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Java Standard: Erste Schritte


Hier kommen wir direkt zu unserem ersten Programm. Wir werden ein Programm schreiben, das auf der Eingabeaufforderung (oder Konsole, wenn Sie Linux verwenden sowie Terminal unter Mac) eine Textmeldung ausgibt und sich danach einfach wieder beendet.

Die Eingabeaufforderung - auch als DOS-Fenster bekannt - erreichen Sie unter Windows indem Sie Start → Ausführen anwählen und dort cmd eingeben (Windows NT, 2000, XP, 8, 8.1) bzw. command unter Windows 95, 98, ME bzw. Win32 (Windows 3.11).
In Windows 8 und 8.1 drücken sie die Start-Taste um das Metro-Menü aufzurufen und geben einfach cmd ein und drücken Return bzw. wählen Sie das Programm cmd aus den Suchergebnissen aus.

Unter Linux können Sie über das Menü die Konsole auswählen oder mit ALT + Funktionstasten zu einer freien Konsole wechseln.

Unter Mac OSX 10.4 (Tiger) gehen Sie in den Ordner Programme und danach auf den Ordner Dienstprogramme, dort finden Sie das Terminal.app. In Mac OSX (10.5-10.10) finden sie das Programm "Terminal.app" im Finder->Programme->Dienstprogramme.

Hello Java World!

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Jetzt starten Sie bitte Ihren Editor oder Ihre IDE. Dort geben Sie das folgende Programm ein. Achten Sie dabei genau auf die Groß- und Kleinschreibung! Alternativ können Sie das Programm auch einfach aus dieser Webseite kopieren und in den Editor einfügen, so sind Sie ein paar Sekunden schneller und müssen sich nicht um die Groß-/Kleinschreibung kümmern.

Machen Sie sich jetzt noch keine Gedanken darüber, was die einzelnen Befehle zu bedeuten haben, die Erklärung folgt ein wenig weiter unten. 

public class HelloWorld {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println("Hello Java World");
          System.exit(0);
      }
}

Speichern Sie das Programm jetzt in einem Verzeichnis Ihrer Wahl unter dem Namen HelloWorld.java. Beachten Sie bitte genau auch hier die Groß- und Kleinschreibung des Dateinamens und ändern Sie den Namen nicht. Es muss unbedingt der Name sein, den Sie in der Programmzeile public class HelloWorld verwendet haben, ergänzt um die Dateinamensendung .java.

Gehen Sie jetzt in der Eingabeaufforderung in dieses Verzeichnis und übersetzen Sie das Programm mit folgendem Befehl: 

javac HelloWorld.java

Ein möglicher Fehler ist "error: cannot read: HelloWorld.java". Schreiben Sie dann einfach den Pfad davor (C:\Pfad\HelloWorld.java). Ein kurzer Pfad ist empfehlenswert. Wenn die Übersetzung fehlerfrei durchgelaufen ist, können Sie das Programm mit der folgenden Eingabe ausführen: 

java HelloWorld

Fallen Ihnen zwei kleine, aber wichtige Unterschiede bei den beiden Befehlen auf? Richtig:

  1. Im ersten Fall (zum Compilieren) wird das Programm javac (mit einem 'c' am Ende) verwendet. Im zweiten Fall (zum Ausführen) aber das Programm java (ohne 'c' am Ende).
  2. Beim Compilieren mit javac mussten Sie die Dateinamensendung .java mitangeben. Bei der Programmausführung mit java dürfen Sie diese Endung nicht mitangeben.

Falls eine Fehlermeldung wie 

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: HelloWorld

auftritt, müssen Sie nachschauen, ob der aktuelle Pfad auch im CLASSPATH enthalten ist. Wie das gemacht wird, ist weiter oben beschrieben. Ebenso sollten Sie genau prüfen, ob Sie der Java-Datei wie oben beschrieben den richtigen Namen gegeben haben, und ob Sie versehentlich die Endung des Dateinamens beim Aufruf von java angegeben haben.

Wenn das Programm fehlerfrei durchgelaufen ist, dann müsste auf der Konsole der folgende Text erscheinen: 

Hello Java World

Hello Java!

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An dieser Stelle haben Sie bereits Ihr erstes Java-Programm geschrieben und wollen nun wissen, was denn nun diese einzelnen Befehle und kryptischen Zeichen bedeuten. Wir gehen hier davon aus, dass Sie sich bereits mit der Objektorientierung beschäftigt haben und somit wissen was Klassen, Objekte (Instanzen), Methoden (Operationen) und Eigenschaften (Attribute) sind. Falls Sie dies noch nicht wissen sollten, folgen Sie doch einfach dem oberen Link, wo Sie sicher fündig werden.

Hier ist nochmals das Listing unseres Hello-World-Programms: 

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello Java World");
        System.exit(0);
    }
}

Wir haben die Zeilen durchnummeriert, um so die Bestandteile des Programms besser erklären zu können.

In der ersten Zeile definieren wir die Klasse "HelloWorld". Dabei ist zu beachten, dass die Klasse wie der Dateiname heißen muss, also in unserem Beispiel muss die Datei "HelloWorld.java" heißen. Jeder kann auf unsere Klasse zugreifen, deshalb ist sie auch "public". Man kann die Rechte von Klassen auch einschränken, aber dazu kommen wir später.

