Najlepsze frameworki Javy, które warto wykorzystać w 2023

Współczesna cywilizacja jest wyjątkowo zmienna, a krajobraz w wielu sferach życia zmienia się w zawrotnym tempie. Świat high-tech przeciera szlaki dla lwiej części tych przemian i nadaje rytm innym branżom. Mimo to niektóre technologie pozostają w aktywnym użyciu bez względu na wiek. Java jest najlepszym przykładem takiego fundamentu IT. 

Java: krótki rzut oka

Trudno w to uwierzyć, ale Java (pierwotnie Oak) skończył w tym roku trzydzieści lat. Przez trzy dekady obecności na cyfrowej arenie pojawiło się wiele innych języków programowania, które przeżyły krótki rozkwit, a potem zniknęły w tle. Java, uruchomiona kiedyś jako alternatywa dla C++ - niewystarczającego pod względem przenośności i automatyzacji zarządzania pamięcią - nie traci popularności i wciąż zajmuje stabilne 6. miejsce wśród języków używanych w pracy przez zawodowych programistów.

Źródło

A dzięki łagodnej krzywej uczenia się odsetek użytkowników Javy wśród nowicjuszy w IT jest jeszcze wyższy (prawie 39%). Nic więc dziwnego, że Java to drugą najpowszechniejszą opcją w wyszukiwaniach tutoriali w Google.

Długotrwały sukces tego języka tłumaczą niesłabnące starania zespołu Javy, by ulepszać swoje dziecko. Stworzona początkowo z myślą o telewizji interaktywnej, rozwinęła się w rozgałęziony ekosystem złożony z trzech elementów.

• Java Development Kit. To rdzeń zestawu Javy, odpowiedzialny za słynną zasadę write-once-run-anywhere, dzięki której język nadaje się do pisania kodu dla dowolnego rozwiązania. Aby z niego skorzystać, trzeba zainstalować aplikację Notebook na swoim komputerze.
  
  
• Java Runtime Environment. Zawiera wirtualną maszynę Javy (JVM), bibliotekę klas Javy i narzędzie konfiguracyjne, tworząc kompletny instrument dystrybucji oprogramowania.
  
  
• Zintegrowane środowisko programistyczne. Cały zestaw narzędzi służących do kompilowania, edytowania i uruchamiania kodu.

Mając taką gamę wspierającego oprogramowania, Java jest samowystarczalnym narzędziem do zastosowania w każdym przedsięwzięciu programistycznym. Jej potencjał można jednak znacząco wzmocnić, uzupełniając ją o najlepsze frameworki Javy.

Frameworki Javy w pigułce

Frameworki Javy to w istocie biblioteki oprogramowania zawierające różne szablony, komponenty, klasy i gotowy kod, które usprawniają i ułatwiają proces wytwarzania. Pozwalają ekspertom IT skupić się na rozrysowaniu logiki biznesowej produktu zamiast na obsłudze połączeń z bazą danych, wyjątków czy innych elementarnych funkcji, w które obfituje proces wytwarzania. Jakie są główne powody, by korzystać z frameworków Javy?

Uproszczenie procesu wytwarzania

Budując oprogramowanie, programiści muszą wykonywać mnóstwo powtarzalnych lub zbędnych zadań (choćby pobieranie danych, prywatność i bezpieczeństwo). Nie ma sensu wymyślać koła na nowo za każdym razem, gdy staje się przed takimi standardowymi operacjami. Sięgając po framework, dostajesz cały wachlarz funkcji i modeli, które przyspieszają dostarczenie produktu.

Dostarczanie architektury produktu

Nie musisz łamać sobie głowy nad strukturą rozwiązania, które zamierzasz zbudować. Frameworki oferują gotowy wzorzec architektoniczny do przyjęcia, a niektóre zawierają nawet spore fragmenty kodu (regularnie aktualizowanego i dokładnie przetestowanego). W efekcie zostanie Ci naprawdę niewiele pracy - o ile rozwiązanie to prosta aplikacja lub inny nieskomplikowany produkt cyfrowy.

Dostępność zasobów pomocniczych

Dobry framework Javy daje mnóstwo korzyści: materiały do nauki, dokumentację, fora społeczności i kanały w mediach społecznościowych, które bywają ogromnym wsparciem dla programistów Javy szukających rady lub pomocy. 

Wybierając framework Javy do swojego projektu, warto zdawać sobie sprawę, że mogą one służyć różnym celom. Część to narzędzia front-endowe, pomocne przy projektowaniu warstwy widoku. Inne są wyostrzone pod back-end i przydają się przy tworzeniu mikroserwisów lub API REST. Trzecia kategoria (frameworki utrwalania danych i mapowania obiektowo-relacyjnego) wspiera pracę z bazą danych. Wreszcie są frameworki zbudowane na innych narzędziach tego typu, dzięki czemu korzystasz z zalet obu. 

