Từ khi ra đời vào những năm 1990, Java đã trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình quan trọng nhất của thế kỷ 21. Với hàng triệu lập trình viên trên toàn thế giới sử dụng để phát triển các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Vậy Java là gì? Ứng dụng và cài đặt như thế nào? Cùng 200Lab tìm hiểu rõ hơn về ngôn ngữ lập trình này thông qua bài viết bên dưới nhé!

Java là gì?

Java là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) dựa trên các lớp (class). Nó được sử dụng để phát triển các ứng dụng máy tính để bàn, web và thiết bị di động, ra đời với tiêu chí:

"Viết một lần, thực thi khắp nơi" (write once, and run anywhere - WORA)

Nghĩa là trình biên dịch của Java (compiled Java) có thể chạy được trên tất cả các nền tảng (platforms) Java hỗ trợ mà không cần biên dịch lại.

JAVA được phát triển bởi James Gosling tại Sun Microsystems Inc vào năm 1995  và sau đó được Oracle Corporation mua lại.

Các ứng dụng Java được biên dịch thành byte code có thể chạy trên bất kỳ Java Virtual Machine. Cú pháp của Java tương tự như C và C++.

Các tính năng chính của Java

Độc lập với nền tảng (Platform)

Trình biên dịch sẽ chuyển đổi mã nguồn (source code) thành bytecode, sau đó JVM thực thi mã nguồn đó. Bytecode có thể chạy trên bất kỳ nền tảng, có thể là Windows, Linux hoặc macOS mà không cần thay đổi mã nguồn.

Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP)

Các lập trình viên có thể xây dựng ứng dụng bằng cách sử dụng đối tượng (object) và lớp (class).

Các đối tượng trong Java có thể được xác định bởi thuộc tính (attributes) và phương thức (methods) của lập trình hướng đối tượng.

• Tính đóng gói (Encapsulation)
• Tính kế thừa (Inheritance)
• Tính đa hình (Polymorphism)
• Tính trừu tượng (Abstraction)

Đơn giản  

Java là ngôn ngữ đơn giản vì nó không có các tính năng phức tạp như con trỏ (pointers), nạp chồng toán tử (operator overloading), multiple inheritances và explicit memory allocation.

Bảo mật cao

Java có tính năng bảo mật cao, gồm cơ chế kiểm soát truy cập và kiểm soát đối tượng giúp bảo vệ các ứng dụng khỏi các lỗ hổng bảo mật.

Distributed

Để phát triển các ứng dụng phân tán Java, các lập trình viên thường sử dụng framework và thư viện như RMI (Remote Method Invocation), JMS (Java Message Service), JNDI (Java Naming and Directory Interface) và Java EE (Java Enterprise Edition).

Tính năng này của Java làm cho chúng ta có thể truy cập các tập tin bằng cách gọi các phương thức từ bất kỳ máy nào trên Internet.

Multithreading

Java hỗ trợ đa luồng. Tính năng này của Java cho phép thực hiện đồng thời hai hoặc nhiều phần của chương trình để tận dụng tối đa CPU.

Portable

Bạn có thể mang Java bytecode đến bất kỳ nền tảng nào để thực thi mà không cần bất kỳ triển khai nào, đó là lý do làm cho Java có tính năng di động.

Hiệu suất cao

Java sử dụng trình biên dịch JIT (Just In Time) để biên dịch mã Java thành mã máy tại thời điểm chạy. Điều này giúp cải thiện hiệu suất của các ứng dụng Java bằng cách loại bỏ sự chậm trễ trong quá trình biên dịch.

Dynamic

Java là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) cho phép chúng ta linh hoạt thêm các lớp (class), method mới vào các lớp (class) hiện có, thậm chí tạo các lớp (class) mới thông qua các lớp con (sub-classes). Nó cũng hỗ trợ các hàm từ các ngôn ngữ bản địa, ví dụ: C và C++.

Java được sử dụng để làm gì?

Desktop App

Java được sử dụng để phát triển phần mềm văn phòng, phần mềm quản lý dữ liệu, trình duyệt web, trò chơi, ứng dụng video và âm thanh,...

Mobile App

Java được sử dụng để phát triển các ứng dụng di động trên nhiều nền tảng khác nhau như: Android, BlackBerry và các thiết bị khác.

Application Server

Sử dụng Java để phát triển các ứng dụng máy chủ như ứng dụng enterprise và các ứng dụng web. Java EE (Java Enterprise Edition) là một trong những framework phổ biến nhất được sử dụng để phát triển ứng dụng web.

IoT (Internet of Things)

Java cung cấp các công cụ và thư viện để phát triển các ứng dụng IoT, các giao thức kết nối mạng như MQTT, CoAP và công nghệ như Java ME (Micro Edition), Java Embedded, JavaFX.

Game App

Java cung cấp các công cụ và thư viện để phát triển game đa nền tảng, bao gồm các game trên PC, điện thoại di động và các nền tảng khác.

Java được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và được đánh giá cao về tính bảo mật và độ tin cậy.

Thuật ngữ trong Java bạn cần biết

Trước khi học Java, bạn cần phải làm quen với các thuật ngữ phổ biến này.

Java Virtual Machine (JVM)  

Java Virtual Machine hay còn được gọi JVM là một phần mềm giúp thực thi các ứng dụng Java. Quá trình thực thi của một ứng dụng Java thông qua JVM bao gồm 3 giai đoạn chính:

• Compile time: Mã nguồn Java được biên dịch bởi trình biên dịch Java thành mã bytecode, một dạng mã trung gian có định dạng chuỗi các lệnh máy ảo Java (Java Virtual Machine instructions).
• Load time: JVM tải mã bytecode vào bộ nhớ và thực thi chúng. Trong giai đoạn này, JVM kiểm tra mã bytecode để đảm bảo tính đúng đắn và sự an toàn. Nếu có lỗi xảy ra, JVM sẽ ngừng thực thi chương trình.
• Runtime: JVM thực thi mã byte do trình biên dịch tạo ra.