In Zeile zwei wird die Main-Methode definiert. Diese finden Sie bei jeder Java-Anwendung (Applikationen), nicht jedoch bei Applets, Servlets oder Midlets. Diese ist sozusagen das Herz jeder Java-Anwendung. Von dieser Methode ausgehend können Sie sich die komplette Funktionsweise eines Programms erschließen.

In der Zeile 3 geben wir unsere Meldung, bei uns "Hello Java World", aus, was nicht allzu viel zu sagen hat, aber der Zweck unseres Programms ist. Nebenbei bemerkt ist es sozusagen die "höhere Weihe" eines Programmierers in der Programmiersprache seiner Wahl ein "Hello World" auszugeben. Sie finden in fast jedem Tutorial zu irgendeiner Programmiersprache ein solches "Hello-World"-Programm.

Die vierte Zeile heißt, dass wir die Anwendung beenden wollen und zwar mit einem Rückgabewert von 0. Dies beendet auch gleichzeitig die Java Virtual Machine (JVM), sodass wir wieder auf der Eingabeaufforderung landen. Auch hierbei gilt, dass nur Java-Anwendungen mit diesem Befehl beendet werden. In der Eingabeaufforderung kann man diesen Wert auch auswerten, so dass man z.B. ein Java-Programm schreiben kann, das durch verschiedene Rückgabewerte den Ablauf eines Batch-Programmes oder Shellskripts steuern kann.

Pakete

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Java-Klassen und auch Schnittstellen (Interface) können und werden in so genannte Pakete (Packages) gruppiert. Ein Paket ist dabei einfach eine Sammlung von Klassen. Pakete werden in den geläufigen Betriebssystemen in Form von Verzeichnissen abgebildet. Klassen und Schnittstellen, welche in einem Paket liegen, beginnen dabei mit der package Anweisung, gefolgt von den Paketnamen und dem Semikolon. Zum Beispiel: 

 package org.wikibooks.de.java;

Üblicherweise gruppiert man thematisch verwandte Klassen in einem Paket.

Oft ist der Domainname des Autors Teil des Paketnamens, so dass ein Programmierer schnell die Herkunft des Pakets ermitteln und auf der zugehörigen Webseite weitere Informationen zu dem Paket finden kann. Hierbei wird zudem eine Eindeutigkeit der Pakete und somit der Java Klassen / Schnittstellen erreicht. Beispiel: org.apache.log4j → www.apache.org

Klassenbibliothek

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Java enthält eine sehr umfangreiche Klassenbibliothek. Es ist dringend zu empfehlen, bei der Installation des SDK auch die zugehörige Klassenbibliotheksdokumentation (API Documentation) herunterzuladen und lokal zu installieren, bzw. in die IDE zu integrieren.

Die beim SDK Standard Edition mitgelieferte Klassenbibliothek ist in Pakete (packages) eingeteilt. Es lohnt sich, sich im Laufe der Zeit zumindest einen Überblick über die vorhandenen Pakete und deren grundsätzliche Bedeutung zu verschaffen. Einige Pakete werden bei jeder Art von Java-Programmierung so häufig gebraucht, dass deren Inhalt früher oder später in Fleisch und Blut übergehen sollte.

Dabei ist es ist nicht unbedingt notwendig, jeden einzelnen Methodenparameter auswendig zu lernen (Ausnahme: Einige gerade im US-amerikanischen Raum beliebte Programmierer-Zertifizierungen fragen solches "Wissen" in ihren Zertifizierungstests ab). Methodenparameter kann man immer schnell in der API-Dokumentation nachschlagen, oder sie werden von modernen IDEs sogar direkt angezeigt. Eine grundsätzliche Vorstellung davon, was wo und wofür in der Klassenbibliothek zu finden ist, sollte man allerdings schon haben, um zügig arbeiten zu können und halbwegs effiziente Programme zu schreiben.

Zu Anfang lohnt es sich, einen Blick auf die Dokumentation der Klassen in den folgenden Paketen zu werfen:

Paket Inhalte
java.lang Basis-Klassen wie Object. Das Rückgrat der Sprache (lang = Language = Sprache)
java.io Einfache Ein- und Ausgabeklassen für Text- und Binärdaten, Dateizugriffe und Kodierung und Enkodierung von Daten.
java.util Sehr nützliche Hilfsklassen. Insbesondere finden sich hier die sog. Collection classes. Dies ist eine Sammlung von Klassen, die gängige Datenstrukturen zur Verknüpfung von Objekten bereitstellen. Dank dieser Klassen ist es für einen Java-Programmierer in den allermeisten Fällen unnötig z.B. selber Listen, Mengen oder eine Hashtable zu implementieren.
Je nachdem, welche Art von Programmen man entwickeln möchte, sollte ein Blick in folgende Pakete folgen:
java.net Basisklassen für Netzwerkkommunikation.
java.awt
javax.swing		 Klassen zur Programmierung grafischer Benutzeroberflächen
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