It's a repository of Java language ☕

☕ Preparação: Para este conteúdo, o aluno deverá dispor de um computador com acesso à internet, um web browser com suporte a HTML 5 (Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge, Safari, Opera etc.), um editor de texto ou IDE (VSCode etc.) e o software JDK, com a versão mais recente, instalado na sua máquina local.

• https://glysns.gitbook.io/java
• https://glysns.gitbook.io/java-basico/
• https://glysns.gitbook.io/spring-framework/

☕ The History of Java language

Java é o ambiente computacional, ou plataforma, criada pela empresa estadunidense Sun Microsystems, e vendida para a Oracle depois de alguns anos. A plataforma permite desenvolver programas utilizando a linguagem de programação Java.

A tecnologia Java foi desenvolvida na década de 1990, a partir de um projeto pessoal de um funcionário da Sun Microsystems. A ideia inicial estava ligada à criação de uma linguagem de programação que pudesse ser utilizada em diferentes sistemas, alterando o paradigma de que uma aplicação só poderia ser desenvolvida para uso em um único ambiente de hardware e sistema operacional, como era bastante comum na época.

As grandes empresas desenvolviam suas aplicações voltadas para seu ambiente de hardware e software (sistema operacional - SO), e estas aplicações não eram capazes de serem executadas em diferentes plataformas, principalmente de outros fabricantes. Se analisarmos a linguagem C, criada junto com o sistema operacional UNIX, temos uma biblioteca muito vasta de funções, mas poucas são consideradas padrão para atender a diferentes sistemas; e, mesmo assim, uma aplicação compilada em um sistema operacional (ambiente) não pode ser executada em outro.

A linguagem Java rompeu este paradigma e passou a permitir que uma aplicação desenvolvida em um ambiente - hardware + software (SO) - possa ser executada em outro sem necessidade de qualquer outro procedimento. A Sun Microsystems, ao tomar conhecimento desta ideia, deu total apoio ao seu desenvolvimento e criou um grupo com 13 membros, liderado por James Gosling, que passaram a trabalhar exclusivamente neste projeto. A equipe foi batizada de “Green Team” e o grupo passou a trabalhar em um conjunto de escritórios fora das dependências físicas da Sun, e sem qualquer tipo de comunicação com a matriz, durante 18 meses para a concretização desta ideia.

Com a tecnologia Java, as aplicações passaram a ser portáveis de um sistema para o outro, sem nenhuma necessidade de alteração. Por isso, afirmamos que a portabilidade é uma das mais importantes características da linguagem Java.

Ainda naquela época, o grupo já havia antecipado uma nova onda na computação, na convergência entre dispositivos controlados digitalmente e computadores. Hoje em dia, percebemos bem isso quando analisamos um smartphone, um dispositivo digital que possui inúmeras funções de computadores; entre elas, podemos destacar a execução de aplicativos. Inicialmente, a linguagem foi batizada de Oak, pois o grupo tinha como vista da janela do escritório um carvalho. Posteriormente, a linguagem foi rebatizada como Java, em função do gosto do grupo pelo tipo de café. Por isso, temos como ícone da linguagem uma xícara de café com sua fumaça característica.

A linguagem é muito poderosa para o desenvolvimento de aplicações, seja para o desenvolvimento de aplicações menos sofisticadas ou para uso em dispositivos menos complexos que computadores, conhecidos como dispositivos inteligentes, tais como cafeteiras, micro-ondas, geladeiras e uma gama de outros dispositivos que possam ser controlados por software. A linguagem ainda é muito eficiente no desenvolvimento de sistemas de entretenimento doméstico, dando suporte a streaming de vídeo e televisão digital, que ainda não era tão desenvolvida na época.

A tecnologia Java permite ainda o desenvolvimento de todos os tipos de aplicações, indo do mais simples controle de um eletrodoméstico, passando por aplicações domésticas, comerciais, de automação, até o desenvolvimento de aplicações mais complexas, com comunicação de dados e aplicações para supercomputadores.