Przyjrzyjmy się bliżej frameworkom Javy, które rządzą w 2022 roku i z pewnością utrzymają się na szczycie w nadchodzącym roku.

Krótka lista najlepszych frameworków Javy

1. Spring

To prawdopodobnie pierwsza biblioteka, jaka przychodzi na myśl przy wzmiance o frameworkach Javy. Nic dziwnego, skoro takie giganty jak Netflix, Amazon czy eBay budują na niej swoje produkty. Ogółem blisko 19% zawodowych programistów stosuje ją na szeroką skalę.

Źródło

Choć Spring jest na tyle uniwersalny, że posłuży do budowy dowolnych rozwiązań (w tym produktów klasy enterprise i usług webowych) i dobrze współgra z innymi językami (jak Groovy czy Kotlin), jego głównym zastosowaniem są lekkie aplikacje Javy lub ich wybrane warstwy. 

Uruchomiony jako narzędzie do wstrzykiwania zależności, Spring rozrósł się w pełnoprawny framework złożony z kilku modułów, z których najważniejsze to Spring Core, Spring ORM, Spring MVC i Spring Security. W przeciwieństwie do klasycznego programowania, gdzie własny kod wywołuje inne biblioteki do obsługi typowych zadań, Spring zaprojektowano jako framework z odwróceniem sterowania, który sam kontroluje nasz kod. Ten wzorzec projektowy pozwala tworzyć luźno powiązane moduły wewnątrz budowanej aplikacji.

Zalety Springa:

• Stabilność i elastyczność
• Luźne powiązania dzięki wstrzykiwaniu zależności
• Obszerna dokumentacja
• Silna społeczność
• Użycie Plain Old Java Objects (POJO)
• Lekki kontener, który można uruchomić bez serwera aplikacji ani serwera WWW
• Wysoka produktywność i mniej błędów dzięki wsparciu JDBC
• Wsteczna kompatybilność i testowalność kodu
• Obsługa konfiguracji opartej na adnotacjach i XML-u

Wady Springa:

• Stroma krzywa uczenia się, związana z wieloma krokami wymaganymi w procesie wytwarzania
• Konieczność pisania dużej ilości kodu szablonowego

Obie te wady można jednak mocno złagodzić, sięgając po Spring Boota - mikroframework działający na Springu, który ogranicza ilość konfiguracji i ułatwia opanowanie całości.

2. Struts

Ten framework daje najwięcej wartości przy budowie produktów klasy enterprise. Jego ulepszona wersja Struts 2 jest używana przez Infosys, Accenture i NexGen Technologies do tworzenia łatwych w utrzymaniu aplikacji Javy. Projekt opiera się na wzorcu Model-View-Controller z architekturą opartą na wtyczkach. Wtyczki są przenośne, więc można je dodać do classpath aplikacji, a część z nich (jak JSON, Config Browser czy REST) jest dołączona dla wygody. Taki model organizacji pozwala łatwo integrować Strutsa z narzędziami zewnętrznymi do zadań, które go przerastają. 

Głównym zastosowaniem Strutsa jest tworzenie aplikacji webowych w oparciu o MVC oraz rozszerzanie Java Servlet API pod kątem architektury MVC.

Zalety Strutsa:

• Stabilność i dojrzałość
• Skrócenie czasu wytwarzania
• Łatwość integracji
• Rozszerzalność dzięki wtyczkom
• Obsługa JSON, REST, Ajax i innych technologii webowych
• Ogromna społeczność
• Przedkładanie konfiguracji nad informację w kodzie
• Reprezentacja wielu wartości Strutsa w plikach properties lub XML

Wady Strutsa:

• Brak mechanizmu bezpieczeństwa
• Nie nadaje się do budowy elementów serwerowych renderowanych na front-endzie

3. Hibernate

Powszechnie wiadomo, że Java jako język obiektowy nie dogaduje się z relacyjnymi systemami zarządzania bazami danych z powodu rozbieżności metod obsługi danych, na których się opierają (odpowiednio hierarchia i tabela). Hibernate ma rozwiązać to Niedopasowanie paradygmatów i może pomóc w tworzeniu klas trwałych oraz umożliwić komunikację z dowolnymi bazami danych. 

Na dodatek najnowsza wersja Hibernate obsługuje relacyjne bazy danych i magazyny NoSQL. Ten atut oraz zestaw pierwszorzędnych narzędzi dla programistów (konsola Hibernate, edytor mapowań, narzędzie do inżynierii wstecznej bazy danych itd.) czynią go ulubionym wyborem firm takich jak Oracle, DELL czy IBM. 

