آیا سرمایه‌گذاری روی یادگیری زبان برنامه‌نویسی جاوا (java) ارزشمند است؟

زبان برنامه‌نویسی جاوا چیست؟

جاوا یک زبان برنامه‌نویسی شی‌گرا است که برای ساخت نرم‌افزارهای چندسکویی برای سیستم‌عامل‌هایی مثل ویندوز، لینوکس و موارد دیگر در مقیاس سازمانی استفاده می‌شود. از مزایای مهم این زبان باید به سهولت و درک ساده ترکیب نحوی، شی‌گرایی بودن، امنیت بالا، پشتیبانی از ویژگی‌های قابل حمل بودن، انجام فرآیند جمع‌آوری زباله (Garbage Collection) به‌شکل خودکار، امکان نگهداری و توسعه برنامه‌ها به ساده‌ترین شکل، فارغ از سکو بودن، پشتیبانی از چند ریسمانی (Multi-Threaded) و سطح بالا بودن اشاره کرد. با این‌حال، جاوا معایب خاص خود را نیز دارد. از معایب مهم این زبان باید به عدم پشتیبانی از مباحث سطح پایین مثل اشاره‌گرها، اجرا روی ماشین مجازی جاوا که حافظه اصلی بیشتری را مصرف می‌کند، اجرای طولانی‌تر برنامه‌ها و کدها در مقایسه با سی و سی‌پلاس‌پلاس، عدم امکان کنترل Garbage Collection توسط برنامه‌نویس و عدم پشتیبانی از نوع بدون علامت (Unsigned Types) اشاره کرد. 

چه آینده‌ای پیش روی زبان برنامه‌نویسی جاوا است؟

به‌طور معمول، برنامه‌نویسان حرفه‌ای از جاوا برای ساخت برنامه‌های سازمانی استفاده می‌کنند. با توجه به پیشرفت چشم‌گیر جاوا در سال‌های اخیر و کاربرد این زبان چندمنظوره، آینده زبان برنامه‌نویسی جاوا درخشان است. به بیان دیگر، برنامه‌هایی مثل نرم‌افزارهای مدیریت ارتباط با مشتری و مدیریت منابع سازمانی، نرم‌افزار فضای ابر داخلی (Cloud Internal Software)، نرم‌افزارهای مدیریت دانلودها و چارچوب‌های نرم‌افزاری Orchestration که هر یک برای مقاصد خاصی کاربرد دارند، همگی با استفاده از جاوا ساخته شده‌اند. جاوا نکات مثبت درخشانی دارد که توسعه‌دهندگان تازه‌کار را ترغیب می‌کند به فکر یادگیری این زبان باشند. به‌طور مثال، جاوا ترکیب نحوی ساده‌ای برای یادگیری دارد، به بهترین شکل از شی‌گرایی و برنامه‌نویسی چند ریسمانی پشتیبانی می‌کند. همان‌گونه که اشاره کردیم، جاوا یک زبان برنامه‌نویسی چندمنظوره است و بنابراین برای ساخت انواع مختلفی از برنامه‌ها کاربرد دارد. به‌طور مثال، جاوا برای ساخت نرم‌افزارهای استریم، الگوریتم‌های هوشمند، توسعه موبایل، بزرگ داده‌ها، اینترنت اشیا، زنجیره بلوکی و توسعه وب مناسب است. علاوه بر این گزینه مناسبی برای توسعه مدل‌های نرم‌افزاری تابع به عنوان سرویس (FaaS) و برنامه‌های فاقد سرور (Serverless) است. 

