Java (plateforme logicielle)

L' environnement d'exécution Java (JRE) d'Oracle est une distribution logicielle gratuite contenant une JVM autonome (HotSpot) , la bibliothèque standard Java ( JCL ), un outil de configuration et, jusqu'à son abandon dans le JDK 9, un module complémentaire pour navigateur. C'est l'environnement Java le plus couramment installé sur les ordinateurs personnels , portables et de bureau . Les téléphones mobiles, y compris les téléphones classiques et les premiers smartphones équipés d'une JVM, intègrent généralement une JVM conçue pour exécuter des applications ciblant la Micro Edition de la plateforme Java. En revanche, la plupart des smartphones, tablettes et autres ordinateurs de poche modernes exécutant des applications Java le font généralement via le système d'exploitation Android , qui inclut une machine virtuelle open source incompatible avec la spécification JVM. (En revanche, les outils de développement Android de Google utilisent des programmes Java en entrée et génèrent du bytecode Dalvik en sortie, format d'entrée natif de la machine virtuelle sur les appareils Android.) La dernière version critique de JRE avec un accord Oracle BCL était la 8u201 et la dernière version corrective avec la même licence était la 8u202. La dernière implémentation Oracle de JRE, quel que soit son système de licence, était la 9.0.4. Depuis Java Platform SE 9, la plateforme est également organisée en modules . Cette modularisation permet aux développeurs de regrouper leurs applications avec tous les modules utilisés, au lieu de dépendre uniquement de la présence d'une implémentation Java SE compatible sur l'appareil de l'utilisateur.

Java a vu le jour en décembre 1990 comme projet interne chez Sun Microsystems , offrant une alternative aux langages de programmation C++ et C. L'ingénieur interfaces de programmation (API) et des outils C++ et C de Sun, ainsi que par la gestion du projet NeWS au sein de l'entreprise. Naughton informa Scott McNealy de son intention de quitter Sun pour rejoindre NeXT ; McNealy lui demanda alors de se prendre pour Dieu et de lui envoyer un courriel expliquant comment redresser la situation. Naughton envisageait la création d'une petite équipe capable de travailler en toute autonomie, affranchie de la bureaucratie qui paralysait les autres projets de Sun. McNealy transmit le message à d'autres personnes importantes chez Sun, et le projet Stealth fut lancé.

Le projet Stealth fut rapidement rebaptisé Green Project , et James Gosling et Mike Sheridan rejoignirent Naughton. Avec d'autres ingénieurs, ils commencèrent à travailler dans un petit bureau sur Sand Hill Road à Menlo Park, en Californie . Leur objectif était de développer une nouvelle technologie pour la programmation des appareils intelligents de nouvelle génération, dont Sun prévoyait qu'elle offrirait d'importantes opportunités.

L'équipe avait initialement envisagé d'utiliser le C++, mais l'a écarté pour plusieurs raisons. Développant un système embarqué aux ressources limitées, elle a estimé que le C++ était trop gourmand en mémoire et que sa complexité engendrait des erreurs de développement. L'absence de ramasse-miettes impliquait une gestion manuelle de la mémoire système, une tâche complexe et sujette aux erreurs. L'équipe s'inquiétait également du manque de fonctionnalités portables du C++ pour la sécurité, la programmation distribuée et le multithreading . Enfin, elle souhaitait une plateforme facilement portable sur tous types d'appareils.

Bill Joy avait imaginé un nouveau langage combinant Mesa et C. Dans un article intitulé Further , il proposa à Sun que ses ingénieurs développent un environnement orienté objet basé sur C++. Initialement, Gosling tenta de modifier et d'étendre C++ (un développement proposé qu'il appelait « C++ ++ -- »), mais il abandonna rapidement cette idée au profit de la création d'un nouveau langage, qu'il nomma Oak , d'après l'arbre qui se dressait juste devant son bureau.

À l'été 1992, l'équipe a pu présenter des éléments de la nouvelle plateforme, notamment le système d'exploitation Green OS , le langage Oak, les bibliothèques et le matériel. Leur première démonstration, le 3 septembre 1992, était consacrée à la création d'un assistant numérique personnel (PDA) nommé Palo Alto, en Californie . L'équipe de Firstperson souhaitait concevoir des appareils hautement interactifs et, lorsque Time Warner lança un appel d'offres pour un décodeur , Firstperson réorienta sa stratégie et proposa une plateforme de décodeur. Cependant, le secteur du câble estima que leur plateforme offrait trop de contrôle à l'utilisateur, et Firstperson perdit l'appel d'offres au profit de SGI . Un autre accord avec The 3DO Company pour un décodeur n'aboutit pas non plus. Incapable de susciter l'intérêt du secteur de la télévision, l'entreprise fut réintégrée au sein de Sun.