A linguagem Java teve início ao incorporar a tecnologia Java ao navegador de internet Netscape navigator, em sua versão de 1995. A tecnologia ganhou a aceitação do mercado e dos desenvolvedores, sendo uma das mais importantes linguagens de programação para o desenvolvimento de sistemas. São dezenas de milhões de desenvolvedores Java no mundo e, atualmente, esta tecnologia é encontrada em supercomputadores, servidores, desktops, notebooks, máquinas de cartões de crédito e débito, robôs, automóveis, jogos eletrônicos, bem como uma gama de dispositivos digitais, redes e demais tecnologias de programação. A linguagem Java ainda é a linguagem nativa para o desenvolvimento de aplicações para o Android (sistema operacional para smartphones).

A tecnologia Java foi totalmente gratuita por muito tempo, mas recentemente a Oracle, que passou a deter os direitos da linguagem após adquirir a Sun Microsystems, está licenciando o uso para empresas com custos. A empresa deve permitir o licenciamento gratuito somente para desenvolvedores avulsos que criam aplicações pessoais sem custo ou para simples aprendizado.

Principais características e vantagens da tecnologia Java:

• Orientada a objetos, com uma grande diversidade de bibliotecas de classes disponível;
• Independe de plataforma: write once, run everywhere ;
• Segurança - Mecanismos para sistemas livres de vírus, pacotes para criptografia;
• Simplicidade;
• Sintaxe dos comandos básicos segue o padrão do C;
• Sintaxe da parte OO bem mais simples que o C++;
• Internacionalização;
• Unicode: padrão que permite manipular textos de qualquer sistema de escrita;
• Robustez;
• Tratamento de exceções;
• JVM (Java Virtual Machine) impede que uma aplicação mal comportada paralise o sistema;
• Distribuída e multitarefa;
• Os programas podem utilizar recursos da rede com a mesma facilidade que acessam arquivos locais;
• Trabalha com diversos protocolos (TCP/IP, HTTP, FTP);
• Execução simultânea de múltiplas threads;
• Gerenciamento de memória;
• Memória virtual gerenciada pela JVM (Java Virtual Machine);
• Garbage collection (limpeza de memória);
• Desempenho;
• Mais rápida que linguagens de script, porém mais lenta que as linguagens compiladas puras;
• Hoje, os problemas de desempenho são resolvidos com compilação just-in-time.

Sistema de implementação do Java:

De forma geral, entendemos que plataforma (ambiente de execução) é composta por hardware + software básico (sistema operacional).

A plataforma Java é definida apenas em software e possui dois componentes:

• Máquina Virtual Java (JVM - Java Virtual Machine);
• Conjunto de bibliotecas que disponibilizam classes comuns.

API Java:

"Diferentemente das linguagens convencionais, que são compiladas para código nativo, a linguagem Java é compilada para "bytecode" (gerando o .class ou .jar), que é executado por uma máquina virtual Java (JVM - Java Virtual Machine)."

O modelo inicial era interpretado. Já o atual trocou a etapa do interpretador por uma 2ª compilação (compilador JIT, isto é, just-in-time).

A tecnologia Java é composta por três plataformas:

• J2SE ou Java SE (Java Standard Edition): base da plataforma, inclui o ambiente de execução e as bibliotecas comuns;

• J2EE ou Java EE (Java Enterprise Edition): versão voltada para o desenvolvimento de aplicações corporativas e aplicações web;

• J2ME ou Java ME (Java Micro Edition): versão voltada para o desenvolvimento de aplicações móveis ou embarcadas.

A sigla JSE pode referir-se a diferentes tecnologias dependendo do contexto, mas comumente tem dois significados principais:

1. Java Standard Edition (Java SE): Este é um conjunto de especificações e tecnologias fornecidas pela Oracle para o desenvolvimento de aplicativos Java. O Java SE inclui a linguagem de programação Java, a Máquina Virtual Java (JVM) e bibliotecas padrão para criar aplicações de desktop e servidor.

2. JavaScript Engine: Este é um motor que executa o código JavaScript, comumente usado em navegadores web para executar scripts em páginas web. Exemplos de motores JavaScript incluem o V8 do Google Chrome, o SpiderMonkey do Mozilla Firefox e o Chakra do Microsoft Edge.

Portanto, a sigla JSE pode se referir tanto ao Java Standard Edition, relacionado à linguagem de programação Java, quanto a um motor JavaScript, relacionado ao JavaScript. O significado exato depende do contexto em que a sigla é utilizada.

