O Que É a Linguagem de Programação Java? Um Guia Simples do "Escreva Uma Vez, Rode em Qualquer Lugar"

O Java é uma das linguagens de programação mais bem-sucedidas da história. Ele roda uma grande parte dos apps de Android, a versão original do Minecraft, os sistemas por trás de bancos e lojas on-line e até chips minúsculos dentro de chips de celular e cartões de banco. Durante anos, o instalador do Java se gabava de que ele rodava em bilhões de aparelhos.

Ele foi criado na Sun Microsystems e lançado em 1995 e, mais de 30 anos depois, continua sendo uma das linguagens mais usadas do mundo. Este artigo explica, em linguagem simples, o que é o Java, a ideia esperta que o deixou famoso e por que ele é (muito) diferente do JavaScript.

De um carvalho a uma xícara de café

Em 1991, uma pequena equipe da Sun Microsystems liderada por James Gosling começou a trabalhar em software para aparelhos eletrônicos, como decodificadores de TV. Os aparelhos da época usavam muitos tipos diferentes de chips, e reescrever o software para cada um era um sofrimento. A equipe queria uma única linguagem que rodasse em todos eles.

Gosling primeiro chamou a linguagem de Oak ("carvalho", em inglês), por causa de um carvalho em frente à janela do escritório dele. O nome já pertencia a outra empresa, então a equipe fez uma lista de opções e escolheu Java, uma gíria em inglês para café (por causa do café plantado na ilha de Java, na Indonésia). É por isso que o logotipo do Java é uma xícara de café fumegante.

O plano dos aparelhos não decolou, mas a hora era perfeita para outra coisa: a World Wide Web estava explodindo, e a web precisava justamente do que o Java oferecia: programas que rodassem em qualquer computador.

A grande ideia: escreva uma vez, rode em qualquer lugar

A maioria dos programas é traduzida para o código de máquina de um tipo específico de computador. Um programa feito para Windows não roda simplesmente num Mac. O Java seguiu outro caminho:

1. O compilador Java traduz o seu código para bytecode: instruções universais que não estão presas a nenhum computador em particular.
2. Cada computador tem uma Máquina Virtual Java (JVM), um programa que lê o bytecode e o executa, traduzindo as partes mais usadas para código de máquina rápido na hora.

Pense num DVD. O filme fica gravado num formato padrão, e qualquer aparelho de DVD, de qualquer marca, consegue tocá-lo. O bytecode do Java é o DVD, e a JVM é o aparelho. A Sun transformou isso num slogan famoso: "Write once, run anywhere" ("escreva uma vez, rode em qualquer lugar").

Como é o Java

Este é o primeiro programa clássico em Java:

1public class HelloWorld {
2    public static void main(String[] args) {
3        System.out.println("Hello, world!");
4    }
5}

Ele é mais comprido do que em algumas linguagens. No Java, todo pedaço de código mora dentro de uma classe, e o programa começa num método chamado main. O System.out.println escreve uma linha de texto. (As versões recentes do Java deixam os iniciantes pularem parte dessa cerimônia, mas você vai ver essa forma clássica em todo lugar.)

O Java é orientado a objetos: você descreve um tipo de coisa como uma classe, uma planta, e depois cria objetos a partir dela. Veja um carrinho:

1public class CarroDemo {
2    public static void main(String[] args) {
3        Carro meuCarro = new Carro("vermelho");
4        meuCarro.acelerar();
5        meuCarro.acelerar();
6        System.out.println("O meu carro " + meuCarro.getCor() + " anda a " + meuCarro.getVelocidade() + " km/h");
7    }
8}
9
10class Carro {
11    private final String cor;
12    private int velocidade = 0;
13
14    Carro(String cor) { this.cor = cor; }
15
16    void acelerar() { velocidade += 10; }
17    void frear() { velocidade = 0; }
18
19    String getCor() { return cor; }
20    int getVelocidade() { return velocidade; }
21}

Quando roda, ele mostra: O meu carro vermelho anda a 20 km/h.

