Java (langage) - Définition

Historique

Cet historique provient d’une traduction libre d’un article de la wikipedia anglophone Java programming language.
N’hésitez pas à vérifier la qualité de la traduction pour être certain qu’il n’y ait pas de contresens.

L'origine du langage

Duke, la mascotte de Java

La plate-forme et le langage Java sont issus d’un projet de Sun Microsystems datant de 1990. L’ingénieur Patrick Naughton n’était pas satisfait par le langage C++ utilisé chez Sun, ses interfaces de programmation en langage C, ainsi que les outils associés. Alors qu’il envisageait une migration vers NeXT, on lui proposa de travailler sur une nouvelle technologie et c’est ainsi que le Projet Stealth (furtif) vit le jour.

Le Projet Stealth fut rapidement rebaptisé Green Project avec l’arrivée de James Gosling et de Mike Sheridan. Ensemble, aidés d’autres ingénieurs, ils commencèrent à travailler dans un bureau de la rue Sand Hill de Menlo Park en Californie. Ils essayèrent d’élaborer une technologie pour le développement d’applications d’une nouvelle génération, offrant à Sun la perspective d’opportunités uniques.

L’équipe envisageait initialement d’utiliser le langage C++, mais l’abandonna pour différentes raisons. Tout d’abord, ils développaient sur un système embarqué avec des ressources limitées et estimaient que l’utilisation du C++ demandait un investissement trop important et que cette complexité était une source d’erreur pour les développeurs. Les lacunes de ce langage au niveau du ramasse-miettes impliquaient que la gestion de la mémoire devait être programmée manuellement, un défi mais aussi une source d’erreur(s). L’équipe était aussi troublée par les lacunes du langage au niveau de la sécurité, de la programmation distribuée, du multi-threading. De plus, ils voulaient une plate-forme qui puisse être portée sur tout type d’appareils ou de plate-forme.

Bill Joy avait envisagé un nouveau langage combinant le meilleur du langage de programmation Mesa et du langage C. Dans un article appelé Plus loin (Further), il proposa à Sun que ses ingénieurs développent un environnement orienté objet basé sur le langage C++. À l’origine, Gosling envisageait de modifier et d’améliorer le langage C++, qu’il appelait C++ ++ --, mais l’idée fut bientôt abandonnée au profit du développement d’un nouveau langage de programmation qu’ils appelèrent Oak (chêne) en référence, selon la légende, à un arbre planté devant la fenêtre de leur bureau.

L’équipe travailla avec acharnement et, à l’été 1992, ils furent capables de faire une démonstration incluant le système d’exploitation Green, le langage Oak (1992), les bibliothèques et le matériel. Leur première réalisation, présentée le 3 septembre 1992, fut la construction d’un PDA appelé Star7 ayant une interface graphique et un agent intelligent appelé Duke pour prêter assistance à l’utilisateur. En novembre de la même année, le Green Project fut abandonné pour devenir FirstPerson, Inc, appartenant en totalité à Sun Microsystems et l’équipe fut relocalisée à Palo Alto. L’équipe FirstPerson était intéressée par la construction d’outils hautement interactifs et quand Time Warner publia un appel d’offres en faveur d’un décodeur multifonctions, FirstPerson changea d’objectif pour proposer une telle plate-forme. Cependant, l’industrie de la télévision par câble trouva qu’elle offrait trop de possibilités à l’utilisateur et FirstPerson perdit le marché au profit de Silicon Graphics. Incapable d’intéresser l’industrie audiovisuelle, la société fut réintégrée au sein de Sun.

Java rencontre Internet

De juin à juillet 1994, après trois jours de remue-méninges avec John Gage, James Gosling, Joy, Naughton, Wayne Rosing et Eric Schmidt, l’équipe recentra la plate-forme sur le web. Ils pensaient qu’avec l’avènement du navigateur Mosaic, Internet était le lieu où allait se développer le même genre d’outil interactif que celui qu’ils avaient envisagé pour l’industrie du câble. Naughton développa comme prototype un petit navigateur web, WebRunner qui deviendra par la suite HotJava.

