Die Java-Technik (englisch Java Technology) ist eine ursprünglich von Sun entwickelte Sammlung von Spezifikationen, die zum einen die Programmiersprache Java und zum anderen verschiedene Laufzeitumgebungen für Computerprogramme definieren. Diese Computerprogramme werden meistens in Java geschrieben.
Die Java-Technik besteht aus den folgenden Bestandteilen:
Mit der Java-Technologie soll ein und dasselbe Programm auf unterschiedlichen Computersystemen laufen können. Diese Plattformunabhängigkeit wird dadurch erreicht, dass der Quellcode zunächst in Bytecode kompiliert wird, der erst auf den Zielsystem von der Java-Laufzeitumgebung (Java Runtime Environment kurz JRE) beim Starten des Programms in die Maschinensprache übersetzt wird. Der Bytecode funktioniert also als Zwischencode, zwischen Programmiersprache und Maschinensprache.
Die Java-Laufzeitumgebung muss auf dem Zielsystem installiert sein. Sie existiert für weit verbreitete Betriebssysteme wie Microsoft Windows, Linux, Solaris, Mac OS X, AIX und viele andere. Daneben gibt es eine JRE nicht nur für Server- und Desktop-Betriebssysteme, sondern auch für viele eingebettete Systeme wie Mobiltelefone, PDAs und Smartcards sowie für andere technische Plattformen wie Auto und TV. Die Plattformunabhängigkeit endet jedoch für solche Systeme, für die keine Java Virtual Machine existiert, zumeist ältere oder sehr exotische Systeme.
Die Java-Technik besteht aus den folgenden Teilen:
| Programmier- sprache | Java Quelltext (.java) | |
| JDK | Entwicklungswerkzeuge Java-Compiler, … | |
| Java Bytecode (.class, .jar) | ||
| JRE | Java Programmierschnittstelle (API) | |
| Java Virtual Machine (JVM) mit Just-in-time-Compilierung | ||
| Betriebs- system | Windows, Linux, Solaris, Mac OS X, … | |
Java ist eine objektorientierte Programmiersprache und eingetragenes Warenzeichen der Firma Sun Microsystems. Der Entwurf der Programmiersprache Java strebte im Wesentlichen fünf Ziele an:[1][2]
Sie enthalten Compiler, die den Quellcode in Java-Bytecode übersetzen, Dokumentationswerkzeuge und Werkzeuge um Programme zu testen. Programme für die Java-Plattform werden in der Regel mit Hilfe der Programmiersprache Java erstellt. Die Verwendung anderer Programmiersprachen ist möglich, z. B. Nice oder Groovy.
Die Java-Laufzeitumgebung (JRE) ist eine Software-Plattform, mit der Programme weitgehend unabhängig vom darunter liegenden Betriebssystem ausgeführt werden. Sie definiert die Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) eindeutig und maschinenunabhängig, und enthält die Java Virtual Machine (JVM), die für die Ausführung des Java-Bytecodes verantwortlich ist. Die Java-Laufzeitumgebung ist für die meisten Betriebssysteme kostenlos verfügbar.
Es wird zwischen den folgenden Java-Plattformen unterschieden:
Die Urversion von Java – auch Oak (Object Application Kernel) genannt – wurde in einem Zeitraum von 18 Monaten vom Frühjahr 1991 bis Sommer 1992 unter dem Namen The Green Project von Patrick Naughton, Mike Sheridan, James Gosling und Bill Joy sowie neun weiteren Entwicklern im Auftrag des US-amerikanischen Computerherstellers Sun Microsystems entwickelt. James Gosling war der Hauptentwickler. Ein Überbleibsel aus dem Green-Projekt ist der Duke von Joe Palrang, der zum bekannten Symbol bzw. Maskottchen geworden ist.
Der Name Oak hatte seinen Ursprung in einer Eiche (englisch oak), die vor dem Fenster von James Gosling stand. Der Name musste aufgrund rechtlicher Probleme (es gab bereits eine Software dieses Namens) jedoch verworfen werden. Man entschied sich für den Namen Java nach einer starken Kaffee-Sorte, die speziell für Espresso Verwendung findet (Java-Bohne) und die von den Entwicklern bevorzugt getrunken wurde.
