Cara Membangun Lingkungan Pengembangan Java

Java adalah bahasa pemrograman komputer serba guna yang konkuren, berbasis kelas, dan berorientasi objek. Aplikasi Java yang telah dikompilasi ke dalam bytecode akan dapat berjalan diberbagai arsitektur komputer yang memiliki Java Virtual Machine (JVM). JVM, JRE, dan JDK adalah tiga platform yang bekerja secara dependent karena memiliki pengaturan yang berbeda pada tiap operating system. Namun, ketiga paltform Java tersebut adalah aplikasi yang independent.

Lingkungan Pengembangan Java

Ada tiga hal yang perlu diperhatikan dalam membangun setting pengembangan bahasa Java.

• JDK atau Java Development Kit. JDK ditujukan untuk pengembang perangkat lunak dan termasuk perangkat pengembangan seperti Java Compiler, Javadoc, Jar, dan debugger.
• JRE atau Java Runtime Environment. JRE mengandung bagian-bagian dari Java libraries untuk menjalankan program Java dan juga dimaksudkan untuk para end user. JRE juga bisa dipahami sebagai subset dari dari JDK.
• JVM atau Java Virtual Machine. JVM adalah sebuah mesin virtual yang tujuan khusunya untuk mempersiapkan runtime environment agar Java bytecode dapat dijalankan atau dieksekusi programnya. JVM sudah tersedia pada sebagian besar platform perangkat keras dan perangkat lunak.

Langkah setting pengembangan Java untuk Windows
Download JDK dan JRE pada situs Oracle.org secara GRATIS.

JDK adalah komponen platform kunci untuk membangun aplikasi Java. JDK merupakan jantung dari kompilator Java. Java Development Kit atau JDK adalah salah satu dari tiga paket core teknologi yang digunakan pada pemrograman Java, bersama dengan JVM atau Java Virtual Machine dan JRE atau Java Runtime Environment. Penting untuk dapat membedakan antara ketiga jenis teknologi tersebut bersamaan dengan pemahaman penggunaan dari ketiganya:

• JVM adalah komponen platform Java yang digunakan untuk mengeksekusi program.
• JRE adalah bagian pada memori Java yang digunakan untuk menciptakan JVM.
• JDK, adalah komponen yang memungkinkan pengembang untuk menciptakan program Java yang dapat dieksekusi dan dijalankan oleh JVM dan JRE.

Terkadang pengembang baru (newbie) yang baru mengenal pemrograman Java sering mengalami kebingungan antara Java Development Kit dan Java Runtime Environment. Perbedaannya, JDK adalah package dari perangkat yang digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak berbasis Java, sedangkan JRE adalah package dari perangkat yang digunakan untuk menjalankan kode Java.

JRE dapat digunakan sebagai komponen yang berdiri sendiri untuk menjalankan program Java, tetapi juga merupakan bagian dari JDK itu sendiri. JDK juga membutuhkan JRE karena menjalankan program Java juga berupakan bagian tugas pengembangannya.

Gambar 1 berikut memperlihatkan bagaimana JDK dihubungkan ke stream library pengembangan aplikasi Java.

Gambar 1 JDK dihubungkan ke stream library Java

Memulai menggunakan JDK

Melakukan setup Java pada lingkungan pengembangan adalah semudah men-download JDK dan menambahkannya ke dalam classpath. Ketika di-download, maka harus ditentukan terlebih dahulu tipe JDK dari Java yang akan digunakan. Java 8 adalah tipe yang umum digunakan pada semua lingkungan pengembangan.

JDK Package

Untuk dapat memilih versi dari Java, maka perlu juga ditentukan Java package. Package adalah JDK yang ditujukan untuk tipe yang berbeda dari pengembangan. Package Java yang disediakan adalah JAVA Enterprise Edition (Java EE), Java Standar Edition (Java SE), dan Java Mobile Edition (Java ME).

