Від Minecraft до софту для смартфону: чому Java-програмісти затребувані і як ним стати

Під час вивчення будь-якої мови програмування важливо структурувати матеріал і засвоювати його поступово. Існують теми, без опанування яких у першу чергу неможливо буде повноцінно вивчити наступні.

Наприклад, без чіткого розуміння синтаксису Java не можна перейти до написання функцій, а без знань ООП — використовувати класи. Але не варто лякатися. Шлях програміста — це постійне навчання. Отримуючи більше досвіду, з часом певні теми вже не здаватимуться вам складними, як на старті кар’єри.

Пропоную дізнатися, з чого почати вивчення Java, на які теми варто звернути особливу увагу та як зробити навчання максимально ефективним.

Навіщо взагалі вивчати Java?

Уже 20 років Java залишається однією з найпопулярніших мов програмування. Від першої версії гри Minecraft, софту для пилососу та смартфону до серверних застосунків великих корпорацій — технології Java є практично скрізь.

Окрім нових продуктів, написані раніше програми потрібно оновлювати та підтримувати. Відповідно, попит на Java-розробників завжди був, є і буде.

Java Basic

Для початку вам потрібно зрозуміти, що таке логічні операції та операції над множинами. Потім розібратися із синтаксисом мови та вивчити типи даних, зрозуміти, як створювати масив, уміти перебирати елементи з нього за допомогою простого циклу for. Після цього необхідно опанувати базові алгоритми. Наприклад, сортування масивів методом бульбашок.

Потім можете переходити до вивчення Java Core, до якої входить:

• робота з рядками, рефлексія;
• завантажувач класів;
• виняткові ситуації;
• колекції;
• Set / Map;
• ітератори та багатопоточність.

Більшість початківців одразу починають вивчати основні конструкції мови і синтаксис, не беручи до уваги такі поняття, як Java Virtual Machine, Java Development Kit та Java Runtime Environment. Не варто оминати їх так само, як уникати запуску програми з консолі.

• JDK (Java Development Kit) — це комплект розробника застосунків, який складається з компілятора, дебагера, моніторингу, утилітів, стандартних бібліотек класів, документації та виконавчого середовища JRE;
• JRE (Java Runtime Environment) складається з бібліотеки Java-класів та Java Virtual Machine;
• JVM (Java Virtual Machine) — це середовище, що забезпечує кросплатформеність Java-застосунків і виконує байт-код.

Принципова відмінність між ними в тому, що на різних етапах життя вашої програми знадобиться одна з перелічених вище «складових».

Про Java Virtual Machine ви можете дізнатися, читаючи про кросплатформеність Java. Це здатність програмного забезпечення працювати на різних операційних системах.

Перевага Java якраз у тому, що достатньо один раз написати та зібрати програму — й успішно запустити її за допомогою JVM на будь-якій операційній системі.

У ході роботи програми створюються об’єкти, які займають пам’ять. Таким чином витрачається дедалі більше системної пам’яті. Це може призвести до того, що програма перестане працювати. Коли ж вона виконується в JVM, автоматично формується спеціальне місце — частина пам’яті, куди потрапляють створені об’єкти. Тут за справу береться збиральник сміття в JVM. Його завдання — звільнити пам’ять та прибрати об’єкти, які більше не містять посилання.

Коли об’єкт не має посилання, вважається, що він «мертвий» і більше не потрібен. Очищення пам’яті надалі повністю контролює збиральник сміття, що полегшує роботу розробнику.

Java підтримує багатопоточність. Цей механізм покликаний використовувати всі можливі ресурси комп’ютера, на якому запускається програма, щоб вирішувати трудомісткі завдання швидко й ефективно.

Наприклад, у нас є 1000000 рядків з інформацією про покупки. Кожен рядок має 1000 полів із даними, які необхідно проаналізувати. Як виконати обчислення максимально оперативно та збільшити продуктивність? Потрібно оптимізувати та розпаралелити обчислення (якщо це, звичайно, підтримується системою, і процесор має більше одного ядра) та запустити кілька потоків, які оброблятимуть інформацію паралельно одне одному. Так ми зменшимо час підрахунку.

Писати програми на Java необхідно із застосуванням об’єктно-орієнтованого стилю програмування — він базується на використанні класів, об’єктів та їхній взаємодії. Завдяки цьому підходу вихідна програма стає зрозумілою та зручною для сприйняття, а також для пошуку помилок. До того ж ООП дозволяє спростити процес розробки складних систем.

До основних принципів ООП належать поліморфізм, інкапсуляція та успадкування. Давайте з’ясуємо, що це таке:

• поліморфізм — це здатність об’єкта приймати різні форми для вирішення двох чи більше схожих, але технічно різних завдань;
• інкапсуляція — механізм, що поєднує дані та код, захищаючи їх від зовнішнього втручання або неправомірного використання;
• успадкування — процес, в якому один об’єкт може успадковувати властивості іншого.

Написавши свою першу програму у межах вивчення ООП, подумайте, як ці принципи представлені у вашому коді та які завдання вони вирішують.

Java-цикли та масиви

Цикли — це дії, які повторюються, де можливий зв’язок не лише з масивами. Наприклад, ви маєте 100 однакових документів. У кожному з них необхідно поставити печатку. Можна вибрати документи в циклі, написати одну функцію для проставлення печатки і застосувати її до кожного документа.

