Язык программирования Java

Весь 1996 год прошел под знаком внедрения в World Wide Web технологии Java. Однако реальные проекты, выполненные в этой технологии, появились только к концу года. При обсуждении Java-технологии, как правило, речь идет о ее безопасности, мобильности, и, как следствие, уменьшении размеров программного кода, выполняемого на машинах-клиентах.

Не смотря на то, что этот раздел называется "Язык программирования Java", в нем приходится говорить о гораздо более обширном понятии, которое принято обозначать термином "Java-технология". Если обратиться к публикациям о новых концепциях разработки программного обеспечения, то Java-язык и Java-технологии ценятся не только и не столько за то, что они дали возможность "оживить" Web, как часто можно прочитать в рекламных проспектах, а за то, что давняя идея мобильного программирования для различных аппаратных платформ наконец-то стала реальностью.

При этом все прекрасно понимают, что сама по себе Java-технология еще чрезвычайно сыра и использовать ее в нынешнем виде для серьезных проектов могут только самые отчаянные смельчаки, тем не менее многие из свойств Java чрезвычайно интересны и полезны.

Мобильность Java

Первым из свойств языка Java разберем мобильность. Суть мобильности заключается в том, что написанный на Java код может исполняться на любой компьютерной платформе. Под платформой в данном случае подразумевается программно-аппаратный комплекс, а проще собственно компьютер и операционная система, которая на нем работает. Однако, мобильность Java следует отличать от простого портирования кода с одной платформы на другую. При портировании передается исходный текст, который после этого компилируется и только затем выполняется. В Java передаются так называемые байт-коды. Байт-код - это универсальный формат программы, единый для всех аппаратных платформ. Байт-код един и для рабочих станций, и для больших универсальных ЭВМ, и для персональных компьютеров. Собственно, большинство из тех, кто работал с СУБД на персональных компьютерах с разновидностями байт-кодов наверняка встречался. Это, например, коды, которые выполняет FoxBASE. Конечно коды FoxBASE и Java - это абсолютно разные коды, но идея в общем - та же.

Надо сказать, что коды Java - это не единственные мобильные коды, которые предполагалось использовать в Internet, но благодаря большим усилиям со стороны Sun Microsystems именно они стали наиболее известными и, на сегодняшний день используемыми, хотя до сих пор подходят на эту роль слабо.

Сравнение с FoxBase было не случайным. Дело в том, что байт-код Java исполняется интерпретатором, а не является откомпилированной на данной платформе программой. Многие преимущества и недостатки Java проистекают именно из-за этого. Первый и очевидный недостаток - это скорость выполнения кода. Совершенно очевидно, что интерпретатор работает гораздо медленнее откомпилированного кода. И здесь не помогут никакие Java-процессоры. Вся элементная база все равно остается двоичной, а это значит, что программы оптимизированные для работы с этим типом вычислений будут работать все равно быстрее, чем какие-либо другие коды. Здесь можно говорить, только о сравнении Java-процессоров с универсальными процессорами при выполнении Java-кода.

Собственно, и другие свойства технологии (объектная ориентируемость, использование многопоточности, отсутствие адресной арифметики и т.п.) в большинстве случаев при стандартной комплектации оборудования, только тормозят выполнение программы.

Второй недостаток не столь очевиден, да и собственно для большинства современных разработчиков таковым не является - объектный подход к программированию. Что собственно имеется в виду, когда об объектном программировании говорится как о недостатке в данном контексте. Главным в Java-технологии являются небольшие программки-апплеты, которые передаются по сети. Размер такого апплета очень мал (до сотни строк текста). При этом разработчик должен весь вывод собрать в одну процедуру, перехват особых ситуаций в другую, порождение потоков в третью, и т. д. При этом некоторые из этих процедур будут вообще состоять из четырех - пяти строк. Это конечно дисциплинирует и ведет к построению стройных кодов, но при этом прокрутка текста на экране превращается в программу с порождением нового потока, что вместо сокращения издержек на ее выполнение приводит только к их увеличению. Одним словом, "Hello Java" также нудно писать, как и "Hello Windows".

Однако, мобильность Java имеет еще одно измерение. Апплеты передаются по сети в тот момент, когда их нужно выполнять. При этом они могут загружаться из разных мест и после загрузки взаимодействовать друг с другом. Девиз Sun "Сеть - это компьютер" здесь работает на все сто процентов. Действительно, если всю совокупность апплетов рассматривать как одну программу, состоящую из множества подгружаемых по мере необходимости модулей, то весь Internet становится одним большим компьютером, а точнее хранилищем данных и программ, т.к. все-таки программа выполняется на локальном процессоре. Хотя, и последнее не совсем точно. Java-апплеты могут обмениваться данными между собой по сети, что заставляет говорить о распределенных вычислениях, и в этом случае программа будет исполняться на многих компьютерах в сети. До Java можно было говорить о распределенных вычислениях только после трансляции кодов для каждой из машин и отладки всего комплекса в целом. Теперь отладиться можно и на локальном компьютере, а реально считать на разных.

Основной протокол обмена апплетами - HTTP. Это значит, что они передаются по сети точно также, как и другие ресурсы Website, и приобретают свое особое значение только в момент получения их браузером. Учитывая неэффективность реализации HTTP поверх TCP, можно сказать, что и обмен апплетами тоже неэффективен, если для каждого обмена устанавливается свое TCP-соединение. Пока сравнение скорости выполнения Java-апплетов и скриптов JavaScript не в пользу первых, т.е. интерпретация скриптов в Netscape Navigator реализована эффективнее. В любом случае загрузка страниц с Java происходит гораздо медленнее, чем без Java.

Часто можно слышать, что использование Java должно снизить затраты на обмен информацией по сети. Аргумент здесь следующий: для отображения информации в виде графиков и гистограмм, и даже трехмерных объектов не надо передавать по сети изображения этих объектов, а можно передать, только числовые характеристики. Это приводит к существенному сокращению трафика, и сокращению числа ошибок при передаче. Это справедливо в том случае, если апплеты Java не перегружаются часто. Пользователь загрузил группу страниц и все апплеты на них и только стартует или останавливает выполнение программ. В случае специализированных корпоративных вычислений может быть это и так, но если брать обычного пользователя, то он практически всегда, переходя на новую страницу, загружает новые апплеты, а вот это уже не сокращает трафик, а только увеличивает.

Мобильность имеет и свою обратную сторону. Некоторые авторы прежде, чем пустить пользователя на свои страницы с Java предупреждают: Are your going to be infected? Суть предупреждения в том, что, фактически, пользователь разрешает выполняться на своем компьютере программе, о свойствах которой он ничего не знает. При этом ссылки на безопасность Java не вполне корректны. Программа может вообще никак себя внешне не проявлять, но при этом выполнять массу нежелательных, с точки зрения пользователей, действий. Например, анализировать кэш браузера, идентифицировать компьютер пользователя и многое другое.