Ambiente de desenvolvimento

Existem os ambientes JDK e JRE para construir e executar uma aplicação Java.

Java Development Kit (JDK) é uma coleção de programas para, dentre outras tarefas, compilar e executar aplicações Java. Este é o kit necessário para o desenvolvedor, pois contém todo o suporte para a criação de aplicações em Java.

Exemplo:

• Javac (compilador Java);
• Javadoc (utilitário para documentação);
• Java;
• Outros.

Java Runtime Environment (JRE)

Kit com todos os programas necessários para executar aplicações Java. Faz parte do JDK, mas pode ser instalado separadamente para execução em máquinas clientes, uma vez que o JDK é voltado para os desenvolvedores. O JRE pode ser instalado separadamente e dá suporte somente a execução de aplicações ou jogos como o Minecraft, por isso é a versão mais indicada para instalação nas máquinas clientes que apenas executarão aplicações, não sendo responsáveis pelo seu desenvolvimento.

Fases de um programa em linguagem Java

O código de um programa Java é compilado apenas uma vez, gerando um código intermediário, o bytecode, que pode ser executado quantas vezes forem necessárias em qualquer ambiente que possua uma máquina virtual Java (JVM) disponível.

Inicialmente a tecnologia Java realizava uma interpretação completa do bytecode, mas atualmente o interpretador realiza uma compilação just-in-time (compila o bytecode para o ambiente onde ocorrerá a execução), permitindo aumentar o desempenho da aplicação.

Para o desenvolvimento de aplicações em Java é comum o uso de ferramentas IDEs (Integrated Development Environment), que facilitam a codificação e a realização de testes, sendo as mais conhecidas:

• Eclipse;
• NetBeans;
• IntelliJ;
• BlueJ.

Você pode usar qualquer tipo de ambiente, se preferir um editor de texto como um bloco de notas ou um VSCode você precisa usar a extensão .java.

☕ Ambiente de programação

Existem várias ferramentas para o desenvolvimento de sistemas utilizando a linguagem Java, mas os desenvolvedores têm preferência pelos IDEs Netbeans e Eclipse. Ambos são gratuitos e podem ser adquiridos pela internet através de download.

É importante que você já tenha instalado o JDK antes de instalar o seu IDE escolhido (Netbeans ou Eclipse). Assista o vídeo:

Existem dois arquivos diferentes: o primeiro, com o source, contém os códigos fonte no Netbeans e não é o ideal para trabalharmos o desenvolvimento. A versão adequada para nós é a versão bin, que contém todos os códigos já compilados e prontos para a execução e desenvolvimento de projetos e aplicações Java.

Você não precisa instalar as duas, pois ambas são concorrentes e desempenham as mesmas funcionalidades. A preferência é a critério do programador.

A linguagem Java possui uma base de construção semelhante à linguagem C e, por isso, boa parte de sua estrutura e sintaxe se assemelha a ela. Desta forma, programadores com conhecimento nesta linguagem tem grande facilidade com a sintaxe da linguagem Java. Outra importante semelhança está nas estruturas de controle de fluxo, que são construídas da mesma forma em ambas as linguagens.

Cuidado com as diferenças de versões no sistema operacional: se instalar o Java para 64 bits, você deverá usar um IDE (Netbeans ou Eclipse) de 64 bits. O mesmo para a versão de 32 bits: tanto o Java quanto o IDE deverão ser para 32 bits.

🤖 Primefaces

O PrimeFaces é uma biblioteca de componentes de interface de usuário (UI) de código aberto que é usada no desenvolvimento de aplicativos web Java Enterprise Edition (Java EE). Ela fornece uma ampla variedade de componentes de interface de usuário ricos e predefinidos que podem ser facilmente incorporados em aplicativos web Java, permitindo aos desenvolvedores criar interfaces de usuário atraentes e funcionais de maneira eficiente.

Alguns dos principais recursos e componentes fornecidos pelo PrimeFaces incluem:

• Componentes de interface de usuário: Botões, tabelas, árvores, menus, gráficos, calendários e muitos outros componentes prontos para uso, que podem ser personalizados e estilizados de acordo com as necessidades do aplicativo.

• Ajax e atualizações dinâmicas: O PrimeFaces facilita a criação de aplicativos web interativos, permitindo a atualização de partes específicas da página sem a necessidade de recarregar a página inteira, graças ao uso do Ajax.