Repare na palavra private (privado): a velocidade do carro só pode ser mudada pelo próprio carro, por meio de acelerar e frear. Proteger os dados de cada objeto assim é um hábito central do Java, e é um dos motivos pelos quais equipes grandes conseguem trabalhar em programas Java enormes sem pisar no pé umas das outras.

Memória que se cuida sozinha

Assim como o C#, o Java usa um coletor de lixo (garbage collector): uma faxina automática que libera a memória que o programa não usa mais. Quem programa nunca precisa devolver memória à mão, o que elimina toda uma família de travamentos e falhas de segurança comuns em C e C++. O Java foi uma das linguagens que popularizaram essa ideia nos anos 1990.

O Java também confere o seu trabalho o tempo todo. Se um programa tenta ler o item número 4 de uma lista que só tem 3 itens, o Java para com um erro claro, em vez de ler em silêncio o que estiver na memória.

Java não é JavaScript

Esta é a confusão mais comum de toda a programação. Apesar do nome, Java e JavaScript são linguagens completamente diferentes. Como os programadores gostam de dizer, Java está para JavaScript assim como carro está para carpete.

Então por que o nome parecido? Em 1995, o Java era a grande novidade da tecnologia. A empresa de navegadores Netscape tinha acabado de criar a sua própria linguagem para páginas web e deu a ela o nome de JavaScript como jogada de marketing, para pegar carona na fama do Java. A confusão dura até hoje.

Ele é rápido?

O Java tem uma fama antiga de ser lento, dos primeiros anos, na década de 1990. Hoje, a JVM é excelente em transformar o código mais usado em código de máquina rápido enquanto o programa roda. Cronometramos o mesmo programa simples, que conta os números primos abaixo de 2 milhões, em cinco linguagens:

O total do Java foi 0,70 segundo, mas cerca de 0,22 segundo disso foi só para iniciar a JVM (medimos isso separadamente com um programa "Hello, world!"). Depois de rodando, o Java fez as contas mais ou menos tão rápido quanto C, C# e JavaScript. O Python levou dezenas de vezes mais.

Esse custo de inicialização é uma troca real do Java: ele é ótimo para programas que ficam rodando por muito tempo, como servidores que ficam no ar por semanas, e menos ideal para programinhas que abrem e fecham num instante.

Onde o Java é usado

• Android: quando o Android foi lançado, em 2008, os apps eram escritos em Java. Hoje o Google recomenda o Kotlin para apps novos, mas o Kotlin roda sobre a mesma base, e uma quantidade enorme de código Android ainda é Java.
• Minecraft: a versão original do Minecraft, um dos videogames mais vendidos de todos os tempos, foi escrita em Java, e o Minecraft: Java Edition existe até hoje (e é a versão famosa pelos mods).
• Grandes serviços on-line: empresas como Netflix e LinkedIn rodam muitos dos seus serviços de bastidores em Java.
• Bancos, seguradoras e lojas: o Java é um dos favoritos para sistemas de empresas grandes e duradouros, que precisam ser confiáveis por décadas.
• Big data: ferramentas populares para mover e buscar quantidades enormes de dados, como Kafka, Hadoop e Elasticsearch, são feitas em Java.
• Cartões inteligentes: uma versão minúscula chamada Java Card roda nos chips de muitos cartões SIM de celular e cartões de banco.

Uma máquina, muitas linguagens

A JVM ficou tão boa que outras linguagens passaram a usá-la também. Qualquer linguagem que vire bytecode Java pode rodar na JVM e usar a enorme coleção de bibliotecas prontas do Java:

O Kotlin, criado pela empresa JetBrains, é o mais conhecido: o Google o tornou uma linguagem oficial do Android em 2017. Kotlin e Java podem até ser misturados no mesmo projeto.

Uma breve história

Alguns marcos que vale conhecer:

• 2006–2007: a Sun liberou o Java como código aberto (o projeto OpenJDK), então qualquer pessoa pode usá-lo e melhorá-lo de graça.
• 2010: a Oracle comprou a Sun Microsystems e cuida do Java desde então.
• 2014: o Java 8 trouxe os lambdas e os streams, um jeito mais moderno de trabalhar com listas de dados. Por exemplo, "desta lista de pessoas, me dê os nomes dos adultos, em ordem":

1String adultos = pessoas.stream()
2    .filter(pessoa -> pessoa.idade() >= 18)
3    .map(Pessoa::nome)
4    .sorted()
5    .collect(Collectors.joining(", "));

Com Maria (34), Ana (17), Pedro (25) e Lucas (15) na lista, isso dá Maria, Pedro.