Масиви — це, якщо говорити просто, ніби упаковка макарун, складених по черзі в одну лінію. Звичайно, можна надкусити кожен із них і перейти до наступного, використовуючи цикл. Але якщо нам сподобається п’ятий чи третій, ми оберемо його. Тут спрацьовує принцип порядкового номера, якому й підпорядковуються елементи в масиві.

Робота з базами даних

На сайтах вся інформація про користувачів має десь зберігатися. Адже як, скажімо, система онлайн-банкінгу зрозуміє, що ваш пароль правильний і що поточний баланс не дорівнює нулю? Розробнику потрібно вміти аналізувати, обирати та обробляти інформацію, щоб надавати користувачеві потрібні дані. Тому необхідно розуміти, як і де можуть зберігатися дані та як до них звернутися з коду, щоб прочитати їх чи змінити.

HTML/CSS та JavaScript

Це основа, з якої складається видима частина програми для користувача. Java-розробнику необхідно знати її для подальшого розуміння frontend-бібліотек та фреймворків.

Основи HTML допоможуть створити вебсторінку та відобразити користувачеві дані в браузері. Використання стилів CSS зробить зовнішній вигляд сторінки приємним оку та зручним для користувача, а JavaScript зробить сторінку інтерактивною.

Git, Maven та Docker для повсякденної роботи

Припустимо, ви цілий місяць розбиралися в якійсь технології чи завданні та написали багато коду.

Раптом банальний перепад світла вивів техніку з ладу. Тут стане в пригоді Git. Це віддалений репозиторій, за допомогою якого ви зможете повернутися до збереженої версії.

Після написання коду потрібно зібрати проєкт. Із цим допоможе Maven. Він спрощує роботу при створенні звітів про якість коду, тестування та збірки програми.

Docker — крута платформа, щоб практично з одного командного слова запустити програму. Збираєте та упаковуєте всі залежності для програми та запускаєте її. При цьому ви не будете витрачати час на встановлення залежностей, необхідних для налаштування, наприклад, бази даних для всіх учасників команди одночасно.

Java frameworks та бібліотеки (мастхев)

Бібліотеки пропонують готові рішення. Фреймворки ж дозволяють будувати програми швидко, просто й ефективно, а також використовувати готові шаблони — своєрідні каркаси. Це перевірені та надійні підходи до створення проєктів. 

Раджу звернути увагу на такі базові Java-фреймворки / бібліотеки:

• JUnit — з його допомогою можна автоматично протестувати код.
• Hibernate — ця бібліотека має таблиці у вигляді класів, що дозволяє значно спростити роботу з базою даних.
• Spring boot — спрощує створення застосунків, написаних на Spring. Найчастіше Spring використовують для розробки вебзастосунків. Вони мають спільний каркас і структуру.
• Apache Commons — бібліотеки різного призначення.

Корисні матеріали

Найкраще джерело знань — це «рідна» документація. Більше відповідей на запитання, які можуть виникнути у процесі навчання, ви можете знайти на Stack Overflow.

Поетапно знайомитись із Java можна і за допомогою курсів. Наприклад, на Udemy та Coursera. На YouTube також багато корисних туторіалів.

Працюючи з різними матеріалами, навчайтеся крок за кроком аналізувати отриману інформацію. Якщо під час написання коду в консолі виникла помилка, і ви не знаєте, як її вирішити, шукайте відповідь насамперед у документації.

Чому ефективніше вивчати Java з ментором

Успіх у вивченні чогось нового передусім залежить від особистої мотивації людини. Якщо у вас є чітка мета вивчити Java та стати класним IT-фахівцем — це вже великий плюс. Особистий інтерес додасть наснаги, аби ви покращували свої навички. Це чудовий підхід для тих, хто вже впевнено пише код. Початківцям я би радила почати навчання під керівництвом ментора. Фахівець із досвідом завжди підкаже альтернативне рішення задачі, зверне увагу на те, що ви, можливо, не помітили б у процесі самонавчання.

На старті важливо правильно структурувати навчальний матеріал. Початківцям зазвичай складно розібратися з безліччю фреймворків та бібліотек і зрозуміти, що варто вивчати першим. Іще складніше світчерам — без технічної освіти та розуміння тонкощів роботи в ІТ.

Багато хто йде шляхом найменшого опору і починає з фреймворків, які вигадали для полегшення розробки. Однак такий підхід є неправильним.

Як би банально це не звучало, але саме планомірне вивчення матеріалу формує міцні знання. Ментор допоможе вам не заблукати серед різноманітних тем й отримати надійні знання, базуючись на яких ви зможете покращувати існуючі навички та набувати нових. На цьому принципі побудована освітня програма з Java в NIX. Під час навчання студенти проходять усі етапи реальної розробки: тестування, робота з Git, Maven тощо. Завдання максимально наближені до роботи в реальному проєкті.

З ментором їх виконувати вдається набагато впевненіше. До того ж програмування — це командна робота. Спілкування з ментором дозволяє зрозуміти принципи взаємодії в проєкті. Можна чудово знатися на теорії і просто виконувати свої завдання, але про софт-скіли теж слід пам’ятати.

Читайте також: 10 кращих онлайн-компіляторів та редакторів коду для Java