Java rencontre le Web

En juin et juillet 1994 , après trois jours de réflexion intense avec John Gage (directeur scientifique de Sun), Gosling, Joy, Naughton, Wayne Rosing et Eric Schmidt , l'équipe a réorienté la plateforme vers le Web . Ils étaient convaincus qu'avec l'avènement de navigateurs graphiques comme Mosaic, Internet pourrait devenir le même média hautement interactif qu'ils avaient imaginé pour la télévision par câble. À titre de prototype, Naughton a développé un petit navigateur, WebRunner (nommé d'après le film Blade Runner ), rebaptisé HotJava en 1995.

Sun a renommé le langage Oak en Java après qu'une recherche de marque ait révélé qu'Oak Technology utilisait le nom Oak . Sun a vendu les licences Java à un prix inférieur à leur coût afin de gagner des parts de marché. Bien que Java 1.0a ait été disponible au téléchargement dès 1994, la première version publique de Java, Java 1.0a2 avec le navigateur HotJava, a été publiée le 23 mai 1995, comme annoncé par Gage lors de la conférence SunWorld. Parallèlement à cette annonce, Marc Andreessen , vice-président exécutif de Netscape Communications Corporation , a annoncé de manière inattendue que les navigateurs Netscape prendraient en charge Java. Le 9 janvier 1996, Sun Microsystems a créé le groupe JavaSoft pour développer cette technologie.

Bien que les applets Java pour navigateurs Web ne soient plus l'utilisation la plus populaire de Java (qui est par exemple davantage utilisé côté serveur) ni la manière la plus populaire d'exécuter du code côté client (JavaScript est devenu plus populaire), il est toujours possible d'exécuter du Java (ou d'autres langages JVM tels que Kotlin) dans les navigateurs Web, même après l'abandon du support JVM, en utilisant par exemple TeaVM .

La mascotte de Java s'appelle Duke.

Lorsque Sun a annoncé que Java SE et Java ME seraient publiés sous une licence de logiciel libre (la licence publique générale GNU ), l'entreprise a simultanément publié les graphismes de Duke sous la licence libre BSD . Un nouveau personnage de Duke est créé chaque année. Par exemple, en juillet 2011, « Future Tech Duke » arborait un nez plus imposant, un jetpack et des ailes bleues.

Le code source des implémentations Java de Sun (c’est-à-dire l’implémentation de référence de facto) est disponible depuis un certain temps, mais jusqu’à récemment, les termes de la licence restreignaient fortement son utilisation sans la signature (et généralement le paiement) d’un contrat avec Sun. De ce fait, ces termes ne répondaient pas aux exigences de l’ Open Source Initiative ni de la Free Software Foundation pour être considérés comme logiciels libres ou open source, et Sun Java était donc une plateforme propriétaire.

Bien que plusieurs projets tiers (comme GNU Classpath et Apache Harmony ) aient créé des implémentations Java partielles libres , la taille importante des bibliothèques Sun, combinée à l'utilisation de méthodes de développement en environnement contrôlé, impliquait que leurs implémentations (le compilateur et la machine virtuelle étant relativement petits et bien définis) étaient incomplètes et non entièrement compatibles. Ces implémentations étaient également généralement beaucoup moins optimisées que celles de Sun.

Sun a annoncé lors de JavaOne 2006 que Java deviendrait un logiciel libre et open source , et le 25 octobre 2006, lors de la conférence Oracle OpenWorld, Jonathan I. Schwartz a déclaré que la société était sur le point d'annoncer la publication de la plateforme Java de base en tant que logiciel libre et open source dans un délai de 30 à 60 jours.

Le 13 novembre 2006, Sun a publié la machine virtuelle et le compilateur Java HotSpot en tant que logiciel libre sous licence publique générale GNU (GPL) , promettant que le reste du JDK (y compris le JRE) serait placé sous GPL d'ici mars 2007 (« à l'exception de quelques composants que Sun n'est pas autorisé à publier sous forme de code source distribuable sous GPL »). Selon Richard Stallman , cela signifierait la fin du « piège de Java ». Mark Shuttleworth a qualifié l'annonce initiale de « véritable étape importante pour la communauté du logiciel libre ».

Sun a publié le code source de la bibliothèque de classes sous licence GPL le 8 mai 2007, à l'exception de certaines parties limitées dont Sun avait acquis la licence auprès de tiers qui ne souhaitaient pas que leur code soit diffusé sous une licence de logiciel libre et open source. Certaines de ces parties, essentielles à la plateforme, comme le rendu des polices et la rastérisation 2D, ont été ultérieurement publiées en open source par Sun (voir la bibliothèque de classes OpenJDK ).

