Java ist auch eine Insel (eBook)

Vorwort

»Mancher glaubt, schon darum höflich zu sein, weil er sich überhaupt noch der Worte und nicht der Fäuste bedient.«
– Friedrich Hebbel (1813–1863)

Am Anfang war das Wort. Viel später, am 23. Mai 1995, stellten auf der SunWorld in San Francisco der Chef des damaligen Science Office von Sun Microsystems, John Gage, und Netscape-Mitbegründer Marc Andreessen die neue Programmiersprache Java und deren Integration in den Webbrowser Netscape vor. Damit begann der Siegeszug einer Sprache, die uns elegante Wege eröffnet, plattformunabhängig zu programmieren und objektorientiert unsere Gedanken auszudrücken. Die Möglichkeiten der Sprache und Bibliotheken sind an sich nichts Neues, aber so gut verpackt, dass Java angenehm und flüssig zu programmieren ist und Java heute zu den populärsten Programmiersprachen auf unserem Planeten zählt. Dieses Buch beschäftigt sich in 24 Kapiteln mit der Java-Technologie und intensiv mit der Programmiersprache Java. Wichtige Themen sind objektorientierte Programmierung, Design von Klassen und der Aufbau der Java-Standardbibliotheken.

Über dieses Buch

Die Zielgruppe

Die Kapitel dieses Buches sind für Einsteiger in die Programmiersprache Java wie auch für Fortgeschrittene konzipiert. Grundlegende Kenntnisse in einer strukturierten Programmiersprache wie C, Python oder JavaScript und Wissen über objektorientierte Programmierung sind hilfreich, weil das Buch nicht explizit auf eine Rechnerarchitektur eingeht oder auf die Frage, was Programmieren eigentlich ist. Wer also schon in einer beliebigen Sprache programmiert hat, der liegt mit diesem Buch genau richtig!

Was dieses Buch nicht ist

Dieses Buch darf nicht als Programmierbuch für Anfänger verstanden werden. Wer noch nie programmiert hat und mit dem Wort »Übersetzen« in erster Linie »Dolmetschen« verbindet, der sollte besser ein anderes Tutorial bevorzugen oder parallel lesen. Viele Bereiche aus dem Leben eines Industrieprogrammierers behandelt die »Insel« bis zu einer allgemein verständlichen Tiefe, doch sie ersetzt nicht die Java Language Specification (JLS: https://docs.oracle. com/javase/specs).

Die Java-Technologien sind in den letzten Jahren explodiert, sodass die anfängliche Überschaubarkeit einer starken Spezialisierung gewichen ist. Heute ist es kaum mehr möglich, alles in einem Buch zu behandeln, und das möchte ich mit der »Insel« auch auf keinen Fall. Ein Buch, das sich speziell mit der grafischen Oberfläche JavaFX oder Swing beschäftigt – beides Teile von Standard-Java –, ist genauso umfangreich wie die jetzige »Insel«. Nicht anders verhält es sich mit den anderen Spezialthemen, wie etwa objektorientierter Analyse/Design, UML, paralleler oder verteilter Programmierung, Enterprise JavaBeans, Datenbankanbindung, OR-Mapping, Webservices, dynamischen Webseiten und vielen anderen Themen. Hier muss ein Spezialbuch die Neugier befriedigen.

Die »Insel« trainiert die Syntax der Programmiersprache, den Umgang mit den wichtigen Standardbibliotheken, Entwicklungstools und Entwicklungsumgebungen, objektorientierte Analyse und Design, Entwurfsmuster und Programmkonventionen. Sie hilft aber weniger, am Abend auf der Party die netten Mädels und coolen IT-Geeks zu beeindrucken und mit nach Hause zu nehmen. Sorry.

Mein Leben und Java – oder warum es noch ein Java-Buch gibt

Meine Beschäftigung mit Java begann vor über 20 Jahren und hängt mit einer universitären Pflichtveranstaltung zusammen. In unserer Projektgruppe befassten wir uns 1997 mit einer objektorientierten Dialogspezifikation. Ein Zustandsautomat musste programmiert werden, und die Frage nach der Programmiersprache stand an. Da ich den Seminarteilnehmern Java vorstellen wollte, arbeitete ich einen Foliensatz für den Vortrag aus. Parallel zu den Folien erwartete der Professor eine Ausarbeitung in Form einer Seminararbeit. Die Beschäftigung mit Java machte mir Spaß und war etwas ganz anderes, als ich bis dahin gewohnt war. Vor Java hatte ich rund zehn Jahre in Assembler kodiert, später dann mit den Hochsprachen Pascal und C, vorwiegend Compiler. Ich probierte aus, schrieb meine Erfahrungen auf und lernte dabei Java und die Bibliotheken kennen. Die Arbeit wuchs mit meinen Erfahrungen. Während der Projektgruppe sprach mich ein Kommilitone an, ob ich nicht Lust hätte, als Referent eine Java-Weiterbildung zu geben. Lust hatte ich – aber keine Unterlagen. So schrieb ich weiter, um für den Kurs Schulungsunterlagen zu haben. Als der Professor am Ende der Projektgruppe nach der Seminararbeit fragte, war die Vorform der »Insel« schon so umfangreich, dass die vorliegende Einleitung mehr oder weniger zur Seminararbeit wurde.