La même année le langage fut renommé Java après qu’on eut découvert que le nom Oak était déjà utilisé par un fabricant de carte vidéo. Le nom Java fut inventé dans un petit bar fréquenté par quelques membres de l’équipe. Il n’a pas été déterminé clairement si oui ou non le nom est un acronyme, bien que certains prétendent qu’il signifie James Gosling, Arthur Van Hoff et Andy Bechtolsheim ou tout simplement Just Another Vague Acronym (littéralement « juste un acronyme vague de plus »). La croyance selon laquelle Java doit son nom aux produits vendus dans le bar est le fait que le code sur 4 octets (également appelé nombre magique) des fichiers de classe est en hexadécimal 0xCAFEBABE.

Certaines personnes prétendent également que le nom de Java vient du fait que le programme était destiné à pouvoir tourner sur des systèmes embarqués, comme des cafetières (Java signifie café en argot américain). En octobre 1994, HotJava et la plate-forme Java furent présentés pour Sun Executives. Java 1.0a fut disponible en téléchargement en 1994 mais la première version publique du navigateur HotJava arriva le 23 mai 1995 à la conférence SunWorld.

L’annonce fut effectuée par John Gage, le directeur scientifique de Sun Microsystems. Son annonce fut accompagnée de l’annonce surprise de Marc Andressen, vice président de l’exécutif de Netscape que Netscape allait inclure le support de Java dans ses navigateurs. Le 9 janvier 1996, le groupe Javasoft fut constitué par Sun Microsystems pour développer cette technologie. Deux semaines plus tard la première version de Java était disponible.

Histoire récente

Utilisation Web

Côté client

Historiquement, la possibilité des navigateurs Web de lancer des applets Java était la seule solution pour afficher des applications clientes riches (RIA pour Rich Internet Application). Des technologies concurrentes ont émergé parmi lesquelles Macromedia Flash, le DHTML Javascript et Silverlight basé sur Xul ou XAML.

Les applets sur le poste Client peuvent communiquer avec des servlets sur le Serveur, tout comme Javascript peut communiquer avec le Serveur au moyen d’AJAX. Flex utilise la technologie Flash par le biais du Adobe Flash Player.

À une époque où Javascript souffrait de problèmes de compatibilité inter-navigateur, les applets Java avaient l'avantage de la portabilité car le portage d'interfaces complexes était difficile à assurer pour tous les navigateurs du marché. Les progrès faits dans les technologies concurrentes à Java ont amené la plupart des développeurs à se détourner des applets Java et des problèmes inhérentes à cette technologie (incompatibilités entre les JVM, mauvaises performances, pauvreté des bibliothèques graphiques, complexité) et de la retombée de la « mode » Java. Enfin, les navigateurs modernes n'incluent plus systématiquement l'environnement Java à cause de sa taille importante et le taux de machines capables d'afficher des applets n'était plus que de 70 % en 2010, bien plus faible pour Flash par exemple.. En 2010, la quasi totalité des applications clients riches utilisent des technologies alternatives ; Flash pour l'essentiel mais aussi GWT.

Côté serveur

Côté serveur, on retrouve des classes Java qui permettent de définir des objets (classes POJO) et d'autres classes qui permettent de définir des actions sur ces objets (classes métiers). On effectue ici un travail sur les données en les modélisant sous formes d'objets. Ces objets peuvent être modifiés par des méthodes issues de classes spécialement conçues pour effectuer des opérations. Ainsi on pourra trouver par exemple une classe pour définir une pomme en tant qu'objet (taille, poids, calibre) et une autre classe pour définir des opérations sur une pomme (acheter, vendre, manger). Avec les serveurs d’applications, on utilise des EJB pour encapsuler les classes définies précédemment. Ces éléments sont utilisés dans des architectures J2EE pour des applications multi-couches. L'avantage qu'on tire de ce travail est de pouvoir cacher au client l'implémentation du code côté serveur.

Utilisation sur le poste de travail

L’utilisation native du langage Java pour des applications sur un poste de travail restait jusqu'à présent relativement rare à cause de leur manque de rapidité. Cependant, avec l’accroissement rapide de la puissance des ordinateurs, les améliorations au cours de la dernière décennie de la machine virtuelle Java et de la qualité des compilateurs, plusieurs technologies ont gagné du terrain comme par exemple Netbeans et l’environnement Eclipse, les technologies de fichiers partagés Limewire et Azureus. Java est aussi utilisé dans le programme de mathématique Matlab au niveau de l’interface homme machine et pour le calcul formel. Les applications Swing apparaissent également comme une alternative à la technologie .NET.

