamic byte kodu Komut dilleri için esneklik ve performans artışı sağlar Eliptik eğri şifreleme algoritmalarının gerçekleştirimi Yeni ağ protokollerine (SCTP ve Sockets Direct Protocol gibi) geliştirilmiş destek Modern GPU özelliklerinin daha iyi kullanımını sağlayan XRender iletişim hattının (pipeline) Java2D için kullanımı Dizilerin ve kolleksiyonların sıralanmasında merge sort yerine timsort kullanımı

20 Java Tarihçe Java 7 (devam) Java 7, 2011 Java diline küçük eklentiler Switch içerisinde karakter katarları (string) Try-Catch bloklarında kaynak kullanımı ve bu kaynakların otomatik yönetimi Jeneriklerde basitleştirilmiş baklava biçimli operatör (<>) kullanım desteği Basitleştirilmiş varargs metot tanımlama Tamsayıları ikili (binary) olarak tanımlayabilme/kullanabilme desteği Sayısal değerlerde okunabilirliği arttırmak amaçlı alt çizgi kullanımı Aynı catch bloğu içerisinde birden fazla istisna tipini yakalayabilme

21 Java Tarihçe Java 8 Java 8, 2014 JavaFX grafiksel arayüz kütüphanesi Java SE ye eklenmeden önce ayrı bir kütüphane olarak kullanılabiliyordu Versiyon numarasının Java SE ile uyumlu olması amacıyla JavaFX 8 olarak isimlendirildi Swing daha fazla geliştirilmeyecek ve JavaFX Swing in yerini alacak 3D çizim desteği Algılayıcı desteği Yazdırma desteği Zengin metin desteği

22 Java Tarihçe Java 8 (devam) Java 8, 2014 Lambda ifadeleri Fonksiyon tanımı Varsayılan metotlar: çoklu kalıtımı gerçekleştirmeyi sağlıyor Nashorn JavaScript makinası JavaScript kodlarının Java programları içerisinden çalıştırılmasını sağlar Mozilla Rhino ya göre daha iyi çalışma performansı Açıklama notları (Annotation) yenilikleri. Örnek: Tekrar eden açıklama notları Aynı kod parçasına, aynı tipte birden fazla açıklama notu eklemeye izin verir Gün ve zaman API leri (Date and Time APIs)

23 Java Tarihçe Java 9 ve 10 Java 9, 2016 Daha iyi yerel kod (native code) entegrasyonu. Bkz. JNI (Java Native Interface) Java SE nin modülerleştirilmesi Para ve para birimi API si OpenCL (Open Computing Language) ile otomatik paralelleştirme (plan) Java 10, 2018 Temel veri tipleri silinebilir

24 Java Community Process (JCP) İlgilenen kişilerin Java dili ile ilişkili standart spesifikasyonlar oluşturmasını sağlayan oluşum: de kuruldu Şirketler için senelik ücret varken, bireyler için ücretsiz Java Specification Request (JSR) JCP Executive Committee Şu ana kadar gerçekleş JCR listesi (300+):

25 Java Sanal Makinesi (JVM) (1)

26 Java Sanal Makinesi (JVM) (2)

27 Java Byte Kodlar Java dili komut seti, her biri 1-byte olan 256 adet komuttan oluşmaktadır. Bunlardan 51 tanesi ileriki kullanımlar için ayrılmıştır. Komutlar aşağıdaki temel kategorilere ayrılabilir: Load and store (e.g. aload_0, istore) Arithmetic and logic (e.g. ladd, fcmpl) Type conversion (e.g. i2b, d2i) Object creation and manipulation (new, putfield) Operand stack management (e.g. swap, dup2) Control transfer (e.g. ifeq, goto) Method invocation and return (e.g. invokespecial, areturn)

28 Ön/Son Ek ve İşlemci Tipi Ön/Son Ek i l s b c f d z a İşlemci Tipi int long short byte char float double boolean nesne referansı aload veya iload