Das war 1997, und natürlich hätte ich mit dem Schreiben sofort aufhören können, nachdem ich die Seminararbeit abgegeben hatte. Doch bis heute macht mir Java immer noch viel Spaß, und ich freue mich auf jede neue Version. Und mit meinem Optimismus bin ich nicht allein: Die Prognosen für Java stehen ungebrochen gut, weil der Einsatz von Java mittlerweile so gefestigt ist wie der von COBOL bei Banken und Versicherungen. Daher wird immer wieder davon gesprochen, Java sei das neue COBOL.

Nach rund zwei Jahrzehnten sehe ich die »Insel« heute als ein sehr facettenreiches Java-Buch für die ambitionierten Entwickler an, die hinter die Kulissen schauen wollen. Der Detailgrad der »Insel« wird von keinem anderen (mir bekannten) deutsch- oder englischsprachigen Grundlagenbuch erreicht.[ 1 ] Die Erweiterung der »Insel« macht mir Spaß, auch wenn viele Themen kaum in einem normalen Java-Kurs angesprochen werden.

Software und Versionen

Als Grundlage für dieses Buch dient die Java Platform Standard Edition (Java SE) in der Version 21 in der freien Implementierung OpenJDK, wobei JDK für Java Development Kit steht. Das JDK besteht im Wesentlichen aus einem Compiler und einer Laufzeitumgebung (JVM) und ist für die Plattformen Windows, macOS, Linux und Solaris erhältlich.

Eine grafische Entwicklungsoberfläche (IDE) ist kein Teil des JDK. Zwar verlasse ich mich ungern auf einen Hersteller, weil die Hersteller unterschiedliche Entwicklergruppen ansprechen, doch stellt die Insel die Entwicklungsumgebung IntelliJ etwas genauer vor. Die Beispielprogramme lassen sich grundsätzlich mit beliebigen anderen Entwicklungsumgebungen oder Texteditoren – wie Visual Studio Code oder vi – eingeben und auf der Kommandozeile übersetzen. Reine Texteditoren sind in der Entwicklung allerdings nicht mehr zeitgemäß, sodass ein grafischer Kommandozeilenaufsatz die Programmerstellung vereinfacht.

Welche Java-Version verwenden wir?

Seit Oracle (damals noch von Sun geführt) die Programmiersprache Java 1995 mit Version 1.0 vorstellte, hat sich die Versionsspirale unaufhaltsam gedreht. Mittlerweile gibt es halbjährlich (im März und September) eine neue Version. Für manche Java-Versionen bieten die Hersteller einen längeren Zeitraum der Unterstützung, diese Versionen werden Long-Term-Support-Release (LTS) genannt.

Besonders für Java-Buch-Autoren stellt sich die Frage, auf welcher Java-Version ihr Text aufbauen muss und welche Bibliotheken sie beschreiben sollen. Ich beschreibe immer die Möglichkeiten der letzten Oracle-LTS-Version, was zur Drucklegung Java 21 war. Für die Didaktik der objektorientierten Programmierung ist die Versionsfrage glücklicherweise unerheblich.

Das Buch in der Lehre einsetzen

Die »Insel« eignet sich ideal zum Selbststudium. Das erste Kapitel dient zum Warmwerden. Wer auf dem Rechner noch keine Entwicklungsumgebung installiert hat, der sollte zuerst ein JDK installieren. Weil das JDK nur Kommandozeilentools installiert, sollte jeder Entwickler eine grafische IDE (Integrated Development Environment) installieren, da eine IDE die Entwicklung von Java-Programmen deutlich komfortabler macht. Eine IDE bietet gegenüber der rohen Kommandozeile einige Vorteile:

• Das Editieren, Compilieren und Laufenlassen eines Java-Programms sind schnell und einfach über einen Tastendruck oder Mausklick möglich.

• Ein Editor sollte die Syntax von Java farbig hervorheben (Syntax-Highlighting).

• Eine kontextsensitive Hilfe zeigt bei Methoden die Parameter an, und gleichzeitig verweist sie auf die API-Dokumentation.

• Weitere Vorteile wie GUI-Builder, Projektmanagement und Debuggen kommen dazu, spielen in diesem Buch aber keine Rolle.

In der Softwareentwicklung ist die Dokumentation der API-Schnittstellen unerlässlich. Sie ist von der Entwicklungsumgebung aus in der Regel über einen Tastendruck einsehbar oder online zu finden. Unter welcher URL sie verfügbar ist, erklärt ebenfalls Kapitel 1.

Richtig los geht es mit Kapitel 2, und von da an geht es didaktisch Schritt für Schritt weiter. Wer Kenntnisse in JavaScript, C, C# oder C++ hat, kann Kapitel 2 locker überfliegen. Wer schon in C#/C++ objektorientiert programmiert hat, kann...