جاوا یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا، مبتنی بر کلاس و شیءگرا است که به گونه‌ای طراحی شده است که وابستگی‌های پیاده‌سازی آن به حداقل برسد. این زبان به خاطر قابلیت حمل‌پذیری‌اش شناخته شده است و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که کدی بنویسند که می‌تواند بر روی هر دستگاهی که دارای ماشین مجازی جاوا (JVM) است، اجرا شود. این قابلیت "یک بار بنویس، هر جا اجرا کن" جاوا را به ویژه برای برنامه‌های وب، نرم‌افزارهای سازمانی و توسعه برنامه‌های اندروید مناسب می‌سازد. نحو جاوا از C و C++ مشتق شده است و بر خوانایی و سهولت استفاده تأکید زیادی دارد.
جاوا در اوایل دهه 1990 توسط جیمز گاسلینگ و تیمش در سان مایکروسیستمز توسعه داده شد. هدف از این زبان ارائه یک راه‌حل مستقل از پلتفرم برای ساخت برنامه‌ها در دستگاه‌های مختلف بود. در ابتدا، این زبان "اوک" نامیده می‌شد اما بعداً به جاوا تغییر نام یافت که از قهوه جاوا الهام گرفته شده بود. انتشار رسمی جاوا 1.0 در ماه مه 1995 انجام شد که همزمان با ظهور وب جهانی بود و به طور قابل توجهی به پذیرش آن کمک کرد.
در طول سال‌ها، جاوا از طریق نسخه‌های متعدد تکامل یافته است که هر کدام ویژگی‌ها و بهبودهای جدیدی را معرفی کرده‌اند. معرفی جاوا 2 در سال 1998 با خود پلتفرم جاوا 2 را به ارمغان آورد که شامل API گرافیکی Swing و فریم‌ورک Collections بود. انتقال به مدل نسخه‌بندی در سال 2004، از جاوا 5 شروع شد و ویژگی‌های مهمی مانند ژنریک‌ها، حاشیه‌نویسی‌ها و حلقه for بهبود یافته را معرفی کرد.
در حال حاضر، جاوا توسط شرکت اوراکل پس از خرید سان مایکروسیستمز در سال 2010 نگهداری می‌شود. جامعه جاوا بسیار فعال است و فریم‌ورک‌ها، کتابخانه‌ها و ابزارهای متعددی مانند Spring، Hibernate و Maven در دسترس است. توسعه جاوا با به‌روزرسانی‌های منظم ادامه دارد و آخرین نسخه، جاوا 17 است که نسخه‌ای با پشتیبانی بلندمدت (LTS) است و ثبات را برای سازمان‌ها تضمین می‌کند.
جاوا تأثیر قابل توجهی بر زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر داشته و ویژگی‌هایی را در C#، Kotlin و Scala الهام بخشیده است. طبیعت مستقل از پلتفرم آن همچنین راه را برای برنامه‌های مختلف فراتر از نرم‌افزارهای سنتی هموار کرده است، از جمله پلتفرم‌های داده‌های کلان مانند Apache Hadoop و خدمات ابری.
جاوا به طور ذاتی شیءگرا است، به این معنی که سازماندهی کد به کلاس‌ها و اشیاء را تشویق می‌کند. این امر مدل‌سازی موجودیت‌های دنیای واقعی را آسان‌تر می‌کند.
class Animal {
void sound() {
System.out.println("صدای حیوان");
}
}
class Dog extends Animal {
void sound() {
System.out.println("واق واق");
}
}
جاوا از یک سیستم بررسی نوع قوی استفاده می‌کند، به این معنی که نوع متغیرها باید اعلام شود و این امر از بروز بسیاری از خطاهای زمان اجرا جلوگیری می‌کند.
int count = 10;
String name = "جاوا";
جاوا از جمع‌آوری زباله برای مدیریت حافظه استفاده می‌کند و به طور خودکار حافظه‌ای که توسط اشیاء دیگر ارجاع داده نمی‌شود را بازیابی می‌کند.