بازار کار توسعه‌دهندگان جاوا به چه صورتی است؟

با توجه به سهم بازار جاوا و محبوبیت آن نزد توسعه‌دهندگان و شرکت‌ها، طبیعی است که فرصت‌های شغلی زیادی در دسترس توسعه‌دهندگان این زبان باشد. نظرسنجی انجام شده توسط شرکت JetBrains نشان می‌دهد پس از پایتون، جاوا دومین زبان برنامه‌نویسی اصلی توسعه‌دهندگان حرفه‌ای است. به این ترتیب مشخص می‌شود که آینده زبان برنامه‌نویسی جاوا تا حد زیادی روشن است و بنابراین ارزش یادگیری را دارد، اما زبان‌های برنامه‌نویسی دیگری هم هستند که در سال‌های اخیر پیشرفت زیادی داشته‌اند و بر محبوبیت آن‌ها افزوده شده است. بیش‌تر نرم‌افزارهای سفارش مشتری و خدماتی که شرکت‌های بزرگ ارایه می‌کنند با استفاده از جاوا ساخته شده است. یکی از سناریوهایی رایج در شرکت‌های نرم‌افزاری مربوط به زمانی است که برای یک سرویس قدیمی عملیات انتقال‌یابی (Migration) باید انجام می‌شود. در بیش‌تر مواقع عملیات انتقال به جای جایگزینی کل پروژه با یک پلتفرم کاملاً متفاوت، شامل فرایندهایی مثل به‌روز‌رسانی معماری، تبدیل از سیستم یکپارچه (Monolith) به ریزخدمات (Microservices) و انتقال چارچوب نرم‌افزاری یا تنها به‌روزرسانی نسخه زبان می‌شود. با استناد به نظرسنجی توسعه‌دهندگان JetBrains، مشاهده می‌شود که آینده زبان برنامه نویسی جاوا به عنوان یکی از 5 زبان برنامه‌نویسی کاربردی روشن است. توسعه‌دهندگان می‌توانند از جاوا برای ساخت برنامه‌های تجاری، آزمایش‌های خودکار، بازی‌های تلفن همراه و برنامه‌های حرفه‌ای استفاده کنند. در حالی که گوگل اعلام کرده که کاتلین زبان اول توسعه برنامه‌های اندرویدی است و پشتیبانی جدی از این زبان به عمل می‌آورد، با این‌حال، هنوز هم بخش عمده‌ای از توسعه‌دهندگان از جاوا برای توسعه برنامه‌های اندرویدی استفاده می‌کنند. علاوه بر این، سازمان‌های بزرگی مثل ناسا، اپل و گوگل در حوزه‌های مختلفی مثل مراقبت‌های پزشکی، سیستم‌های دفاعی، فناوری و موارد دیگر از جاوا استفاده می‌کنند. 

نیاز دائمی به برنامه‌های موبایل

یکی از کاربردهای اصلی جاوا در ارتباط با ساخت برنامه‌های اندرویدی است. آمارها نشان می‌دهند تعداد دفعات دانلود برنامه‌های موبایل دائما در حال افزایش است. به‌طور مثال، در سال 2020 میلادی برنامه‌های موبایل نزدیک به  ۱۵۰ میلیارد بار دانلود شده‌اند. این موضوع برای توسعه‌دهندگان اکوسیستم اندروید که آشنا به زبان جاوا هستند خبر خوبی است، زیرا بیشتر برنامه‌های اندرویدی به زبان جاوا نوشته‌ شده‌اند و هنوز زمان زیادی باقی مانده تا کاتلین بتواند به‌طور کامل جایگزین این زبان شود.

لازم به توضیح است که عدد ذکر شده در بالا، تعداد کل دانلودها و نه تعداد برنامه‌های کاربردی است، اما همزمان با افزایش تعداد دفعات دانلود، تعداد برنامه‌ها نیز بیش‌تر می‌شوند. از سوی دیگر، کسب‌وکارهای بزرگ نیاز مبرمی به برنامه‌های اختصاصی دارند، زیرا با استفاده از برنامه‌های اختصاصی امکان جذب مشتریان در یک بستر اختصاصی، خدمت‌رسانی و درآمدزایی به بهترین شکل انجام می‌شود. به‌طوری که کاربران به یک زیرساخت کاملا اختصاصی دسترسی دارند. علاوه بر این، در صورتی که افراد به‌طور دائم برنامه‌ها را دانلود کنند، توسعه‌دهندگان انگیزه بیش‌تری برای توسعه قابلیت‌های برنامه کاربردی پیدا می‌کنند. با توجه به دلایل مذکور، به خوبی مشاهده می‌کنیم که توسعه‌دهندگان جاوا نقش مهمی در جذب مشتریان جدید دارند. 