29 Java Byte Kod Örnekleri Komut aload_0 aload_1 iload_0 istore_1 iadd dmul Açıklama 0. yerel değişkendeki nesne referansını yığına at 1. yerel değişkendeki nesne referansını yığına at 0. yerel değişkendeki tam sayıyı yığına at Yığının tepesindeki değeri birinci yerel değişkene at Yığının tepesindeki iki tamsayı değeri al, topla ve sonucu yığına at Yığının tepesindeki iki double değeri al, topla ve sonucu yığına at Tüm byte kodlar:

30 Java Çalıştırma Kiti (JRE).class dosyaları files Java byte kodlarını (bytecode) içerir Donanım bağımsız komut seti Java byte kodları Java Sanal Makinesi - Java Virtual Machine (JVM) tarafından yorumlanır. Byte kodları makine koduna çevirir Java Çalıştırma Kiti - Java Runtime Environment (JRE) JVM ve temel Java özelliklerini içerir (örn: java komutu) Donanım ve işletim sistemi detaylarını soyutlar Java programları için ortak API leri gerçekleştirir

31 java komutu ile Java programı çalıştırma HelloWorld.class isimli bir dosyada derlenmiş Java programınız olsun. Bu programı çalıştırmak için yandaki komut çalıştırılmalıdır: java HelloWorld java komutu JRE içerisinde yer almaktadır. Web sitelerindeki Applet ler web tarayıcısında çalışan Java programcıklarıdır. Web tarayıcısı, arka planda, java komutunu kullanarak bu appletleri çalıştırır. (JRE kurulu olmalıdır)

32 Java Geliştirme Kiti (JDK) Java programlarını geliştirmek için gereken araçları ve diğer bileşenleri içerir. Örnek araçlar: javac: java dosyalarını derleyip class dosyası haline getirir. javap: class dosyalarını okunabilir byte kod satırlarına çevirir. jdb: java programlarında hata ayıklamak için kullanılır. JDK kurulumu:

33 Javac komutu ile Java programlarının derlenmesi Javac komutu Java kaynak kodlarından (*.java), JVM de çalışabilir Java byte kodlar (*.class) oluşturmayı sağlar. HelloWorld.java isimli Java programından HelloWorld.class isimli byte kod dosyası oluşturmak için aşağıdaki komut çalıştırılmalıdır. javac HelloWorld.java

34 NetBeans IDE Java da yazılmış entegre geliştirme ortamı (IDE) Eklentiler aracılığıyla pek çok programlama dilini destekliyor Java geliştirme araçları: Kaynak kod editorü: Dil spesifik kod renklendirme Kod otomatik tamamlama Java kodlarının oluşturulması ve yeniden yapılandırılması (refactoring) için özellikler Proje oluşturma, çalıştırma ve hata ayıklama

35 Java Development Kit (JDK) Kurulumu Java ile program geliştirebilmek için öncelikle JDK kurulmalıdır Aşağıdaki adrese gidip, sağda gösterildiği şekilde JDK nın en son versiyonunu bilgisayarınıza indirin Şu an için en son versiyon 8u20 JDK 8 Güncelleme 20 ( ) Indirilen kurulum dosyasını çalıştırıp JDK kurulumunu tamamlayın

36 NetBeans Kurulumu Aşağıdaki adrese gidip, sağda gösterildiği şekilde NetBeans in tüm alt bileşenleri içeren versiyonunu bilgisayarınıza indirin Indirilen kurulum dosyasını çalıştırıp NetBeans kurulumunu tamamlayın

37 Java Projesi Oluşturma (1/2) File -> New Project -> Java -> Java Application Next

38 Java Projesi Oluşturma (2/2) Proje adını (project name) girin «Finish» butonuna tıklayın

39 main() metotu Yeni oluşturulan sınıfa ait HelloWorld.java dosyasını editörde açın main() metotunu yazın Dosyayı kaydedin:file -> Save (Ctrl+S)

40 Uygulamayı Çalıştırmak Aşağıda gösterilen toolbar daki «Run» (yeşil sağa doğru ok) butonuna basın Veya menüden Run -> Run Project (F6) seçin main() metodu çalıştırılacaktır Output penceresinden programın çıktısı aşağıdaki gibi görülebilir