Présentation

1. Pourquoi Java ?

Bill Joy, ingénieur chez Sun Microsystems, et son équipe de chercheurs travaillaient sur le projet « Green » qui consistait à développer des applications destinées à une large variété de périphériques et systèmes embarqués (notamment téléphones cellulaires et téléviseurs interactifs).

Convaincus par les avantages de la programmation orientée objet (POO), ils choisissent de développer avec le langage C++ éprouvé pour ses performances.

Toutefois, dans le cadre de ce type de projet, C++ a rapidement révélé ses limites. En effet, de nombreux problèmes d’incompatibilité se sont posés par rapport aux différentes architectures matérielles (processeurs et taille mémoire) et aux systèmes d’exploitation rencontrés, ainsi qu’au niveau de l’adaptation de l’interface graphique des applications et de l’interconnexion entre les différents appareils.

Face à ces difficultés, l’équipe a choisi de créer un nouveau langage accompagné de sa propre plateforme de développement. Deux développeurs de chez Sun Microsystems, James Gosling et Patrick Naughton se sont attelés à cette tâche.

La création de ce langage et de cette plateforme s’est inspirée des fonctionnalités intéressantes offertes par d’autres langages tels que C++, Objective C, Perl, etc. Le fruit de ce travail est une plateforme, accompagnée d’un langage, parfaitement adaptés au développement d’applications sécurisées, distribuées et portables. Ces applications peuvent fonctionner aussi bien sur une grande variété de périphériques et de systèmes embarqués connectés en réseau, que sur Internet (clients légers) ou sur des stations de travail (clients lourds).

Le langage avait d’abord été surnommé C++--, pour marquer sa volonté de corriger certains défauts du C++. Il a ensuite porté le nom de OAK, avant que l’équipe ne découvre que ce nom était déjà utilisé dans le domaine informatique. C’est finalement le mot Java qui a été retenu - un terme d’argot américain signifiant « café » - en clin d’œil aux litres consommés par les programmeurs, notamment ses créateurs. C’est ainsi qu’en 1991 est né le langage Java.

2. Objectifs de la conception de Java

Par rapport aux besoins exprimés, il fallait un langage...

1. La machine virtuelle Java (JVM)

La machine virtuelle constitue la base de la plateforme Java ; elle est indispensable à l’exécution des programmes Java. La JVM est disponible pour de nombreux types d’ordinateurs et de systèmes d’exploitation.

La machine virtuelle Java prend en charge plusieurs responsabilités essentielles :

Le fait que Java soit un langage interprété présente à la fois des avantages et des inconvénients. Depuis ses débuts, on lui reproche d’être moins performant que les langages compilés en code natif - un reproche qui concernait surtout les applications dotées d’une interface graphique. Pour combler cette lacune et corriger cette image souvent injustifiée, les équipes d’Oracle ont beaucoup travaillé à l’optimisation de la JVM.

Dès la version 1.2, un compilateur JIT a été introduit. Il permettait d’optimiser l’interprétation du bytecode en le transformant pour se rapprocher du code natif.

Depuis la version 1.3, la JVM intègre un processus nommé HotSpot (en versions client et serveur), qui améliore encore les performances globales, notamment l’exécution du code. HotSpot permet des gains de performance allant de 30 % à 40 % selon le type d’application - un progrès particulièrement visible dans les interfaces graphiques.

2. L’API Java

Une API (Application Programming Interface) est un ensemble de composants logiciels préconstruits, organisés de manière à permettre aux développeurs d’utiliser des fonctionnalités existantes sans avoir à les redéfinir.

L’API Java est l’API principale utilisée pour développer des applications en Java. Elle fournit une vaste collection de bibliothèques et de classes prêtes à l’emploi, qui simplifient considérablement le développement.

Dans sa version 21, l’API Java est organisée en 28 modules regroupant plus de 250 packages. Chaque package peut être comparé à une bibliothèque en langage C et contient des classes et des interfaces prêtes à l’emploi, directement réutilisables.

Ces composants couvrent un large éventail de fonctionnalités : entrées/sorties (I/O), collections, flux de données, concurrence, gestion de fichiers, bases de données, et bien plus encore.

Au total, l’API Java met à disposition environ 4 600...

1. Installation du JDK sur Windows

a. Installation de la plateforme OpenJDK

Pour installer la plateforme OpenJDK, réalisez les étapes suivantes :

 Accédez à la page de téléchargement : https://jdk.java.net/archive/.

