O documento descreve a linguagem de programação Java, incluindo sua história, características, aplicações e como funciona a Máquina Virtual Java (JVM). A linguagem Java foi desenvolvida pela Sun Microsystems na década de 1990 e se tornou popular para desenvolvimento web e de aplicativos móveis devido à sua portabilidade entre plataformas.

1. A LINGUAGEM JAVA*
Adair Santa Catarina
Curso de Ciência da Computação
Unioeste – Campus de Cascavel – PR
Fev/2019
*Adaptado de PACHECO, R. C. S. & RIEKE, R. N. INE – UFSC. Disponível em: http://www.stela.ufsc.br/~pacheco/dsoo/htm/downloads.htm

2. Objetivo das linguagens de programação
As linguagens de programação são, em sua
maioria, criadas para tratar problemas sob
determinado enfoque:
FORTRAN Científica;
COBOL Economia;
PROLOG, LISP Inteligência artificial;
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PROLOG, LISP Inteligência artificial;
CLIPPER Banco de dados.
C e C++: para todas as áreas;
Em especial na construção de outros ambientes;
Java: para todas as áreas
Em especial para Internet, sistemas em rede e
computação móvel.

3. Árvore genealógica das linguagens
Algol
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
| | | | | | | | |
Simula
Pascal
Smaltalk
Pascal
objects
Delphi
Objective
C
Borland
3
CPL
Java C#
BCPL B
C C++ ANSI
C++
ISO
C++
| | | | | | | | |
Programação
Estruturada
Projeto
Estruturado
Análise
Estruturada
Orientação
a objetos
Análise orientada
a objetos UML
AT&T Bell
AT&T Bell
Sun Microsoft
Fonte: Montenegro, F.; grupo Stela/UFSC

4. A família da linguagem Java
Smaltalk
1972
Simula
1967
B
BCPL
1968
CPL
1963
Delphi
1995
Pascal Objects
1993
Pascal
1970
Algol
1960
4
ANSI C
1983
ANSI C++ 1994
ISO C++ 1998
Objective C
1978
Java
1996
SUN
C#
2001
Microsoft
C++
1980
AT&T Bell
C
1972
AT&T Bell
B
1970
AT&T Bell
1995
Fonte: Montenegro, F.; grupo Stela/UFSC

5. Breve histórico
Projeto “Green”:
1991 James Gosling e engenheiros da Sun;
Objetivo: criar programas para controlar produtos eletrônicos;
Linguagem Oak, baseada em C++.
Tentativa frustrada:
5
Tentativa frustrada:
Controle remoto inteligente não obteve patrocínio.
Influência da web:
1994: HotJava utilizando as funcionalidades adicionais do Java
(independência de plataforma, confiabilidade, segurança,
processamento em tempo real, etc.);
1995: Netscape Navigator 2.0, compatível com Java 1.0.

6. Princípios da linguagem Java
Java é:
Mais que uma linguagem de programação;
Uma completa plataforma de soluções para tecnologia.
Portabilidade de código (Write once, run everywhere!);
Possibilita desenvolver programas multitarefas
(multithreading);
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(multithreading);
Faz verificação automática do código carregado para
garantir segurança;
Linguagem orientada a objetos;
Não suporta herança múltipla interface;
Arrays “verdadeiros” ausência de aritmética de
ponteiros.

7. A tecnologia Java
A tecnologia Java é composta por uma gama de
produtos, baseados no poder das redes e na ideia de
que um software deveria ser executado em diferentes
máquinas, sistemas e dispositivos;
Programas em Java são executados em diferentes
ambientes graças à Java Virtual Machine (JVM);
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ambientes graças à Java Virtual Machine (JVM);
A tecnologia Java é subdividida em:
Java SE (Java Standard Edition);
Java EE (Java Entrerprise Edition);
Java ME (Java Mobile Edition);
Java Embedded;
Java Card;
Java TV.