• Desde 2018: sai uma versão nova do Java a cada seis meses e, a cada dois anos, uma delas é uma versão de suporte de longo prazo (LTS), em que as empresas podem confiar por muitos anos. O Java 21 (2023) e o Java 25 (2025) são versões LTS.

Os pontos fracos

• Ele é prolixo. O Java muitas vezes precisa de mais linhas que linguagens mais novas para dizer a mesma coisa. Os programadores chamam esse código extra de boilerplate ("código repetitivo"). As versões recentes enxugaram muito disso, e o Kotlin foi criado em parte para resolver isso.
• Tempo de inicialização e memória. A JVM leva um instante para iniciar e usa mais memória que um programa em C, o que pesa em ferramentas pequenas e aparelhos minúsculos.
• Popular quer dizer visado. Como o Java roda tanta coisa no mundo, uma falha numa biblioteca Java muito usada pode ter consequências enormes. No fim de 2021, uma vulnerabilidade apelidada de Log4Shell, numa biblioteca popular de registro (logging) do Java chamada Log4j, fez empresas do mundo todo correrem para corrigir os seus sistemas.
• Confusão de licenças. As versões do Java da própria Oracle tiveram termos de licença que mudaram ao longo dos anos, mas versões gratuitas e de código aberto do Java (baseadas no OpenJDK) são oferecidas por várias organizações.

Vale a pena aprender Java?

• Bons motivos: você quer criar apps de Android, trabalhar nos bastidores de grandes sites ou conseguir emprego num banco ou numa grande empresa; quem sabe Java é procurado há décadas. Ele também é uma primeira linguagem comum nas universidades, porque a sua rigidez ensina bons hábitos.
• Bom saber: o Java é gratuito para baixar e usar. Editores gratuitos populares incluem o IntelliJ IDEA Community Edition, o Eclipse e o Visual Studio Code.

Um pequeno glossário

• Java: uma linguagem de programação criada na Sun Microsystems e lançada em 1995.
• Bytecode: instruções universais para as quais o código Java é compilado, guardadas em arquivos .class.
• JVM (Máquina Virtual Java): o programa que roda o bytecode em cada aparelho.
• JDK (Java Development Kit): o kit gratuito para programar em Java, que inclui o compilador javac.
• Escreva uma vez, rode em qualquer lugar: a promessa do Java de que o mesmo bytecode roda em qualquer computador com uma JVM.
• Classe / objeto: uma planta, e uma coisa construída a partir dela.
• Coletor de lixo: uma faxina automática que libera a memória que nada mais usa.
• Boilerplate: código repetitivo que precisa ser escrito, mas acrescenta pouco significado.
• Lambda / stream: as ferramentas modernas do Java para trabalhar com listas de dados passo a passo.
• LTS (suporte de longo prazo): uma versão que recebe correções e atualizações por muitos anos.
• OpenJDK: o projeto gratuito e de código aberto que desenvolve o Java.
• Kotlin: uma linguagem mais nova que roda na JVM, hoje a preferida do Google para Android.

Concluindo

O Java começou como uma linguagem para decodificadores de TV, ganhou um nome com gosto de café e virou um dos pilares da computação moderna. A sua grande ideia, escreva uma vez, rode em qualquer lugar, funciona compilando o código para um bytecode universal que uma Máquina Virtual Java executa em cada aparelho, como um DVD em qualquer aparelho de DVD. Junte a isso a limpeza automática da memória e verificações rigorosas de segurança, e você tem uma linguagem em que grandes empresas confiam há três décadas.

Então, da próxima vez que você abrir um app de Android, pagar com cartão ou ver alguém construindo um castelo no Minecraft, há uma boa chance de ter um Java passando nos bastidores. E lembre-se: ele não é JavaScript.