Terkadang, pada awal memulai untuk melakukan pengembangan program, sulit untuk menentukan package tipe apa yang akan digunakan. Umumnya, setiap versi JDK pasti mengandung Java SE. Jika men-download Java EE atau Java ME, maka didalamnya juga sudah tersedia Java SE. Contoh, Java EE adalah platform standar dengan penambahan perangkat yang berguna untuk pengembangan aplikasi enterprise seperti Enterprise JavaBeands atau pendukung Object Relation Mapping. Hal ini juga merupakan suatu hal yang sulit untuk dapat menukarnya ke tipe JDK yang berbeda meskipun hal tersebut juga diperlukan.

Download JDK

Pada bagian ini akan dipergunakan Java SE sebagai bahan tutorial, sehingga bisa lebih difokuskan pada bagian inti yaitu class JDK dan teknologinya. Untuk dapat men-download JDK Java SE, silahkan menuju ke web Oracle. Disana disediakan berbagai macam tipe package dari JDK. 

Tentang Java EE

Mengunduhan JDK Java EE dilakukan jika pengembang ingin melakukan pengembangan aplikasi berbasis web. Pada JDK Java EE juga menyertakan Java Servlet specification, yang mendukung penanganan request HTTP. Setiap implementasi JDK Java EE juga membutuhkan container, yang berupa server yang digunakan untuk menjalankan aplikasi Java EE. Glassfish adalah implementasi referensi server Java EE untuk Oracle. Server lain yang juga tidak kalah populer adalah Tomcat atau Jetty.

Silahkan download Java Standar Edition JDK pada laman oracle.com.

Instalasi JDK

Ketika menjalankan installer JDK, maka akan diberikan pilihan antara tiga komponen: Development tools, Source code, dan Public JRE. Selanjutnya dilakukan instalasi salah satu atau keseluruhan dari pilihan tersebut. Secara sederhana dapat langsung dilakukan proses instalasi secara default.

Menginstal "Development Tools" akan memberikan kualitas JDK yang bagus. Menginstal "Source Code" yang didalamnya terkandung sumber daya untuk class publik pada dalam core API Java. Termasuk pilihan yang mengijinkan untuk mereferensi kode program ketika melakukan pengembangan aplikasi. Pilihan ketiga, "Public JRE", dapat digunakan oleh program lainnya untuk mengeksekusi program Java, dan dapat diinstal secara terpisah dari JDK.

JDK pada perintah baris

Lakukan instalasi JDK dan tambahkan JRE menggunakan perintah baris. Hal ini dapat dilakukan melalui verifikasi dengan cara mengetikkan perintah -version pada command shell, yang akan memberikan hasil berupa informasi versi Java yang diinstal. 

Setelah berhasil menginstal Java, selanjutnya adalah instalasi javac. Apa itu javac? elemen javac merupakan elemen akan dibutuhkan pada saat JDK melakukan kompilasi program Java.

Perintah javac

Perintah Vava terdapat dalam direktori /jdk, namun tidak secara otomatis ditambahkan ke dalam path sistem pada saat instalasi. Harus dilakukan instalasi manual terhadap javac, atau dapat diinstal bersamaan dengan IDE. Setelah itu akan dilakukan kompilasi dan menjalankan program dengan cara sederhana.

Contoh sederhana program Java

Step 1. Ketik sebuah contoh sederhana program Java

Ciptakan teks file baru dan beri nama Intro.java dan letakkan disalah satu lokasi memori komputer seperti halnya membuat dokumen dalam folder. Selanjutnya, tambahkan kode program dari Listing 1, yang merupakan contoh sederhana dari sebuah kode program.

Contoh: Listing1. Intro.Java

public class Intro {

 

public static void main(String[] args) 

{

System.out.println(

"Hello, selamat datang"+

" di JDK!");

}

 

}

 

Step 2. Kompilasi program dengan menggunakan JDK

Selanjutnya, gunakan JDK kompilator untuk mengubah file program menjadi program yang dapat dieksekusi. Hasil kompilasi program pada Java dikenal dengan istilah bytecode, yang didalamnya terdapat ekstensi .class. Setelah itu gunakan perintah javac yang berdiri bersama dengan Java kompilator. Ketikkan alamat yang akan diberi perintah pada command shell, dan masukkan perintah Intro.java pada kolom perintah. Lebih jelas, silahkan lihat pada bagian Listing 2.