Das Ziel war nicht nur die Entwicklung einer weiteren Programmiersprache, sondern einer vollständigen Betriebssystemumgebung, inklusive virtueller CPU, für unterschiedlichste Einsatzzwecke. Das System sollte – der Legende nach – beispielsweise eine Kaffeemaschine steuern können.
Die Entwicklung fand in einem unauffälligen Bürogebäude in der Sand Hill Road in Menlo Park statt. Während der abgeschiedenen Entwicklungsphase kam es zu keinem Austausch mit Sun Microsystems. Im Sommer 1992 schließlich war die erste Oak-basierte Anwendung fertig gestellt – „an interactive, handheld home-entertainment device controller with an animated touchscreen user interface“. Diese Technikdemonstration einer Touchscreen-basierten Gerätesteuerung mit animierter grafischer Benutzeroberfläche hatte den Namen *7 (Star Seven).
Nach der Vorführung von Star Seven, mit dem zahlreiche Geräte interaktiv gesteuert werden konnten, wurden Unternehmen aus der Kabelfernseh-Branche aufmerksam und aus dem Hinterzimmer-Projekt The Green Project entstand das Unternehmen FirstPerson. Aus dem Büro wurde ein Bürohaus in der 100 Hamilton Avenue in Palo Alto.
Da die Belegschaft inzwischen von 13 auf 70 Mitarbeiter gewachsen und die Zeit für interaktive digitale Mehrwertdienste im Bereich des Kabelfernsehens noch nicht reif war, suchte sich das junge Unternehmen neue Betätigungsfelder. Nach einem dreitägigen Treffen von John Gage, James Gosling, Bill Joy, Patrick Naughton, Wayne Rosing und Eric Schmidt in „The Inn at Squaw Creek“ bei Lake Tahoe war schnell klar: das Internet sollte es sein.
Auf Basis des Urvaters aller grafischen Webbrowser, Mosaic, wurde ein um Java erweiterter Webbrowser geschaffen – der WebRunner (nach dem Film Blade Runner). Später wurde WebRunner in HotJava umbenannt.
Im März 1995 wurde die erste Alphaversion (1.0a2) des Java-Quellcodes für die Öffentlichkeit freigegeben, und die Downloadzahlen explodierten. Wenig später, am 23. Mai 1995, wurde Java erstmals offiziell der Öffentlichkeit vorgestellt, in den „San Jose Mercury News“.
Der Durchbruch kam mit der Integration von Java in den Browser Netscape Navigator – besiegelt durch einen Handschlag zwischen Eric Schmidt und George Paolini von Sun Microsystems sowie Marc Andreessen von Netscape - um 4 Uhr morgens in einem Zimmer des Sheraton-Palace-Hotels in der Nähe des Convention-Centers.
Die Firma Oracle – die im Januar 2010 Sun Microsystems kaufte – will die Java-Technik zusammen mit dem Java Community Process in Richtung freie und quelloffene Software (OpenJDK) weiter entwickeln.[3]
Der Name für die neue Technik war schnell gefunden: die meisten Programmierer bevorzugten das Straßencafé „Java City – roasters of fine coffee“ in Menlo Park, unweit ihres Bürogebäudes, wohin sie ab und zu in der Mittagspause gingen, um nach dem Essen noch einen Kaffee zu trinken. Die beliebteste Kaffeesorte unter den Programmierern war Java. So war der Name für die neue Technik gefunden. Auch der Name „JavaBeans“ leitet sich aus dieser Begebenheit ab.