L'objectif de Sun était de remplacer les parties propriétaires et à code source fermé par des implémentations alternatives et de rendre la bibliothèque de classes entièrement libre et open source. Entre-temps, un projet tiers nommé IcedTea a créé un JDK entièrement gratuit et très convivial en remplaçant le code propriétaire par des stubs ou du code issu de GNU Classpath . Cependant, OpenJDK est depuis devenu compilable sans les parties propriétaires (à partir d'OpenJDK 6 b10 ) et est devenu l'environnement d'exécution par défaut pour la plupart des distributions Linux.

En juin 2008, il a été annoncé qu'IcedTea 6 (en tant que version packagée d'OpenJDK sur Fedora 9 ) avait passé les tests du kit de compatibilité technologique et pouvait prétendre être une implémentation Java 6 entièrement compatible.

Étant donné qu'OpenJDK est sous la GPL, il est possible de redistribuer une version personnalisée du JRE directement avec les applications logicielles, plutôt que d'exiger de l'utilisateur final (ou de son administrateur système) qu'il télécharge et installe la version correcte du JRE propriétaire d'Oracle sur chacun de ses systèmes.

Java ne possède pas de types entiers non signés natifs . Les données non signées sont souvent générées par des programmes écrits en C , et l'absence de ces types empêche l'échange direct de données entre C et Java. Les grands nombres non signés sont également utilisés dans de nombreux domaines du traitement numérique, notamment en cryptographie, ce qui peut rendre Java moins pratique pour ces tâches. Bien qu'il soit possible de contourner partiellement ce problème grâce à du code de conversion et à l'utilisation de types de données plus grands, la manipulation des données non signées en Java s'en trouve complexifiée. Alors qu'un entier signé 32 bits peut être utilisé relativement facilement pour stocker une valeur non signée 16 bits, une valeur non signée 32 bits nécessiterait un entier signé 64 bits. De plus, une valeur non signée 64 bits ne peut être stockée dans aucun type entier en Java, car aucun type supérieur à 64 bits n'existe dans ce langage. Si l'on utilise des fonctions pour l'abstraction, les appels de fonctions deviennent nécessaires pour de nombreuses opérations natives d'autres langages. Il est également possible d'utiliser les entiers signés de Java pour émuler des entiers non signés de même taille, mais cela nécessite une connaissance approfondie des opérations bit à bit complexes.

L'arithmétique à virgule flottante de Java est largement basée sur la norme IEEE 754 ( Norme pour l'arithmétique binaire à virgule flottante ), mais certaines fonctionnalités ne sont pas prises en charge, même avec le strictfpmodificateur approprié, telles que les indicateurs d'exception et les arrondis dirigés – des capacités pourtant imposées par la norme IEEE 754. De plus, les types à virgule flottante à précision étendue autorisés par la norme 754 et présents dans de nombreux processeurs ne sont pas autorisés en Java. Les tests de performance indiquaient généralement que Java était environ 50 % plus lent que le C (un langage compilé en code natif).

Les performances de Java se sont considérablement améliorées depuis les premières versions. Dans certains tests optimisés, les performances des compilateurs JIT par rapport aux compilateurs natifs se sont révélées assez similaires.

Le bytecode Java peut être interprété à l'exécution par une machine virtuelle, ou compilé au chargement ou à l'exécution en code natif s'exécutant directement sur le matériel. L'interprétation est plus lente que l'exécution native, et la compilation au chargement ou à l'exécution engendre une perte de performance initiale. Les implémentations JVM modernes et performantes privilégient la compilation ; après le temps de démarrage initial, leurs performances sont donc équivalentes à celles du code natif.

L'environnement d'exécution Java distribué par Oracle a pour habitude d'installer par défaut des logiciels sponsorisés lors de l'installation et des mises à jour mensuelles. Parmi ces logiciels figurent la barre d'outils Ask.com , qui redirige les recherches du navigateur vers des publicités, et McAfee Security Scan Plus. Il est possible de bloquer ces offres via un paramètre du panneau de configuration Java, bien que celui-ci ne soit pas évident. Ce paramètre se trouve dans l'onglet « Avancé », sous la rubrique « Divers », où l'option permet de désactiver les « offres des sponsors ».

Java n'a pas encore publié de système de mise à jour automatique qui ne nécessite pas l'intervention de l'utilisateur ni de droits d'administrateur , contrairement à Google Chrome et à Flash Player.