Utilisation avec les mobiles

Java, et le langage qui en dérive : JavaFx, essaye d'occuper une niche préssentie pour devenir un marché d'avenir important : les plateformes mobiles (PDA, tablettes, téléphones). Cependant, là encore, la concurrence est rude. Microsoft Silver Run, et la convergence de Flash et de Javascript/Ecmascript en ActionFlash, sont également bien positionnées dans ce nouveau domaine. Java, notamment via eclipse et netbeans offrent déjà des environnements de développement intégré pour mobile. Le système d'exploitation libre pour Mobile de Google, Android, repose sur le langage java (et des librairies qui lui sont propres). Le développement de ces appareils devraient entraîner une convergence entre les applications pour mobile et les RIA (Riches Internet Application). Pour cette raison, nous devrions assister à une nouvelle explosion de la programmation côté-client.

Microsoft et autres systèmes

• Microsoft a fourni un environnement de travail de type Java, dénommé J++, avec ses systèmes d’exploitation avant la sortie de Windows XP en 2001. Suite à décision de justice, et au vu du non-respect des spécifications de ce langage, Microsoft a dû abandonner celui-ci et créer un nouveau langage de nom C# (cf. chapitre «  » plus bas)
• Beaucoup de fabricants d’ordinateurs continuent d’inclure un environnement JRE sur leurs systèmes Windows.
• Java apparaît également comme un standard au niveau du Mac OS X d’Apple aussi bien que pour les distributions Linux. De nos jours, la plupart des utilisateurs peuvent lancer des applications Java sans aucun problème.

Passage sous licence libre

Le 13 novembre 2006, Sun annonce le passage de Java, c’est-à-dire le JDK (JRE et outils de développement) et les environnements Java EE (déjà sous licence CDDL) et Java ME sous licence GPL. En mai 2007, Sun publie effectivement OpenJDK sous licence libre. Cependant OpenJDK dépend encore de fragments de code non libre que Sun ne détient pas. C'est pourquoi la société Redhat lance en juin 2007 le projet IcedTea qui vise à remplacer les fragments de code non libre et ainsi rendre OpenJDK utilisable sans aucun logiciel propriétaire. En juin 2008, le projet IcedTea a passé les tests rigoureux de compatibilité Java (TCK). On peut donc dire que Java devient un logiciel libre.

Acquisition par Oracle

La société Oracle a acquis en 2009 l'entreprise Sun Microsystems. On peut désormais voir apparaître le logo Oracle dans les documentations de l'api Java.

Le 12 avril 2010, James Gosling, le créateur du langage de programmation Java démissionne d’Oracle pour des motifs qu’il ne souhaite pas divulguer. Il était devenu le directeur technologique de la division logicielle client pour Oracle.

Historique des versions

Le langage Java a connu plusieurs évolutions depuis le JDK 1.0 (Java Development Kit) avec l’ajout de nombreuses classes et packages à la bibliothèque standard. Depuis le J2SE1.4, l’évolution de Java est dirigée par le JCP (Java Community Process) qui utilise les JSR (Java Specifications Requests) pour proposer des ajouts et des changements sur la plate-forme Java. Le langage est spécifié par le JLS (Java Language Specification). Les modifications du JLS sont gérées sous le code JSR 901.

• JDK 1.0 (23 janvier 1996 - 211 classes et interfaces) — Version initiale.

• JDK 1.1 (19 février 1997 - 477 classes et interfaces) — De nombreux ajouts avec notamment :
  • une refonte complète du modèle événementiel AWT.
  • Les classes internes sont ajoutées au langage.
  • JavaBeans.
  • JDBC.
  • Java Remote Invocation (RMI).

• J2SE 1.2 (9 décembre 1998 - 1 524 classes et interfaces) — Nom de code Playground. Cette version et les suivantes jusque J2SE 5.0 sont rebaptisées Java 2 et la version nommée J2SE (Java 2 Platform, Standard Edition) remplace JDK pour distinguer la plate-forme de base de la version J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) et de la version J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition). Plusieurs ajouts dont :
  • le mot-clé strictfp
  • la réflection
  • l’API graphique Swing est intégrée.
  • Pour la première fois, la machine virtuelle Java de Sun inclut un compilateur « Juste à temps » (Just in Time).
  • Java Plug-in
  • Java IDL, une implémentation de IDL pour l’interopérabilité avec CORBA.
  • le framework Collections.