Zalety Hibernate:

• Darmowy i open source
• Obsługa wielu strategii pobierania danych
• Wysoka skalowalność, rozszerzalność i przenośność
• Usunięcie dużej części powtarzalnego kodu z API JDBC
• Automatyczne znaczniki czasu i wersjonowanie
• Łatwość utrzymania i produktywność

Wady Hibernate:

• Stroma krzywa uczenia się
• Słaba wydajność przy złożonych zapytaniach

4. Blade

To kolejny framework oparty na MVC, ceniony za prostotę i elegancję. Te cechy osiągnięto dzięki interfejsowi routingu w stylu REST, który jest niezrównanym sposobem synchronizowania danych ze stroną. Do tego framework ma wbudowany serwer WWW, silnik szablonów i sprawne mechanizmy bezpieczeństwa (XS i CSRF). Przy takich możliwościach Blade jest w sam raz do tworzenia niewielkich aplikacji MVC.

Zalety Blade:

• Minimalny rozmiar kodu źródłowego (poniżej 500 kB)
• Wsparcie dla konfigurowania wielu plików
• Brak zależności
• Wdrożenie odporne na błędy
• Wsparcie dla zasobów webjar i rozszerzeń wtyczkowych
• Łagodna krzywa uczenia się

Wady Blade:

• Skąpe projekty przykładowe i tutoriale
• Obecnie ograniczona popularność

5. Dropwizard

To nie tylko framework, ale cały przyjazny utrzymaniu ekosystem, w którym jeden pakiet zawiera wszystkie zależności i zbiór różnych bibliotek Javy (m.in. Hibernate Validator, Joda Time, Logback, Google Guava i inne). Głównym zastosowaniem Dropwizarda jest szybkie tworzenie usług webowych REST, a zwłaszcza mikroserwisów w Javie. Zawarta w nim biblioteka Jackson dobrze sprawdza się też przy przetwarzaniu JSON-a. 

Zalety Dropwizarda:

• Prosty w konfiguracji i uruchomieniu
• Pozwala na szybkie prototypowanie, a przez to zwiększa produktywność
• Obsługuje liczne niezależne biblioteki open source
• Ogranicza rozpraszanie się na drugorzędne funkcje, jak pisanie kodu do logowania, metryk czy konfiguracji
• Lekki i skalowalny
• Obszerna dokumentacja

Wady Dropwizarda:

• Część programistów uważa go za narzucający rozwiązania

6. Grails

W przeciwieństwie do innych omawianych frameworków Grails opiera się na języku Groovy, ale jego składnia jest zgodna z Javą, a kod kompiluje się do bajtkodu wirtualnej maszyny Javy. Poza tym dobrze współgra z wieloma technologiami Java Development Kit i opartymi na Javie, jak wspomniane Hibernate i Spring (w istocie jest zbudowany na Spring Boocie). Takie połączenie daje programistom to, co najlepsze z dwóch światów (wstrzykiwanie zależności bez nadmiaru kodu), co ogromnie napędza produktywność. Z reguły Grails wykorzystuje się do tworzenia sklepów internetowych.

Zalety Grails:

• Wsparcie IDE dla mnóstwa platform (m.in. Sublime, Textmate, Eclipse, IntelliJ IDEA itd.)
• Przyjazna funkcja mapowania obiektów
• Ponowne wykorzystanie kodu dzięki modułowej strukturze
• Pokaźna biblioteka wtyczek
• Przejrzysta dokumentacja i przewodniki krok po kroku
• Elastyczne profile dla Angulara i Reacta
• Możliwości asynchroniczne

Wady Grails:

• Trzeba opanować Groovy

7. Vaadin

Wybierając Vaadina, przyspieszysz tworzenie konfigurowalnych elementów aplikacji webowej i wyraźnie poprawisz jej wydajność oraz dostępność UX. Wszystkie te usprawnienia wynikają z nietypowego podejścia Vaadina. Dzieli on bowiem cały system na właściwy framework (zwany Vaadin Flow) i zestaw komponentów UI. Ten pierwszy zajmuje się komunikacją po stronie serwera i routingiem oraz pozwala korzystać z całego ekosystemu Javy, a kod pisać w Scali lub Kotlinie. Te drugie działają w przeglądarce użytkownika i łatwo łączą się z innymi frameworkami front-endowymi - wybierz ten, który Ci odpowiada.

Źródło

Kolejną innowacją, którą wykorzystuje Vaadin, jest bezpośredni dostęp do DOM z poziomu wirtualnej maszyny Javy, jaki dostaje programista. 