| Legende: | Ältere Version; nicht mehr unterstützt | Ältere Version; noch unterstützt | Aktuelle Version | Zukünftige Version |
|---|
| Version | Codename | Veröffentlichung |
|---|---|---|
| JDK 1.1.4 | Sparkler | 12. September 1997 |
| JDK 1.1.5 | Pumpkin | 3. Dezember 1997 |
| JDK 1.1.6 | Abigail | 24. April 1998 |
| JDK 1.1.7 | Brutus | 28. September 1998 |
| JDK 1.1.8 | Chelsea | 8. April 1999 |
| J2SE 1.2 | Playground | 4. Dezember 1998 |
| J2SE 1.2.1 | (keiner) | 30. März 1999 |
| J2SE 1.2.2 | Cricket | 8. Juli 1999 |
| J2SE 1.3 | Kestrel | 8. Mai 2000 |
| J2SE 1.3.1 | Ladybird | 17. Mai 2001 |
| J2SE 1.4.0 | Merlin | 13. Februar 2002 |
| J2SE 1.4.1 | Hopper | 16. September 2002 |
| J2SE 1.4.2 | Mantis | 26. Juni 2003 |
| J2SE 5.0 (1.5.0) | Tiger | 29. September 2004 |
| JSE 6.0 | (Mustang)[5] | 11. Dezember 2006 |
| JSE 7.0 | (Dolphin)[5] | 28. Juli 2011 |
| JSE 8.0 | - | Mitte 2013 |
Die 1996 erschienene Java-Version 1.0 enthielt noch eine überschaubare Menge von Standardpaketen, die in späteren Versionen schnell anwuchs:
Obwohl diese neue Sprache primär zum Entwickeln von Applets gedacht war, bot sie schon in der ersten Version Möglichkeiten, die weit darüber hinaus reichten.
Eine Spracherweiterung wurde 1997 mit Java 1.1 vorgenommen, die Syntax wurde um das Konzept der inneren Klassen erweitert. Dies ging auch einher mit einem Umbau der Ereignisbehandlung hin zu einem Callback-System mit so genannten Listenern.
Außerdem wurde die Standardbibliothek erweitert:
In den Versionen ab 1.1.5 war bereits Swing verfügbar – jedoch zählte dieses Framework noch nicht zum offiziellen Java. Besonders problematisch war, dass Swing mit Erscheinen von 1.2 eine andere Paketstruktur aufwies und eine Portierung notwendig machte.
Java 2 (JDK 1.2) erschien im Jahr 1998.[4] Mit Erscheinen dieser Version sprach Sun von Java 2, dementsprechend heißen die Pakete Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE) und statt Java Development Kit (JDK) heißt es Java 2 Software Development Kit (J2SDK).
In dieser Version wurden Just-In-Time-Compiler eingeführt; diese beschleunigten die Ausführung von Java-Programmen deutlich. (Für jedes Betriebssystem wird eine eigene Laufzeit-Bibliothek benötigt.) Die Programme sind aber weiterhin lediglich „vorkompiliert“. Die Geschwindigkeit vollständig kompilierter Programme wird nicht erreicht.
Erneut wurde die Standardbibliothek erweitert:
Im Jahr 1998 wurde auch der Java Community Process (JCP) eingeführt. Diese Organisation steuert seitdem Änderungen an der Spezifikation von Java. Für vorgeschlagene Änderungen wird ein Java Specification Request (JSR) erstellt, der verschiedene Phasen durchläuft, bevor die Änderungen in Java Einzug halten.
2000 erschien J2SE 1.3 als nächster Evolutionsschritt, die API wurde erneut erweitert. Des Weiteren wurde eine Engine mit Hotspot-Optimierung eingeführt. Das bedeutet, dass häufig benutzte Codefragmente (Hotspots) vom Bytecode zur Laufzeit in nativen Maschinencode übersetzt werden. Resultat war eine deutlich gesteigerte Performance.
API-Erweiterungen:
Erst 2002 wurde mit Erscheinen von J2SE 1.4 wieder die Sprache selbst erweitert, was zuletzt bei Version 1.1 geschah. Ihr wurde eine Unterstützung für Assertions hinzugefügt. Auch die API wurde wieder erweitert, was insbesondere die Serverprogrammierung erleichtern soll.
Siehe auch: Servlet, Java Web Start, JSP, J2EE, J2ME, Javadoc, Blackdown
Java 5.0 erschien am 30. September 2004 als Nachfolger der Version 1.4. Bei dem augenscheinlichen Versionssprung von 1.x auf 5 handelt es sich um die Einführung einer sog. Produktnummer. Diese Produktnummern sollen in Zukunft die Java-Versionen nach außen hin repräsentieren. Intern sollte dieselbe Produktversion nach der bekannten, traditionellen Versionsnummer bezeichnet werden. Java 5.0 entspricht also der internen Versionsnummer 1.5, Java 6.0 entsprechend 1.6, etc.[6] Die „2“ z. B. aus J2EE verschwand somit ebenfalls ab Version 5.0 der Java Enterprise Edition und wird als JEE 5 bezeichnet.
