Introdução à Programação Java

Java é uma linguagem de programação de uso geral, tipagem estática e orientada a objetos, projetada para portabilidade. Os programas são compilados em bytecode que é executado na Java Virtual Machine (JVM), de modo que o mesmo arquivo .class pode rodar no Windows, macOS, Linux ou em qualquer outro sistema que tenha uma JVM compatível instalada. Essa portabilidade — expressa no slogan original "write once, run anywhere" — continua sendo a característica definidora da linguagem.

Este capítulo apresenta a linguagem, a plataforma e as partes do ecossistema Java que você encontrará no restante do livro.

O que é Java

Java foi lançado pela Sun Microsystems em 1995 e atualmente é mantido pela Oracle. Ele herda a sintaxe de C e C++, mas substitui o gerenciamento manual de memória por um coletor de lixo automático, e elimina recursos (como aritmética de ponteiros e herança múltipla de classes) que frequentemente causam bugs em linguagens de mais baixo nível. O resultado é uma linguagem fácil de aprender, difícil de travar e adequada para aplicações de longa duração mantidas por grandes equipes.

Características principais que você perceberá ao longo deste livro:

• Tipagem estática. Cada variável tem um tipo conhecido em tempo de compilação, de modo que o compilador detecta muitos erros antes que o programa seja executado.
• Orientada a objetos. O código é organizado em classes que agrupam dados com os métodos que os manipulam.
• Portável. O código-fonte é compilado em bytecode neutro de plataforma, executado por qualquer JVM.
• Gerenciamento de memória. O coletor de lixo recupera objetos que não são mais referenciados.
• Multi-thread. Threads, locks e utilitários modernos de concorrência fazem parte da biblioteca padrão.
• Compatível com versões anteriores. Programas escritos para versões mais antigas do Java quase sempre funcionam sem alterações em versões mais novas.

Onde Java é utilizado

Como a JVM roda em quase todos os servidores e plataformas desktop, Java se expandiu para praticamente todos os cantos do desenvolvimento de software:

• Aplicações do lado do servidor — a maioria dos backends de e-commerce, bancos e empresas usa Java (frequentemente com Spring, Jakarta EE ou Quarkus).
• Aplicativos Android — a biblioteca padrão do Android é em grande parte uma API Java, mesmo quando os apps são escritos em Kotlin.
• Big data e streaming — Hadoop, Spark, Kafka, Flink e Elasticsearch são escritos na JVM.
• Ferramentas e sistemas de build — Maven, Gradle, Jenkins e muitas ferramentas de CI rodam em Java.
• Embarcados e IoT — cartões inteligentes, terminais de ponto de venda e controladores industriais.

JDK, JRE e JVM

As três siglas confundem iniciantes mais do que qualquer outro aspecto do Java. Veja o que significa cada uma:

• JVM (Java Virtual Machine) — o runtime que carrega o bytecode e o executa. Cada sistema operacional possui sua própria JVM nativa.
• JRE (Java Runtime Environment) — a JVM empacotada com as bibliotecas de classes centrais necessárias para executar um programa Java. É o mínimo necessário para rodar código Java.
• JDK (Java Development Kit) — o JRE mais as ferramentas necessárias para compilar e depurar código Java: javac (compilador), jshell (REPL), javadoc (documentação) e outros.

Para escrever Java, você instala o JDK; o JRE já vem embutido nele, portanto não é necessário instalá-los separadamente. O JDK da Oracle é apenas uma opção — OpenJDK é a implementação de referência gratuita e de código aberto, e distribuições como Eclipse Temurin, Amazon Corretto e Azul Zulu empacotam o mesmo OpenJDK com suporte de longo prazo próprio. Qualquer uma delas executará o código deste livro; escolha uma e siga em frente.

Você configurará isso passo a passo em Java Install e Java Environment Setup.

Uma primeira visão de um programa Java

Você escreverá um Hello World completo em Java Hello World Program. Por ora, veja como é um programa Java mínimo — o mesmo código, compilado e executado no servidor:

Algumas coisas a observar sem se preocupar com cada detalhe ainda:

• Todo programa vive dentro de uma classe (aqui, Hello).
• A execução começa em um método chamado main com a assinatura public static void main(String[] args).
• As instruções terminam com ponto e vírgula, e os blocos são delimitados por chaves { ... }.
• System.out.println escreve uma linha na saída padrão.

Versões do Java e o ciclo de lançamentos

Desde o Java 9 (2017), uma nova versão principal é lançada a cada seis meses, com uma versão Long-Term Support (LTS) a cada dois anos. As versões LTS atuais que você provavelmente encontrará no trabalho são Java 17 e Java 21. Este livro foi escrito com base no Java 21 e menciona versões anteriores somente quando a diferença é relevante.

O que este livro aborda

Os capítulos a seguir guiam você desde uma instalação nova do JDK até a linguagem moderna: fundamentos de sintaxe, controle de fluxo, programação orientada a objetos, o framework de coleções, exceções, generics, lambdas e streams, I/O, concorrência, JDBC, módulos e recursos mais recentes como records, tipos selados, pattern matching e threads virtuais. A barra lateral agrupa os capítulos em 28 partes — leia-os em ordem para um caminho guiado, ou vá diretamente ao que precisar.

Prática