• J2SE 1.3 (8 mai 2000 - 1 840 classes et interfaces) — Nom de code Kestrel. Changements principaux :
  • HotSpot JVM inclus (La machine virtuelle HotSpot sortit en avril 1999 pour la machine virtuelle du J2SE 1.2)
  • Changement pour les RMI pour être basé sur CORBA.
  • JavaSound
  • JNDI (Java Naming and Directory Interface) inclus de base (disponible auparavant comme extension)
  • JPDA (Java Platform Debugger Architecture)

• J2SE 1.4 (6 février 2002 - 2 723 classes et interfaces) — Nom de code Merlin. Ce fut la première révision de la plate-forme sous JCP (Java Community Process). Les principaux changements sont :
  • le mot-clé assert (Spécifié dans JSR 41.)
  • les expressions rationnelles modélisées en s’inspirant du langage Perl.
  • Le chaînage d’exception permet à une exception d’encapsuler l’exception de base niveau d’origine. (Spécifié dans (en) JSR 51.)
  • API de journalisation (Spécifiée dans (en) JSR 47.)
  • l’API Image I/O pour lire et écrire des images dans des formats comme JPEG et PNG.
  • intégration d’un parser XML et du moteur XSLT nommé JAXP (Spécifié dans (en) JSR 5 et (en) JSR 63.)
  • intégration des extensions de sécurité JCE (Java Cryptography Extension), JSSE et JAAS.
  • Java Web Start (introduit pour la première fois en mars 2001 pour J2SE 1.3 - Spécifié dans (en) JSR 56.)

• J2SE 5.0 (30 septembre 2004 - 3 270 classes et interfaces) — Nom de code Tiger. (initialement numérotée 1.5, qui est toujours utilisé comme numéro de version interne). Développé par (en) JSR 176, Tiger ajoute un nombre significatif de nouveautés au langage :
  • Programmation générique — (Spécifié par (en) JSR 14.)
  • Metadata — également appelées annotations, permet au langage de construire des classes et des méthodes étiquetées avec des données additionnelles qui peuvent être utilisées en tant que méta-données (Spécifiée dans (en) JSR 175.)
  • Autoboxing/unboxing — conversion automatique entre des types primitifs (comme le type int) et le Wrapper de classe correspondant (comme la classe Integer) (Spécifié dans (en) JSR 201).
  • Énumérations — le mot-clé enum permet de créer une liste ordonnée de valeurs sans type. Auparavant, ceci pouvait seulement être réalisé par des entiers constants (Spécifié dans JSR 201).
  • Varargs — la syntaxe Object … utilisée dans une déclaration de méthode permet de spécifier un nombre variable d’arguments pour cette méthode. C’est un fonctionnement équivalent à la fonction « printf » en C.
  • Imports statiques — Cette fonctionnalité permet d’utiliser les constantes d’une classe sans spécifier le nom de cette classe et sans passer par « l’anti-pattern Constant Interface » (c’est l’expression utilisée sur le site de Sun).
  • Extension du for pour les boucles — la syntaxe du for est étendue avec une syntaxe spéciale pour itérer sur n’importe quel objet itérable comme un tableau, ou une collection en utilisant la syntaxe :

              void displayWidgets (Iterable<Widget> widgets) {                  for (Widget w: widgets) {                      w.display();                  }              }      

cet exemple parcourt le contenu de l’objet widgets de la classe Iterable et contenant uniquement des références vers des objets de la classe Widget, assignant chacun de ces éléments à la variable w et ensuite appelle la méthode display() sur l’élément w (spécifié dans JSR 201).

• Java SE 6 (11 décembre 2006 - 3 777 classes et interfaces) — Nom de code Mustang. Une version bêta est sortie le 15 février 2006, une autre bêta en juin 2006, une version « release candidate » en novembre 2006, et la version finale le 12 décembre 2006. Avec cette version, Sun remplace le nom J2SE par Java SE et supprime le .0 au numéro de version.

• Java SE 7 — Nom de code Dolphin. Une des nouveautés majeures de cette version sera l’ajout des closures (en cours de spécifications). Il s’agira de la première version sous la licence GPL.

En plus des changements au niveau du langage, des changements plus importants ont eu lieu au fil des années qui ont conduit des quelques centaines de classes dans le JDK 1.0 à plus de 3 000 dans J2SE 5.0. Des API entières, comme Swing ou Java2D ont été ajoutées et beaucoup de méthodes de l’original JDK 1.0 ont été déclarées deprecated (c’est-à-dire obsolètes et pouvant être supprimées à tout moment).