• Temas e estilos: O PrimeFaces oferece suporte a temas personalizáveis que permitem aos desenvolvedores escolher entre várias opções de aparência para seus aplicativos.

• Integração com o Java EE: O PrimeFaces é especialmente projetado para ser usado em conjunto com tecnologias Java EE, como JavaServer Faces (JSF), e funciona bem com servidores de aplicativos Java EE, como o Apache Tomcat, o WildFly (anteriormente conhecido como JBoss) e o Oracle WebLogic.

• Comunidade ativa: O projeto PrimeFaces possui uma comunidade ativa de desenvolvedores e uma documentação abrangente, o que facilita o aprendizado e a resolução de problemas.

O PrimeFaces é uma opção popular para o desenvolvimento de aplicativos web Java que desejam fornecer interfaces de usuário ricas e interativas. Ele é amplamente usado em várias indústrias e fornece uma base sólida para a criação de aplicativos web empresariais.

🥛 Kotlin

Kotlin é uma linguagem de programação moderna, concisa e segura que foi projetada para interoperar plenamente com o Java. Desenvolvida pela JetBrains, Kotlin se tornou uma escolha popular para o desenvolvimento de aplicativos Android, servidores, web e desktop. Kotlin é uma linguagem versátil e poderosa que tem ganhado popularidade rapidamente devido à sua concisão, segurança e interoperabilidade com Java. É amplamente adotada para desenvolvimento Android, mas também é adequada para back-end, web e desenvolvimento multiplataforma.

Principais Características da Linguagem Kotlin:

1. Interoperabilidade com Java:

   • Kotlin é totalmente compatível com Java, o que significa que você pode chamar código Java a partir de Kotlin e vice-versa. Isso facilita a integração com projetos existentes em Java.

2. Sintaxe Concisa:

   • Kotlin foi projetada para ser mais expressiva e concisa do que Java. Muitas construções comuns podem ser escritas de forma mais curta e clara em Kotlin.

3. Segurança Nula:

   • Um dos principais problemas em Java é o null pointer exception (NPE). Kotlin aborda isso de forma nativa com seu sistema de tipos que diferencia entre tipos que podem ser nulos e tipos que não podem ser nulos.

4. Funções de Extensão:

   • Permitem que você adicione novas funcionalidades a classes existentes sem ter que herdá-las ou usar padrões de design como Decorator.

5. Suporte para Programação Funcional:

   • Kotlin suporta muitos paradigmas de programação funcional, incluindo lambdas, funções de alta ordem, e imutabilidade.

6. Coroutines para Programação Assíncrona:

   • Coroutines facilitam a escrita de código assíncrono, permitindo a execução de operações de longo prazo, como chamadas de rede ou operações de E/S, de maneira não bloqueante.

7. Null Safety:

   • O sistema de tipos do Kotlin tem null safety integrada, reduzindo a probabilidade de erros de referência nula.

8. Estrutura Moderna de Linguagem:

   • Kotlin possui várias características modernas de linguagem, como propriedades, delegados, data classes, sealed classes, entre outros, que ajudam a escrever código mais limpo e expressivo.

Exemplo de Código em Kotlin

Aqui está um exemplo simples que demonstra algumas das características mencionadas:

// Declaração de uma função de extensão para a classe String
fun String.lastChar(): Char = this[this.length - 1]

fun main() {
    // Declaração de uma variável imutável (val)
    val name: String = "Kotlin"
    // Uso da função de extensão
    println(name.lastChar())  // Saída: n

    // Exemplo de null safety
    var nullableName: String? = null
    println(nullableName?.length)  // Saída: null

    // Exemplo de uma data class
    data class User(val name: String, val age: Int)
    
    val user = User("John Doe", 30)
    println(user)  // Saída: User(name=John Doe, age=30)

    // Uso de coroutines
    runBlocking {
        launch {
            delay(1000L)
            println("World!")
        }
        println("Hello,")
    }
}

Ecossistema Kotlin:

1. Desenvolvimento Android:

   • Kotlin é a linguagem preferida para o desenvolvimento de aplicativos Android. A Google anunciou suporte total para Kotlin como uma linguagem de primeira classe para o desenvolvimento Android em 2017.