La dernière version d’OpenJDK est toujours disponible à l’adresse https://jdk.java.net/23/. Pour le moment, il s’agit de la version 23, tandis que les versions plus anciennes, comme la 21, se trouvent à l’adresse https://jdk.java.net/archive/.

L’écran suivant doit apparaître :

 Téléchargez la dernière archive de la release 21 adaptée à votre OS (en l’occurrence 21.0.2 pour Windows/x64). Notez l’absence d’installeur.

 Décompressez l’archive dans le répertoire de votre choix et l’installation est terminée.

b. Installation de la plateforme Oracle JDK

Pour installer la plateforme Oracle JDK, procédez comme suit :

 Accédez à la page de téléchargement dédiée à Java 21 sur le site officiel d’Oracle : https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java21

 Sélectionnez l’onglet correspondant à votre système d’exploitation (par exemple, Windows).

La version 21.X.X actuelle est disponible au téléchargement. Au moment de l’écriture de l’ouvrage, la version est la 21.0.5.

 Sous Windows, sélectionnez l’installeur nommé x64 Installer (par exemple : jdk-21_windows-x64_bin.exe).

 Exécutez l’installeur, puis suivez les étapes proposées.

 Cliquez sur le bouton Next.

 Modifiez si besoin le répertoire d’installation. Par défaut, celui-ci est défini sur C:\Program Files\Java\jdk-21\.

 Cliquez ensuite sur le bouton Next pour lancer l’installation.

 L’apparition de cet écran confirme que l’installation a été effectuée avec succès. Cliquez sur le bouton Close pour terminer.

C:\Program Files\Java\jdk-17.0.1 

;%JAVA_HOME%\bin 

d. Tester le bon fonctionnement

Pour tester le bon fonctionnement, il suffit d’exécuter la commande suivante :

java --version 

Si l’installation est un succès, le résultat sera à peu près le suivant selon la version du JDK que vous avez installé :

Il est possible d’installer plusieurs versions différentes sur la même machine. Cette commande permet donc de savoir quelle version est utilisée par défaut. 

2. Installation du JDK sur Linux

1. Installation d’IntelliJ IDEA

a. Installation d’IntelliJ IDEA CE sur Mac

 Commencez par télécharger l’installeur depuis le site officiel de JetBrains : https://www.jetbrains.com/idea/download

 Sélectionnez la version correspondant à votre architecture macOS (Intel ou Apple Silicon).

 Une fois le téléchargement terminé, glissez-déposez le lanceur dans le dossier Applications. L’installation d’IntelliJ IDEA Community Edition est maintenant terminée.

Vous pouvez passer à la sous-section suivante : Création d’un projet Java avec IntelliJ IDEA.

b. Installation d’IntelliJ IDEA CE sur Linux

 Pour installer l’éditeur de code sur un système Linux, commencez par télécharger l’archive correspondant à votre architecture (AMD ou ARM) depuis le site officiel de JetBrains : https://www.jetbrains.com/idea/download

Une fois l’archive téléchargée, vous pouvez la décompresser via l’interface graphique de votre environnement ou en utilisant la commande suivante :

sudo tar -xvf ideaIC-2024.2.4.tar.gz 

Par défaut, le contenu sera extrait dans le répertoire courant. Vous pouvez choisir un autre emplacement si nécessaire.

 Pour lancer IntelliJ IDEA, accédez au dossier extrait, puis exécutez le script de lancement :

cd idea-IC-242.23726.103/ 
bin/idea.sh 

La version d’IntelliJ IDEA au moment de l’écriture de cet ouvrage pourrait différer de celle que vous installerez, cela n’a pas d’importance.

L’installation est maintenant terminée. Vous pouvez passer à la sous-section Création d’un projet Java avec IntelliJ IDEA.

c. Installation d’IntelliJ IDEA CE sur Windows

 Pour installer IntelliJ IDEA Community Edition sur Windows, commencez par télécharger l’installeur depuis le site officiel de JetBrains : https://www.jetbrains.com/idea/download.

 Sélectionnez le fichier .exe correspondant à l’architecture de votre processeur. 

 Une fois l’installeur téléchargé, exécutez-le, puis suivez les instructions affichées à l’écran.

 Cliquez sur le bouton Next pour passer aux étapes suivantes.

Vous pouvez, si vous le souhaitez, modifier le répertoire d’installation d’IntelliJ IDEA. Par défaut, il est défini sur C:\Program Files\JetBrains....