پایداری و قابلیت اطمینان منحصر به‌فرد

سال 2020 مصادف با بیست و پنجمین سالگرد تولد و مقارن با انتشار نسخه Java 16 بود. جاوا در طول این سال‌ها نشان داده که یک زبان برنامه‌نویسی پایدار است و همواره همسو با پیشرفت‌های دنیای فناوری قابلیت‌های کاربردی مهمی در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد. به همین دلیل زبان برنامه‌نویسی جاوا برای هر پروژه‌ای که روی آن کار می‌شود از یک پلتفرم CaaS گرفته تا یک موتور بازی یک زبان برنامه‌نویسی قابل اعتماد است. توسعه‌دهندگان می‌توانند این اطمینان خاطر را داشته باشند که دست‌کم برای سالیان آینده پشتیبانی قدرتمندی از این زبان به عمل خواهد آمد، زیرا خدمات جاوا به‌طور مداوم به‌روزرسانی و بهبود داده می‌شوند تا پایداری و پویایی این زبان حفظ شود. 

یادگیری آسان

برخی افراد در یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی جدید مشکلات زیادی دارند. زیرا ترکیب نحوی بیشتر زبان‌های برنامه‌نویسی قدرتمند سخت است. به‌طور مثال، اگر در نظر داشته باشید زبان برنامه‌نویسی سی یا سی‌پلاس‌پلاس را یاد بگیرید باید خود را برای سخت‌ترین الگوهای فکری آماده کنید، زیرا بخش عمده‌ای از کارهای برنامه‌نویسی در این زبان‌ها بر عهده برنامه‌نویس است؛ به‌طور مثال اگر از اشاره‌گرها استفاده کنید، باید حواس‌تان باشد که پس از اتمام کار آن‌ها را پاک کنید تا حافظه اصلی بیهوده مصرف نشود. زبان برنامه‌نویسی جاوا همانند پایتون این پیچیدگی‌ها را ندارد. زبان جاوا به گونه‌ای طراحی شده که ترکیب نحوی آن مناسب برنامه‌نویسان مبتدی باشد. 

یک زبان فارغ از سکو

جاوا یک زبان برنامه‌نویسی فارغ از سکو است. به این معنا که امکان اجرای کدهای کامپایل شده جاوا (بایت‌ کد) روی همه سیستم‌عامل‌ها وجود دارد. به بیان دقیق‌تر، دستورالعمل‌های بهینه‌سازی شده روی ماشین مجازی جاوا (Java Virtual Machine) اجرا می‌شوند.

خطای زمان اجرای کم‌تر

بر مبنای قوانین نحوی محکم و نوع (Type) در جاوا، امکان تشخیص خطاهای زمان کامپایل قبل از اجرای برنامه وجود دارد. رویکرد فوق احتمال بروز مشکلات زمان اجرا را به حداقل می‌رساند که باعث ساده‌تر شدن کدنویسی می‌شود. 

فرم‌ها و انجمن‌های پشتیبانی قدرتمند

انجمن‌های زبان برنامه‌نویسی جاوا فعال هستند و در طول مسیر یادگیری جاوا، به‌طور پیوسته به برنامه‌نویسان مبتدی راهنمایی‌های فنی ارایه می‌کنند. بنابراین پیشنهاد می‌شود در فرایند یادگیری و هر زمان با مشکلی روبرو شدید از این متخصصان درخواست کمک کنید. تنها در این صورت است که می‌توانید مهارت‌های خود را به‌روز نگه دارید و خطاهایی که دیگران مرتکب شده‌اند را تکرار نکنید. زبان برنامه‌نویسی جاوا به‌طور گسترده و پیوسته توسط توسعه‌دهندگان خبره پشتیبانی می‌شود. 

زیرساختی کارآمد برای زبان‌های برنامه‌نویسی جدید

بیشتر زبا‌ن‌های برنامه‌نویسی مدرن روی ماشین مجازی جاوا اجرا می‌شوند. برخی از این زبان‌های برنامه‌نویسی، مثل کاتلین‌ برای ارائه نسخه بهتری از زبان جاوا طراحی شده‌اند. کاتلین به گونه‌ای طراحی شده تا سازگاری کاملی با جاوا داشته باشد. علاوه بر این، اصول و مفاهیم پایه این دو زبان مشابه یکدیگر هستند، بنابراین اگر سابقه کار با جاوا را داشته باشید، یادگیری کاتلین کار سختی نخواهد بود. 