Bytecode

Bytecode là một dạng mã trung gian giữa mã nguồn Java và mã máy (machine code), nó được thiết kế để chạy trên JVM và được lưu dưới dạng tệp .class

Java Development Kit (JDK)

Java Development Kit (JDK) là một trong ba công nghệ cốt lõi được sử dụng trong lập trình Java, cùng với JVM (Máy ảo Java - Java Virtual Machine) và JRE (Java Runtime Environment - Môi trường Java Runtime).

Java Development Kit (JDK) cung cấp các công cụ cần thiết để phát triển, biên dịch, thực thi và triển khai ứng dụng Java. JDK là một trong những bộ công cụ phát triển Java phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong các dự án phát triển Java.

Java Runtime Environment (JRE)

Java Runtime Environment (JRE) là một phần của nền tảng Java, bao gồm các thành phần cần thiết để thực thi các ứng dụng Java. JRE bao gồm Java Virtual Machine (JVM), các thư viện lớp Java (Java class libraries) và các tệp cần thiết để thực thi ứng dụng Java.

JRE bao gồm trình duyệt, JVM, hỗ trợ applet và plugin. Để chạy chương trình java, máy tính cần có JRE.

Garbage Collector (Quá trình thu gom rác)

Là quá trình xác định và loại bỏ các Object không được sử dụng (unreferenced) khỏi bộ nhớ Heap. Garbage Collector giúp đơn giản hóa quá trình quản lý bộ nhớ trong Java và ngăn ngừa các lỗi bộ nhớ, bao gồm việc sử dụng bộ nhớ quá mức và thao tác trên bộ nhớ không hợp lệ.

ClassPath

Là một biến môi trường (environment variable) mà JVM (Java Virtual Machine) sử dụng để tìm kiếm các file class hoặc file bytecode được sử dụng bởi ứng dụng Java.

Hướng dẫn download và cài đặt Java

Bước 1: Click vào link để tải Java xuống

Bước 2: Click vào tùy chọn JDK Download như hình bên dưới:

Bước 3: Click download phiên bản phù hợp với hệ điều hành máy tính của bạn. Đối với máy 64 bit thì chọn phần mềm có đuôi là x64 .

Bước 4: Bây giờ, trang Oracle Login page sẽ xuất hiện. Bạn cần đăng nhập tài khoản. Ngay khi, bạn đăng nhập, phần mềm sẽ được tải xuống như hình:

Bước 5: Sau khi quá trình tải xuống hoàn tất, bạn cần chạy chương trình cài đặt. Hãy click vào nút Next như hình bên dưới:

Bước 6: Click vào nút Next nếu bạn muốn cài đặt Java development kit hoặc bạn có thể chọn Change để thay đổi thư mục này.

Bước 7: Quá trình cài đặt sẽ bắt đầu như hình bên dưới:

Bước 8: Lúc này, nó sẽ hỏi lại bạn lần nữa về  việc cài đặt JRE(Java Runtime Environment). Bạn thể tiếp tục với thư mục mặc định hoặc change nó cho phù hợp.

Bước 9: Quá trình cài đặt Java sẽ báo thành công như hình bên dưới:

Bước 10: Cuối cùng, bạn có thể click vào nút Close để hoàn thành việc cài đặt.

Bước 11: Cuối cùng, để xác nhận xem mọi thứ đã được thiết lập đúng chưa, bạn hãy mở cmd và gõ java –version.

Lời kết

Với sự phát triển liên tục của công nghệ và các ứng dụng đa nền tảng, Java là một ngôn ngữ lập trình bạn nên học và sử dụng. Sự tiến bộ của Java trong nhiều lĩnh vực cho thấy nó vẫn sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai. Vì vậy, nếu bạn đang quan tâm đến lập trình, học Java sẽ có thể mở ra một cánh cửa mới cho sự nghiệp của bạn.

Bên cạnh đó, Java liên quan đến công việc của data analyst trong việc phân tích dữ liệu và xử lý số liệu lớn. Bên cạnh đó, nó còn cung cấp nhiều thư viện và framework để xử lý dữ liệu như Apache Hadoop, Spark, Flink và Storm, và nhiều thư viện khác để xử lý và trực quan hóa dữ liệu.

Nếu bạn có định hướng trở thành Data Analyst chuyên nghiệp thì bạn có thể tham khảo bộ khóa học toàn diện chuyên nghiệp với combo 4 khóa học trong 1 bootcamp của 200Lab tại đây

Bạn có thể tham khảo thêm những bài viết hữu ích về chủ đề Data như Data Analyst cần chuẩn bị gì trước khi phỏng vấn, Sự khác nhau giữa ngôn ngữ lập trình Python và C++, Data Entry là gì?,...

Hoặc bạn có thể kết hợp Java với ngôn ngữ Golang để phát triển các ứng dụng back-end và các ứng dụng liên quan đến cloud computing thông qua khoá học Golang for SCALABLE BACKEND tại đây.

Bên cạnh đó, bạn cũng có thể tham khảo thêm những bài viết hữu ích về chủ đề Golang như Golang là gì?, So sánh Golang vs NodeJS, Những sai lầm thường thấy khi bạn sử dụng goroutines, Goroutines là gì?,...