In der Version 5 gab es umfangreiche Änderungen an der Sprache sowie weitere API-Erweiterungen:
Die zunächst für Java 5 („Tiger“-Release) geplanten Erweiterungen der Ein-/Ausgabefunktionen (JSR 203) wurden erst auf Java 6 („Mustang“-Release) und Anfang 2006 dann auf Java 7 („Dolphin“-Release) verschoben.
Die letzte Version von Java 5 war Java 1.5.22.
Die Java-Version 6 wurde am 11. Dezember 2006 veröffentlicht. Besonderes Augenmerk wurde in dieser Version auf Diagnose, Überwachung und Management gelegt. So wurde ein Framework zur Zusammenarbeit mit diversen Skriptsprachen, wie z. B. PHP, Python, Ruby und JavaScript eingeführt.
Weitere Neuerungen sind eine verbesserte Darstellung von Desktop-Anwendungen sowie die Integration von Java DB, einer in Java implementierten relationalen Datenbank, die auf Apache Derby basiert.
Das im Oktober 2008 veröffentlichte Update auf Version 6u10 brachte nicht, wie sonst üblich, ausschließlich Fehlerbeseitigungen, sondern diverse Änderungen der JVM, mit denen nicht bis zum Erscheinen von Java 7 gewartet wurde. Zu den wichtigsten Neuerungen, die im Vorfeld bereits gefordert wurden, gehörten unter anderem:
Eine vollständige Liste sowie detaillierte Beschreibungen sind der Ankündigung zum Update 10 zu entnehmen.[10] Weitere Verbesserungen an der virtuellen Maschine, die ursprünglich für Java 7 geplant waren, wurden in Java 6 integriert und in mehreren Updates ab Java 6 Update 14 ausgeliefert.
Die Java-Version 7 wurde am 28. Juli 2011 fertiggestellt.
Es wurden vor allem Verbesserungen und Erweiterungen bestehender Funktionalitäten eingebaut. Diese sind unter anderem:
Eine Liste sowie detaillierte Beschreibungen der mit Java 7 umgesetzten Funktionalitäten sind der Dokumentation des OpenJDK-Projektes Java 7 zu entnehmen.[12]
Geplant ist, ursprünglich für Java 7 geplante Neuerungen mit Java 8 nachzureichen und Synergien einzuarbeiten, die sich aus dem Kauf von Java durch Oracle ergeben:
Java 8 soll im September 2013 erscheinen.[13]
Am 13. November 2006 gab Sun bekannt, dass bis Ende des zweiten Quartals 2007 die komplette Java-Technik unter den Lizenzbestimmungen der GPL Version 2 veröffentlicht werden soll.[14][15] Am 8. Mai 2007 teilte man mit, dass dies für den Großteil der Technik geschehen sei.[16]
Ein Problem für Entwickler freier Software bestand bis dahin darin, dass Java zwar kostenlos war, jedoch nicht die Richtlinien für freie Software erfüllte. Probleme entstanden in diesem Rahmen vor allem dann, wenn beim Erstellen von Programmen „unfreie“ Klassen von Sun verwendet wurden, die freie Java-Compiler oder Java-Laufzeitumgebungen nicht verwenden können. Anwender von freien JVMs waren in diesen Fällen gezwungen, auf die JVM von Sun zurückzugreifen. In diesem Zusammenhang wurde auch von der „Java-Falle“ (Java Trap[17]) gesprochen.
Engagierte Entwickler haben darauf reagiert und eine beachtliche Menge an freier Software zur Interpretation, Kompilierung und Ausführung von Java-Programmen entwickelt, wie z. B. GNU Classpath, GNU Compiler for Java, Kaffe oder Harmony (von der Apache Software Foundation).
Jedoch, die Lizenzbedingungen für Oracles Java Compatibility Kit (JCK) wurden von der Apache Software Foundation[18] und der Linux Standard Base Arbeitsgruppe als bewusste Verhinderung von alternativen Implementierungen wahrgenommen, was u.a. zum Ausschluss von Java aus dem aktuellen LSB Standard 4.1 führte.[19]
Java findet seinen Einsatz zum Beispiel in folgenden Bereichen:
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