Listing 2. Kompilasi program dengan JDK

"C:\Program Files\Java\jdk-10.0.1\bin\javac.exe" Intro.java

Step3. Jalankan file .class

Tahap ini silahkan cari file Intro.class pada direktori yang sama dengan Intro.java. File Intro.class dapat dijalankan dengan memberi perintah java Intro, yang akan hasilnya diperlihatkan pada Listing 3. Catatan, jangan menyertakan .class ketika memberikan perintah ketik.

Listring 3. Menjalankan Intro.class

C:\Users\mtyson\Documents>java Intro

Welcome to the JDK!

Perintah jar

javac adalah bintang utama dari JDK, namun direktori /bin juga menyimpan perangkat lain yang juga diperlukan saat pengembangan. Bisa dikatakan, setelah javac, jar adalah perangkat lain yang sering dibutuhkan ketika pengembangan.

File .jar adalah bagian paket dari class Java. Ketika kompilator telah menciptakan file .class, maka keduanya bisa diletakkan bersama pada .jar, yang penyimpanannya dilakukan dengan cara dimampatkan dan disusun dengan cara yang dapat diperkirakan. 

Lakukan konversi Intro.class menjadi file jar.

Runut balik lokasi penyimpanan dimana Intro.java diletakkan, dan ketik perintah seperti pada Listing 4.

Listing 4. Menciptakan file JAR

C:\Users\mtyson\Documents>"c:\Program Files\Java\jdk-10.0.1\bin\jar.exe" --create --file intro.jar Intro.class

Mengeksekusi file jar

Setelah ditemukan lokasi dari file Intro.jar pada lokasi penyimpanan. File .jar selanjutnya dapat digunakan dengan cara menambahkan classpath dan melakukan eksekusi program, seperti diperlihatkan sebagai berikut:

java -cp intro.jar Intro

Perintah -cp memberitahu Java untuk menambahkan jar ke dalam classpath. Sebuah file .jar akan overkill untuk perintah sederhana tersebut, namun juga sangat dibutuhkan karena program dapat berkembang bergantung pada pihak ketiga tersebut.

JDK pada IDE

Jika dirunut balik ketika melakukan proses download JDK, maka disadari bahwa pada pilihan download juga terdapat pilihan untuk men-download Netbeans IDE. IDE atau Integrated Development Environment adalah perangkat lunak yang menyediakan perangkat kohesif dari peralatan untuk pengembangan aplikasi. Jika diibaratkan, IDE adalah sistem oprasi dengan seperangkat alat, seperti browser dan teks editor, dengan kemampuan pengembangan khusus seperti code completion dan format.

Dalam pengembangan Java, salah satu kunci utama yang dilakukan IDE adalah melakukan kompilasi program. IDE secara otomatis dapat menjalankan proses kompilasi pada layar komputer sehingga tidak perlu dilakukan proses perkelanjutan yang sifatnya lebih manual. IDE juga menyediakan play-by-play feedback, seperti menemukan error kode program ketika program tersebut dikompilasi atau dijalankan. 

Java Runtime Environment

JRE adalah sebuah bagian dari perangkat lunak yang dirancang untuk menjalan perangkat lunak lainnya, dalam hal ini adalah program aplikasi berbasis Java. Sebagai runtime environtment untuk Java, JRE mengandung Java class libraries, Java class loader, dan JVM. Class loader pertanggungjawab untuk mengoreksi loading class dan menghubungkanna dengan inti dari Java class libraries. JVM bertanggungjawab untuk memastikan bahwa aplikasi Java memiliki sumber daya yang dibutuhkan untuk menjalankan dan menampilkan performa terbaik dari aplikasi terhadap perangkat atau cloud environment. JRE umumnya mengandung container untuk komponen lainnya, dan bertanggung jawab untuk menyelaraskan aktifitasnya.