2. Kotlin/JS:

   • Permite escrever código Kotlin que pode ser compilado para JavaScript, possibilitando o desenvolvimento front-end.

3. Kotlin/Native:

   • Permite a compilação de código Kotlin para binários que podem rodar sem uma Máquina Virtual Java (JVM), permitindo o desenvolvimento para plataformas onde a JVM não está disponível, como iOS.

4. Kotlin Multiplatform:

   • Permite compartilhar código comum entre diferentes plataformas (JVM, JavaScript, iOS, etc.), facilitando o desenvolvimento de aplicativos multiplataforma.

🍃 Spring

O Spring é um framework open source desenvolvido para a plataforma Java baseado nos padrões de projetos inversão de controle e injeção de dependência. Sua estrutura é composta por módulos afins de reduzir a complexidade no desenvolvimento aplicações simples ou corporativa.

O Spring Framework fornece infraestrutura abrangente para desenvolver aplicações Java robustas e escaláveis. Ele facilita a inversão de controle (IoC) e a injeção de dependências (DI), além de oferecer suporte para desenvolvimento de aplicativos web, segurança, transações, persistência de dados, entre outros. Spring é conhecido por sua modularidade e capacidade de integrar facilmente com outros frameworks e tecnologias.

Olhando um pouco a história, há muito, mas muito tempo atrás, o Java EE era realmente muito complicado e nem era necessário entrar numa discussão, usar o Spring era um caminho mais simples e mais fácil de evoluir. Aí chegou a versão 5 do Java EE e a discussão voltou a ficar um pouco mais quente.

Inversão de Controle (Inversion of Control ou IoC) é um princípio de design de software e trata-se do redirecionamento do fluxo de execução de um código retirando parcialmente o controle sobre ele e delegando-o para um container. O principal propósito é minimizar o acoplamento do código.

Sem IoC: Em nosso desenvolvimento éramos responsáveis pela instanciação e gestão dos objetos da aplicação.

Com IoC: Agora um container cuida de todo este trabalho de criação e controle dos objetos da aplicação denominados de Component.

Não confunda! Os Design patterns (Padrões de design) são soluções reutilizáveis para problemas comuns de design de software, enquanto design de software é o processo de definir a arquitetura, componentes e interfaces de um sistema para atender a requisitos específicos. No contexto de IoC, o design de software aplica o princípio de Inversão de Controle para criar arquiteturas desacopladas, e padrões como Dependency Injection e Service Locator implementam esse princípio para gerenciar dependências de forma eficiente.

Injeção de dependência é um padrão de desenvolvimento com a finalidade de manter baixo o nível de acoplamento entre módulos de um sistema.

Beans é o objeto que é instanciado (criado), montado e gerenciado por um container através do princípio da inversão de controle.

Scopes é o controle da existência de nossos objetos Components da aplicação.

• Singleton: O container do Spring IoC define apenas uma instância do objeto.

• Prototype: Será criado um novo objeto a cada solicitação ao container.

• Request: Um bean será criado para cada requisição HTTP.

• Session: Um bean será criado para a sessão de usuário na Web.

• Global: Ou Application Scope cria um bean para o ciclo de vida do contexto da aplicação.

O Autowired é uma anotação (indicação) onde deverá ocorrer uma injeção automática de dependência.

• byName: É buscado um método set que corresponde ao nome do Bean.

• byType: É considerado o tipo da classe para inclusão do Bean.

• byConstrutor: Usamos o construtor para incluir a dependência.

Enquanto que o Spring Framework é baseado no padrão de injeção de dependências, o Springboot foca na configuração automática. O Spring Boot é um framework Java de código aberto usado para programar aplicativos autônomos baseados em Spring de nível de produção com o mínimo de esforço. O Spring Boot é uma extensão de convenção sobre configuração para a plataforma Spring Java destinada a ajudar a minimizar as preocupações de configuração ao criar aplicações baseadas no Spring. A maior parte do aplicativo pode ser pré-configurada usando a "visão opinativa" da equipe Spring da melhor configuração e uso da plataforma Spring e bibliotecas de terceiros.

Dado que a maior parte das configurações necessárias para o início de um projeto são sempre as mesmas, por que não iniciar um projeto com todas estas configurações já definidas?