چارچوب‌های قدرتمند

زبان‌های برنامه‌نویسی در حالت استاندارد مجموعه‌ای از اصول و خط‌مشی‌های مبتنی بر الگوهای ریاضی که به کدهای دیجیتالی تبدیل شده‌اند و ترکیب نحوی قابل فهم برای انسان‌ها دارند را ارایه می‌کنند. بدیهی است، در چنین شرایطی برای انجام کارهای مختلف باید ساعت‌های زیادی را صرف کدنویسی کنید. شرکت‌ها برای حل این مشکل تصمیم گرفتند از مفاهیمی مثل کتابخانه‌ها و چارچوب‌ها استفاده کنند. چارچوب‌ها و کتابخانه‌ها با ارایه مجموعه‌ای از دستورات و کلاس‌ها فرایند برنامه‌نویسی را برای توسعه‌دهندگان ساده می‌کنند تا متخصصان مجبور نباشند برای انجام هر کاری کدنویسی کنند. این‌کار به آن‌ها کمک می‌کند روی منطق تجاری برنامه‌ای که قرار است ساخته شود متمرکز شوند. خوشبختانه زبان برنامه‌نویسی جاوا را مجموعه گسترده‌ای از چارچوب‌ها پشتیبانی می‌کنند که هریک کاربردهای خاص خود را دارند. از جمله این چارچوب‌ها به موارد زیر باید اشاره کرد:

• چارچوب Spring: اسپرینگ یک چارچوب متن‌باز برای ساخت برنامه‌های سازمانی است. اسپرینگ چارچوبی است که وظیفه معکوس کردن کانتینر کنترل برای پلتفرم جاوا را بر عهده دارد. Spring چارچوب جامعی است و امکانات قدرتمندی در حوزه‌های امنیت و پیکربندی‌ ارایه می‌کند و علاوه بر این، یادگیری آن ساده است. 
• چارچوب Hibernate: هایبرنیت با ارایه یک الگوی نگاشت شی-رابطه موفق شد نوع نگرش توسعه‌دهندگان نسبت به بانک‌های اطلاعاتی را تغییر دهد. با پیاده‌سازی واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی جاوا Persistence یا JPA، هایبرنیت یک بانک‌اطلاعاتی ORM برای برنامه‌های جاوا است. شبیه به زبان پرس‌وجوی ساخت یافته (SQL)، محاوره‌ها در هایبرنیت به‌نام HQL سرنام Hibernate Query Language شناخته می‌شوند. فایل اصلی در هایبرنیت hibernate.cfg.xml است که شامل اطلاعاتی درباره نگاشت‌‌ها (Maps) و کلاس‌های جاوا با پیکربندی‌های بانک‌اطلاعاتی است. هایبرنیت با ارایه یک لایه انتزاعی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد به شکل ساده‌تری با بانک‌های اطلاعاتی کار کنند. بنابراین کارهایی مثل اتصال به بانک‌اطلاعاتی، اجرای عملیات CRUD و موارد این چنینی به راحتی انجام می‌شود. 
• چارچوب JavaServer Faces: JSF توسط اوراکل در قالب نسخه 7 Java Enterprise توسعه پیدا کرد. JSF یک چارچوب مولفه‌گرا است و دارای مولفه‌های رابط کاربری با قابلیت استفاده مجدد برای ساخت برنامه‌های سرورمحور است. چارچوب JSF به دنبال کپسوله‌سازی فناوری‌های مختلف سمت کلاینت مثل CSS، HTML و جاوااسکریپت است تا توسعه‌دهندگان بتوانند بدون دانش عمیق درباره این فناوری‌ها، از آن‌ها برای ساخت رابط کاربری استفاده کنند. با استفاده از Facelet می‌توان از XML برای مدیریت view استفاده کرد. با این حال، می‌توان ‌نما‌ها را با استفاده از فناوری‌های دیگر مثل XUL (زبان رابط کاربری  XML) ایجاد کرد. برنامه‌های تحت وب ساخت شده توسط  JavaServer Faces قابل حمل هستند و روی سرورهای مختلف قابل اجرا هستند. 
• چارچوب Apache Struts: یکی از دیگر از چارچوب‌های قدرتمند جاوا برای ساخت برنامه‌های وب است که از معماری سه لایه MVC سرنامController ، View و Model و واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی JSP استفاده می‌کند. در الگوی سنتی servlet-JSP اگر توسعه‌دهنده‌ای یک فرم با اطلاعات شخصی خودش تایید می‌کرد، این اطلاعات برای پردازش به servlet ارسال می‌شدند. همین موضوع باعث می‌شد تا انجام این‌کار در برنامه‌های بزرگ با دشواری زیادی همراه باشد. Struts با تفکیک بخش‌های مختلف یک برنامه به لایه‌های مختلف و مرتبط کردن این لایه‌ها با یکدیگر این فرایند را ساده‌تر از قبل کرد. 
• چارچوب Grails: یکی دیگر از چارچوب‌های قدرتمند جاوا است که ترکیب نحوی ساده‌ای دارد و مناسب افراد تازه‌کار است. با توجه به این‌که چارچوب وب Grails با زبان Groovy ساخته شده روی پلتفرم جاوا به خوبی اجرا شده و با ترکیب نحوی جاوا سازگار است. این چارچوب نیز بر اساس معماری سه لایه MVC طراحی شده است. در شرایطی که در Grails مجبور هستیم کد خود را به زبان Groovy بنویسیم، اما چارچوب مذکور با فناوری‌های دیگر جاوا مثل کیت توسعه جاوا، کانتینرهای JAVE EE،Hibernate  یا Spring سازگار است. Grails  در لایه‌های زیرین خود بر مبنای SPRING BOOT ساخته شده و می‌تواند از ویژگی‌هایی از قبیل تزریق وابستگی SPRING که به بهره‌وری کمک می‌کنند بهره ببرد. 
• چارچوب Dropwizard: یکی دیگر از چارچوب‌های زبان برنامه‌نویسی جاوا است که در مقایسه با نمونه‌های یاد شده بزرگ‌تر و پیچیده‌تر است. این چارچوب برای توسعه سریع سرویس‌های وب RESTful استفاده می‌شود و به‌طور خاص برای ساخت ریزخدمات جاوا مناسب است. این چارچوب چند کتابخانه جاوا کاملاً تثبیت شده برای ارائه پلتفرمی سریع گرد هم آورده و از طریق یک سرور jetty توکار، دسترسی به Google Guava، Logback، Hibernate Validator، Joda Time و کتابخانه‌های محبوب دیگر جاوا را امکان‌پذیر کرده است. به علاوه Dropwizard شامل jersey است که با استفاده از آن می‌توان وب‌سرویس‌های RESTful ایجاد کرد. Dropwizard را می‌توان به عنوان یک اکوسیستم مجزا در نظر گرفت که وابستگی‌های موردنیاز توسعه‌دهندگان را در یک بسته منفرد گرد هم آورده است. اگر تمایل دارید از Dropwizard استفاده کنید، دیگر نیاز نیست زمان زیادی را صرف کارکردهای ثانویه‌ای مانند نوشتن کد برای پیکربندی، معیارها یا گزارش‌گیری کنید. به جای آن می‌توانید روی منطق تجاری اولیه برنامه تمرکز کنید و به بالاترین بهره‌وری دست یابید. 

کلام آخر

در این مقاله به معرفی مزایا و معایب جاوا به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی آینده‌دار و قدرتمند پرداختیم. جاوا دارای ویژگی‌های متعددی است که به واسطه ‌آن‌ها در آینده نیز مشابه زمان حال در حوزه‌های مختلف استفاده خواهد شد. به این ترتیب، می‌توان یادگیری زبان برنامه‌نویسی جاوا را یک مهارت کلیدی در جهت شکوفایی در حوزه برنامه‌نویسی توصیف کرد. به بیان دقیق‌تر، علاوه بر این‌که آموزش زبان برنامه‌نویسی جاوا یک مهارت کاربردی است، یادگیری آن می‌تواند آینده شغلی افراد را تضمین کند.