Berikut akan dipahami lebih dalam mengenai JRE.

Java Runtime Environtment

Sebuah program perangkat lunak perlu untuk dijalankan, dan untuk dapat melakukan hal tersebut maka lingkungan pengembangan (environment) berfungsi untuk menjalankannya. Runtime environment menjalankan class file dan memastikan terdapat akses menuju memori dan sumber sistem lainnya untuk menjalankan perangkat tersebut. Pada pengembangan awal, kebanyakan perangkat lunak menggunakan OS atau sistem operasi sebagai lingkungan pengembangannya. Program dapat dijalankan pada komputer apapun, namun hal tersebut bergantung dari sistem operasi yang dijalankan pada komputer tersebut. Sumber daya yang dimaksud disini adalah seperti memori dan file program, serta dependensinya. JRE mengubah hal itu semua, setidaknya untuk program Java sendiri.

Kita pahami bahwa sebuah perangkat lunak adalah seperti sebuah lapisan-lapisan yang berada diatas sistem perangkat keras. Setiap lapisan atau layer menyediakan jasa pelayanan yang dapat digunakan oleh lapisan yang terletak diatasnya lagi. Java Runtime Environment adalah lapisan perangkat lunak yang beroperasi diatas sistem operasi komputer, dan menyediakan pelayanan tambahan khusus terhadap aplikasi berbasis Java.

JRE memperkecil perbedaan antar sistem operasi, dan memastikan bahwa program Java dapat dijalankan secara virtual pada modifikasi OS apapun. JRE juga menyediakan penambahan kualitas pelayanan. Manajemen memori otomatis adalah salah satu pelayanan terpenting yang diberikan oleh JRE, yang memastikan bahwa programmer tidak perlu melakukan kontrol manual terhadap alokasi memori.

Secara singkat, JRE adalah pintasan dari meta-OS untuk program Java. JRE merupakan contoh klasik dari abstraksi, yang melakukan abstraksi sistem operasi yang mendasarinya menjadi platform yang konsisten untuk dapat menjalankan program Java.

Bagaimana JRE dapat bekerja bersama dengan JVM

JVM adalah perangkat lunak sistem yang bertanggungjawab untuk mengeksekusi program Java yang sedang diijalankan. JRE adalah sistem pada ruang penyimpanan yang mengambil alih kode program yang telah dibuat, dan mengkombinasikannya dengan Java libraries yang dibutuhkan, dan melakukan eksekusi dari program tersebut.

JRE mengandung libraries dan perangkat lunak yang dibutuhkan program Java untuk dapat dijalankan. Contoh, Java class loader adalah bagian dari Java Runtime Environment yang merupakan bagian penting dari perangkat lunak loading untuk kompilasi kode Java menuju ke memori dan menghubungkannya untuk dicocokkan dengan Java class libraries.

Pada lapisan yang dijelaskan berikut, JVM diciptakan oleh JRE. Dari sudut pandang package, diperlihatkan JRE yang didalamnya terdapat JVM seperti pada Gambar 2 berikut.

Gambar 2 JRE yang didalamnya terdapat JVM

Instalasi dan Menggunakan JRE

Meskipun terdapat banyak sekali pemahaman konsep tentang JRE, namun dalam dunia nyata JRE hanyalah perangkat lunak yang diinstal pada sebuah komputer, dimana tujuannya adalah untuk menjalankan program Java. Sebagai pengembang Java, kebanyakan program yang dibuat akan berinteraksi dengan JDK dan JVM, karenanya komponen platform tersebut wajib digunakan untuk pengembangan dan menjalankan program Java yang telah dibuat. Sedangkan sebagai pengguna program aplikasi Java, pengguna akan lebih banyak terlibat dengan JRE, yang memungkinkan untuk menjalankan aplikasi atau program yang berbasis Java.