Animal animal = new Animal(); // حافظه تخصیص داده شده
animal = null; // حافظه واجد شرایط جمع‌آوری زباله
جاوا یک مکانیزم قوی برای مدیریت استثناها از طریق بلوک‌های try-catch فراهم می‌کند که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا خطاها را به طور مؤثر مدیریت کنند.
try {
int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("خطای تقسیم بر صفر!");
}
جاوا چندنخی را ساده می‌کند و اجازه می‌دهد تا اجرای همزمان وظایف با رشته‌های نسبتاً آسان مدیریت شود.
class MyThread extends Thread {
public void run() {
System.out.println("رشته در حال اجرا است.");
}
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
جاوا اجازه می‌دهد تا کلاس‌های داخلی ناشناس ایجاد شوند که پیاده‌سازی سریع رابط‌ها یا گسترش کلاس‌ها را بدون اعلام رسمی امکان‌پذیر می‌سازد.
Runnable runnable = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("کلاس داخلی ناشناس");
}
};
new Thread(runnable).start();
جاوا از ژنریک‌ها پشتیبانی می‌کند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که کلاس‌ها، رابط‌ها و متدها را با پارامترهای نوع ایجاد کنند و قابلیت اطمینان کد را بهبود بخشند.
class Box<T> {
private T item;
public void setItem(T item) { this.item = item; }
public T getItem() { return item; }
}
عبارات لامبدا که در جاوا 8 معرفی شدند، راهی واضح‌تر برای نمایش نمونه‌های رابط‌های تک‌متدی (رابط‌های تابعی) فراهم می‌کنند.
List<String> names = Arrays.asList("جان", "جین", "جک");
names.forEach(name -> System.out.println(name));
API استریم جاوا اجازه می‌دهد تا عملیات به سبک تابعی بر روی مجموعه‌ها انجام شود و پردازش داده‌ها را ساده‌تر و کارآمدتر کند.
List<String> filteredNames = names.stream()
.filter(name -> name.startsWith("J"))
.collect(Collectors.toList());
جاوا از حاشیه‌نویسی‌ها پشتیبانی می‌کند که متاداده‌ای درباره برنامه فراهم می‌کنند و می‌توانند بر نحوه رفتار برنامه توسط کامپایلر یا زمان اجرا تأثیر بگذارند.
@Override
public void myMethod() {
// کد متد در اینجا
}
JDK کیت اصلی توسعه برای جاوا است که شامل ابزارهای لازم برای توسعه، کامپایل و اجرای برنامه‌های جاوا می‌باشد. این کیت شامل محیط اجرای جاوا (JRE)، کتابخانه‌ها و ابزارهای توسعه است.
محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE) رایج برای توسعه جاوا شامل:
پروژه‌ها معمولاً با استفاده از ابزارهای ساخت مانند Maven یا Gradle ساخته می‌شوند که مدیریت وابستگی‌ها را خودکار کرده و فرآیند ساخت را ساده می‌کنند. یک دستور ساخت ساده در Gradle ممکن است به این شکل باشد:
gradle build
جاوا به طور گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف استفاده می‌شود، از جمله:
جاوا اغلب با زبان‌هایی مانند C#، C++، Python و JavaScript مقایسه می‌شود.
کد جاوا می‌تواند به زبان‌های دیگر ترجمه شود، اگرچه پیچیدگی می‌تواند بسته به پارادایم‌های زبان هدف متفاوت باشد. ابزارهایی مانند Jaunt و J2ObjC برای کمک به این فرآیند وجود دارند اما ممکن است هر سناریویی را مدیریت نکنند. کلید موفقیت در ترجمه درک ساختارهای هر دو زبان جاوا و زبان هدف، به ویژه در زمینه‌هایی مانند مدیریت حافظه و سیستم‌های نوع است.