1. Installation de MySQL

Cette section a pour objectif de présenter l’installation du serveur MySQL ainsi que celle de DBeaver, un outil graphique open source permettant d’administrer des serveurs de bases de données.

a. Installation de MySQL Server sur macOS

 Pour installer MySQL Server sur macOS, commencez par télécharger l’installeur depuis le site officiel de MySQL. Sur la page de téléchargement, sélectionnez la version correspondant à votre système, par exemple macOS 14 (ARM, 64 bits) : https://dev.mysql.com/downloads/mysql/

 Une fois l’installeur téléchargé, lancez-le pour démarrer le processus d’installation. 

 Cliquez sur le bouton Continuer pour passer à l’étape suivante.

 Acceptez ensuite les conditions de la licence, en cliquant sur le bouton Accepter, pour poursuivre l’installation.

 Vous pourrez choisir d’installer MySQL Server pour un utilisateur spécifique ou pour l’ensemble des utilisateurs du système, puis cliquez sur le bouton Continuer.

Vous pouvez choisir un autre emplacement d’installation, mais il est recommandé de conserver l’emplacement par défaut : /usr/local/mysql

 Cliquez ensuite sur le bouton Installer pour lancer l’installation.

Selon la version de MySQL, un écran vous proposera de définir un mot de passe pour l’utilisateur root. Il est conseillé de choisir un mot de passe que vous pourrez facilement retrouver, par exemple en le stockant dans un gestionnaire de mots de passe.

Une fois l’installation terminée, vous pouvez vérifier son bon fonctionnement en exécutant les commandes suivantes dans un terminal :

cd /usr/local/mysql/bin 
./mysql -u root -p 

Après avoir saisi votre mot de passe, un message de connexion au serveur MySQL devrait s’afficher.

mysql -u root -p 

exit; 

create user 'mysqluser'@'localhost' identified by 'Pa$$w0rd'; 

create database demo_java; 

grant all on demo_java.* TO 'mysqluser'@'localhost'; 

c. Installation de MySQL Server sur Windows

L’installation commence par le téléchargement de l’installeur depuis le site officiel de MySQL : https://dev.mysql.com/downloads/windows/installer/

Deux versions sont disponibles :

• une version « en ligne », qui nécessite une connexion internet pendant l’installation ;

• une version « complète », contenant tous les fichiers.

Cette section se base sur la version en ligne, qui télécharge uniquement les composants sélectionnés.

 Une fois l’installeur téléchargé, double cliquez dessus pour lancer l’installation.

 Sur l’écran d’accueil, choisissez l’option Custom pour sélectionner uniquement les composants souhaités, puis cliquez sur le bouton Next.

 Sélectionnez l’élément suivant : MySQL Server 8.0.27 - X64.

MySQL Workbench...

1. Consultation depuis un navigateur

La javadoc officielle est accessible à l’adresse suivante : https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api

Il est également possible de la télécharger pour y accéder localement : https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk21-doc-downloads.html

La page d’accueil affichée localement est identique à celle accessible en ligne.

Cette page liste l’ensemble des modules constituant la plateforme Java SE. Ils sont regroupés en deux catégories :

Pour plus d’informations à ce sujet, vous pouvez vous référer à la section La plateforme Java SE plus haut dans ce chapitre....

1. Écriture du code

Un programme Java est composé d’un ou plusieurs fichiers texte ayant l’extension .java. Le programme le plus simple contient un seul fichier Java.

Le nom du fichier Java doit obligatoirement correspondre au nom de la classe qu’il contient. Par exemple, un fichier nommé FirstProgram.java contiendra une classe nommée FirstProgram.

La structure de base du fichier est la suivante :

public class FirstProgram 
{ 
   ... 
} 

Tout programme Java doit contenir une méthode spéciale appelée main, qui représente le point d’entrée du programme. Sa déclaration suit une structure fixe :

public static void main(String[] args) 
{ 
   ... 
} 

Nous reviendrons plus en détail sur cette méthode un peu plus loin dans l’ouvrage (cf. chapitre Comprendre un programme - Anatomie et point d’entrée d’un programme). Pour l’instant, il suffit de savoir que l’exécution d’un programme Java commence ici.

À l’intérieur de cette méthode, on peut écrire les instructions du programme. L’exemple le plus classique consiste à afficher un message à l’écran. Voici l’instruction permettant d’afficher du texte dans la console :

System.out.println("Hello, World!"); 

Le programme complet se présente donc ainsi :

public class FirstProgram { 
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println("Hello, World!"); 
    } 
} 

2. Compilation et exécution du code