Pada kebanyakan kasus, komputer yang baru dibeli atau baru dipasang sebagian besar sudah terpasang instalasi Java, dengan JRE yang sudah termasuk dalam satu paket didalamnya. Namun jika diperlukan instalasi manual ataupun upgrade, maka JRE dapat didownload melalui web resmi Java yaitu Oracle.com

Setelah JRE terisntal, maka pengembang dapat berinteraksi dengan JRE melalui perintah baris java -version, yang akan memberikan informasi versi dari Java yang telah terinstal.

Memori Java dan JRE

Memori Java terdiri dari tiga komponen: heap, stack, dan metaspace (yang sebelumnya disebut dengan permgen).

• Metaspace adalah dimana Java menjaga informasi program agar tidak mengalami perubahan seperti class definition.
• Heap space adalah dimana Java menjaga variabel konten.
• Stack space adalah dimana Java menyimpan fungsi eksekusi dan referensi variabel.

Memori manajemen pada Java 8

Pada versi Java 8, Metaspace dikenal dengan istilah permgen. Disamping dengan penggunaan nama yang lebih keren (metaspace), metaspace juga secara signifikan mengubah cara pengembang dalam berinteraksi dengan ruang memori Java. Sebelumnya digunakan perintah baris java -xx:MaxPermSize unuk memantau ukuran dari ruang permgen. Pada versi lanjutannya, Java secara otomatis meningkatkan ukuran dari Metaspace untuk mengakomodasi kebutuhan progam-proram. Java 8 juga memperkenalkan kapasitas baru, yaitu MaxMetaspaceSize, yang dapat digunakan untuk membatasi ukuran dari Metaspace.

Untuk pilihan memori lainnya, heap dan stack tidak mengalami perubahan apapun pada versi lanjutan setelah Java 8.

Konfigurasi Heap Space

Heap Space adalah bagian paling dinamis dari sistem memori Java. Dengan Heap Space dapat digunakan -Xms dan -Xmx untuk memberitahukan Java seberapa besar ruang yang dibutuhkan untuk memulai heap, dan yang seberapa besar pula akses yang dibutuhkan untuk dapat menjalankannya. Memahami seberapa besar ukuran ruang untuk kebutuhan khusus program untuk membuat heap space cukup besar untuk mencapai kapasitan paling efisien dari garbage collection. Jadi jika ingin memberikan cukup ruang untuk sebuah program dapat dijalankan dan tidak ingin program tersebut menjadi lebih besar dari yang dialokasikan maka Heap space dapat digunakan untuk hal tersebut.

Konfigurasi Stack Space

Stack space adalah dimana fungsi dipanggil dan variabel referensi dilakukan antri. Stack space adalah sumber terbesar kedua yang menjadi penyebab error pada Java: the stack overflow exception. Stack overflow exception mengindikasikan bahwa program kehabisan ruang memori karena terlalu banyak perintah yang harus dijalankan. Umumnya, akan didapatkan stack overflow ketika method atau pemanggilan antar sesama method dengan cara yang sama dan berulang-ulang, perintah akan terus-menerus bertambah dan menjadi bertumpuk dan akhirnya mengalami stack.

Dapat digunakan perintah -Xss untuk melakukan konfigurasi ukuran awal stack. Selanjutnya stack akan berkembang secara dinamis seusia dengan kebutuhan program.

Pemantauan aplikasi Java

Meskipun aplikasi pemantauan adalah fungsi dari JVM, JRE juga menyediakan pilihan untuk melakukan konfigurasi, yang merupakan kebutuhan dasar untuk pemantauan program. Berbagai macam perangkat tersedia untuk memantau aplikasi Java, dari peralatan yang klasik hingga versi terbaru untuk memantau dan menemukan solusi seperti infrastruktur pemantauan Oracle.

Artikel ini didedikasikan kepada: Ni'Mas Ajeng Roso Dewanggara, Nuruddina Qurrota A'Yun, Panji Agung Prasetya, Restina Ratnadila, dan Rizka Meiladinitta.