Zalety Vaadina:

• Bezproblemowa integracja ze Springiem
• Automatyczna komunikacja serwer-klient i obsługa WebSocketów przez wysokopoziomowe API
• Obsługa przeciągnij i upuść oraz dwa gotowe motywy, co usprawnia projektowanie UI
• Obsługa zagnieżdżonych tras i parametrów dzięki routerowi
• Możliwość budowania widoków w Javie lub HTML-u
• Rozszerzalny i przyjazny urządzeniom mobilnym

Wady Vaadina:

• Komponenty, narzędzia i wsparcie w wersji Pro nie są darmowe.

8. Play

To ogromnie popularny framework Javy, wykorzystywany przez marki z najwyższej półki, takie jak Samsung, LinkedIn, Walmart czy Guardian. Sekret jego powszechnego uznania tkwi w tym, że ułatwia tworzenie wysoce skalowalnych aplikacji webowych i mobilnych oraz pozwala uniknąć wielu bolączek (jak wolny proces wytwarzania i nadmiar konfiguracji) typowych dla web developmentu w Javie. Osiąga to dzięki w pełni asynchronicznemu modelowi i zestawowi Akka, z którymi znacznie łatwiej buduje się rozproszone i współbieżne aplikacje na JVM. 

Architektura systemowa Play jest odporna, elastyczna, responsywna i sterowana komunikatami, co zapewnia wysoką produktywność dzięki przeładowywaniu kodu w locie i przedkładaniu konwencji nad konfigurację.

Zalety Play:

• Obsługa nieblokującego I/O dla lepszej wydajności aplikacji
• Opcje wdrożenia w chmurze
• Bardzo skalowalny i lekki
• Obsługa JSON, REST, WebSocket i innych technologii webowych
• Aktywna społeczność i obszerna dokumentacja

Wady Play:

• Brak wstecznej kompatybilności (zarówno między Play 1.x i Play 2.x, jak i pomiędzy wydaniami Play 2.x)

9. Google Web Toolkit (GWT)

Jako dziecko Google jest szeroko wykorzystywany w wielu produktach tej firmy, takich jak Blogger, Google Wallet, Google Ads czy AdSense. Główne zastosowanie to budowa złożonych aplikacji webowych poprzez obsługę kodu Javy po stronie klienta. GWT posłuży też do tworzenia i debugowania aplikacji Ajax. Użytkownicy najbardziej cenią w tym frameworku to, że jest wyjątkowo przyjazny programistom - nie trzeba być ekspertem od front-endu, by budować w nim aplikacje.

Zalety GWT:

• Darmowy i open source
• Mnóstwo zaawansowanych funkcji (przenośność między przeglądarkami, zakładki, internacjonalizacja, abstrakcja UI, zarządzanie historią i inne)
• Wbudowana funkcja debugowania
• Obsługa API Google
• Możliwość ponownego użycia typowych zadań web developmentu
• Możliwość testowania jednostkowego kodu front-endu
• Łatwy do nauki
• Strona wsparcia z mnóstwem przewodników i tutoriali dla programistów

Wady GWT:

• Niesemantyczny kod HTML
• Brak kontroli nad tym, co wychodzi na front-endzie

10. JHipster

Główną zaletą tego frameworku jest wybór stylów architektonicznych dla aplikacji webowych. Możesz postawić na model monolityczny, w którym front-end i back-end są połączone, albo rozdzielić je i pójść w mikroserwisy. Jest to możliwe dzięki połączeniu możliwości Spring Boota i popularnych frameworków front-endowych (Vue, React, Angular i innych). Kompatybilność z wieloma narzędziami, liczne opcje kodowania po stronie serwera i klienta oraz minimalna wymagana konfiguracja sprawiły, że wiele firm z pierwszej ligi (m.in. Adobe, Bosch, HBO i Siemens) wykorzystuje JHipstera do budowy swoich produktów.

Zalety JHipstera:

• Przyjazny urządzeniom mobilnym, ze wsparciem dla React Native i Ionic
• Wiele opcji wdrożenia
• Obsługa licznych technologii i frameworków front-endowych
• Obszerna dokumentacja i prężna społeczność
• Projekty przykładowe

Wady JHipstera:

• Początkujących może zdezorientować mnóstwo automatycznie generowanego kodu

Ta lista frameworków Javy w żadnym razie nie jest wyczerpująca, bo istnieje mnóstwo innych opcji. Laikowi łatwo oczywiście zgubić się w tym oceanie możliwości. Dlatego warto powierzyć to zadanie doświadczonym programistom Javy którzy dobiorą technologię do rodzaju projektu i wykorzystają swoje doświadczenie, by właściwie ją zastosować.

Podsumowanie

Java to język programowania, którego specjaliści IT powszechnie używają do budowy różnych produktów cyfrowych. Ich wysiłki można znacząco wzmocnić, a proces wytwarzania mocno przyspieszyć, sięgając po najlepsze frameworki Javy.