8. A tecnologia Java
Java SE:
Contém as classes principais da plataforma Java (Core Java Plataform);
SDK: compilador, debugger, gerador de documentação (Javadoc),
empacotador (jar) e a JRE (JVM + outros componentes.
Java EE:
Não é um produto, mas sim uma especificação definida pela Sun;
Simplifica o desenvolvimento de aplicações empresariais em multi-
camadas (regras de negócio, interface e banco de dados);
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Baseada em componentes padronizados, modulares e reusáveis (EJB).
Java ME:
Dispositivos móveis: celulares, PDAs;
Java Embedded:
Desenvolvimento de aplicativos para IoT (Internet das Coisas).
Java Card:
Possibilita executar pequenos applets Java, com segurança, em dispositivos
com processamento e armazenamento limitados.
Java TV:
Adaptação da Java ME para desenvolver aplicativos para TVs e Receptores.

9. A Máquina Virtual Java (JVM)
Uma Máquina Virtual é uma máquina imaginária que é
implementada pela sua simulação em uma máquina
real;
O código para a Máquina Virtual Java está armazenado
em arquivos .class, cada um contendo código para ao
menos uma classe;
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menos uma classe;
A JVM interpreta byte codes (são independentes de
plataforma de hardware);
A JVM pode ser implementada em software ou
hardware (computação móvel);
Byte codes tornam a linguagem Java portável para
diversas plataformas;
Qualquer interpretador Java tem sua máquina virtual.

10. A Máquina Virtual Java (JVM)
Cabe ao interpretador Java de cada plataforma
de hardware específica assegurar a execução do
código compilado para a JVM.
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11. O que há na JVM?
Conjunto de instruções (equivalente a uma CPU);
Conjunto de registradores;
Arquivo no formato .class;
Pilhas;
Coletor de lixo (Garbage Collection);
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Coletor de lixo (Garbage Collection);
Área de memória.
O código executado pela JVM são byte codes
compactos e eficientes. A maior parte da
checagem de tipo é feita em tempo de
compilação.

12. Garbage Collection (Coletor de Lixo)
Nas linguagens tradicionais a liberação da
memória alocada dinamicamente fica sob
responsabilidade do programador;
Java fornece um sistema a nível de thread para
registrar a alocação de memória e liberar a
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registrar a alocação de memória e liberar a
memória que não está sendo utilizada;
A JVM utiliza uma thread de baixa prioridade
da biblioteca System (System.gc());
Ela pode também ser chamada de forma
explícita pelo programador.

13. Garbage Collection (Coletor de Lixo)
A Linguagem Java realiza a liberação de
memória, que antes era responsabilidade do
programador.
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14. Fundamentos da linguagem Java
Programas em Java quando compilado código
intermediário (bytecode);
Este código é verificado e carregado na memória para então
ser interpretado pela JVM;
O Java NÃO gera executáveis.
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15. Visão geral
Disco
Fase 1
Editor
O programa é criado
no editor e
armazenado em disco.
Disco
Fase 2
Compilador O compilador cria
bytecodes e os
armazena em disco.
Fase 3
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Disco
Fase 3
Carregador
de Classes
O carregador de classe
coloca bytecodes na
memória.
Memória Principal
.
.
.
Fonte: Deitel & Deitel, 2003.

16. Visão geral
Fase 4 Verificador de
bytecodes
O verificador de
bytecodes confirma que
todos os bytecodes são
válidos e não violam
restrições de segurança
do Java
Memória Principal
.
.
.
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Fonte: Deitel & Deitel, 2003.
Intepretador O interpretador lê os
bytecodes e os traduz
para uma linguagem
que o computador pode
entender, possivelmente
armazenando valores
dos dados enquanto
executa o programa.
Memória Principal
.
.
.
Fase 5

17. Não se esqueça de preparar o ambiente
Instale o SDK compatível com seu SO:
Download em http://java.sun.com.
Crie uma variável de ambiente chamada JAVA_HOME,
que deve guardar o caminho da pasta onde o Java foi
instalado e adicione o caminho para os programas do
Java no PATH do seu SO;
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Java no PATH do seu SO;
No Windows:
SET JAVA_HOME=C:JDK
SET PATH=%PATH%;%JAVA_HOME%bin
No Linux:
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk
export PATH=$PATH:%JAVA_HOME%/bin