Java (Technik)

Java-Technik (englisch Java Technology) ist eine hauptsächlich von Sun Microsystems entwickelte Sammlung von Spezifikationen, die einerseits die Programmiersprache Java und andererseits verschiedene Laufzeitumgebungen für Computerprogramme definieren. Diese Computerprogramme werden meistens in Java geschrieben.

Die Java-Technik besteht aus den folgenden Komponenten:

• Programmiersprache Java
• Java-Plattform, die Ablaufumgebung, um Java-Programme zu nutzen:
• Java Platform, Standard Edition
• Java Platform, Enterprise Edition
• Java Platform, Micro Edition
• Java Card

Geschichte

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 (engl. oak), die vor dem Fenster von James Gosling stand. Der Name musste jedoch aufgrund rechtlicher Probleme (es gab bereits eine Software dieses Namens) 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 Technologiedemonstration einer Touchscreen-basierten Gerätesteuerung mit animierter Benutzeroberfläche (GUI) hatte den Namen *7 (StarSeven).

Nach der Vorführung von StarSeven, mit dem zahlreiche Geräte interaktiv gesteuert werden konnten, wurden Unternehmen aus der Kabelfernseh-Branche aufmerksam und aus dem Hinterzimmer-Projekt „The Green Project“ entstand die Firma „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 die junge Firma 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 also ein um Java erweiterter Browser geschaffen – der „WebRunner“ (nach dem Film „Blade Runner“). Später wurde aus „WebRunner“ dann der offiziell bekannte HotJava-Browser.

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. Ort und Zeit: 4 Uhr morgens in einem Zimmer des Sheraton-Palace-Hotels in der Nähe des Convention-Centers.

Der Name Java

Der Name für die neue Technologie 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 Technologie gefunden. Auch der Name „Java Beans“ leitet sich aus dieser Begebenheit ab.

Versionen

Version 1

Die 1996 erschienene Java-Version 1.0 enthielt noch eine überschaubare Menge von Standardpaketen, die in späteren Versionen schnell anwuchs:

• java.lang: elementare Klassen, z. B. Object und System
• java.io: Ein- und Ausgabe
• java.util: z. B. Datenstrukturen und eine Datumsklasse
• java.net: einfache TCP/IP-Klassen
• java.awt: grundlegende Klassen für grafische Benutzeroberflächen
• java.applet: eine Klasse für die bekannten Applets.

Obwohl diese neue Sprache primär zum Entwickeln von Applets gedacht war, bot sie schon in der ersten Version Möglichkeiten, die weit darüber hinaus reichten.

Version 1.1

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:

• Klassen für die Internationalisierung (so genannte „Ressourcenbündel“)
• Java-Komponenten, die Java Beans
• das Dateiformat JAR für die Paketierung ganzer Bibliotheken oder Anwendungen als Java-Archive
• Klassen für numerisches Rechnen (BigInteger und BigDecimal)
• ein Protokoll für verteilte Programme, die Remote Method Invocation (RMI)
• Objektserialisierung für die persistente (d. h. dauerhafte) Speicherung von Objekten, z. B. in Dateien
• JDBC für den Zugriff auf relationale Datenbanken
• Sicherheitsfunktionen, z. B. zum Signieren von JAR-Dateien und Applets

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.

Version 1.2

Java 2 (JDK 1.2) erschien im Jahr 1998. 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, womit die Ausführung von Java-Programmen deutlich beschleunigt werden konnte. (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:

• neue Schnittstellen und Implementierungen für Collections, also Datenstrukturen wie Listen, Mengen und Maps (Assoziativlisten)
• die Oberflächen-Bibliothek Swing
• neue Grafik-Funktionen (die Java 2D-API)
• Drag and Drop-Funktionalität
• verbesserte Audio-Funktionen
• eine CORBA-Schnittstelle
• schwache Referenzen – das sind solche Referenzen, die den Garbage-Collector nicht daran hindern, das referenzierte Objekt zu entfernen

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.

Version 1.3

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 die deutlich gesteigerte Performance.

Version 1.4

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

Version 5.0

Java 5.0 erschien am 30. September 2004 als Nachfolger der Version 1.4. Die neueste Methode zur Vergabe der Versionsnummern von Sun besagt, dass eine Java-Version nach außen 5.0, 6.0 etc. heißen soll (Produktnummer), wohingegen es parallel dazu eine Entwicklerversion gibt, die der bekannten, traditionellen Versionsnummerierung folgt (5.0-1.5, 6.0-1.6 etc.). Die „2“ z. B. aus J2EE wird somit ab Version 5.0 der Java Enterprise Edition verschwinden, womit diese Version dann JEE 5 heißt.

In der Version 5 gibt es umfangreiche Änderungen an der Sprache sowie weitere API-Erweiterungen:

• Generische Typen (Generics)
• Vereinfachte Syntax für die Iteration über Collections, Maps und Arrays
• Autoboxing/-unboxing (d. h. implizite Umwandlung von primitiven Datentypen in Objekte und zurück)
• Metadaten mit Hilfe von Annotationen
• Syntaktische Unterstützung für Aufzählungswerte („Enumerations“)
• Unterstützung für variable Argumentenlisten von Methoden
• Statischer Import von Klassen
• Erweiterte Look and Feels
• Hilfsklassen für nebenläufige Programmierung im neuen Paket java.util.concurrent
• kovariante Ergebnistypen bei Methoden

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.

Version 6

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 auf 1.6.0_10 brachte, nicht wie sonst üblich, ausschließlich Fehlerbeseitigungen, sondern diverse Änderungen der JVM, mit denen nicht bis zum Erscheinen von Java 7 gewartet werden sollte. Zu den wichtigsten Neuerungen, die im Vorfeld bereits gefordert wurden, gehörten unter anderem:

• ein „Next Generation Java Plugin“, das dem Website-Betreiber mehr Möglichkeiten über eingebundene Applets anbietet
• der für Webapplikationen gedachte Java Kernel, der bei Bedarf eine minimale JVM installiert und nur die nötigen Pakete herunterlädt und lokal speichert
• der Java Quick Starter mithilfe dessen die Startzeit von Java-Applikationen deutlich verringert wird was bis dahin einen der großen Kritikpunkte an Java darstellte

Eine vollständige Liste sowie detaillierte Beschreibungen sind der Ankündigung von SUN zum Update 10 zu entnehmen.

Codenamen

• Java 1.4.0 – Merlin
• Java 1.4.1 – Hopper
• Java 1.4.2 – Mantis
• Java 5 – Tiger
• JDK 6 – (früher bekannt als „Mustang“)
• JDK 7 – (früher bekannt als „Dolphin“)

Am 15. August 2006 wurde über das Blog des Javaentwicklers Ray Gans (Senior Program Manager bei Sun Microsystems) bekannt, dass Sun von nun an auf die Projektnamen verzichtet und nur noch Versionsnummern verwendet.

Lizenz

Am 13. November 2006 gab Sun bekannt, dass bis Ende des zweiten Quartals 2007 die komplette Java-Technologie unter den Lizenzbestimmungen der GPL Version 2 veröffentlicht werden soll. Am 8. Mai 2007 teilte man mit, dass dies für den Großteil der Technologie geschehen sei.

Ein Problem für Entwickler freier Software bestand bis November 2006 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 sind in diesen Fällen gezwungen, auf die JVM von Sun zurückzugreifen. In diesem Zusammenhang wurde auch von der „Java-Falle“ (Java Trap) 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).

 

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