Die Entstehungsgeschichte

Sie hat ihre Wurzeln in den frühen Tagen der Informatik. Als Computer noch Raum-füllende Maschinen waren, interagierte man mit ihnen über Lochkarten. Doch mit der Entwicklung von Time-Sharing-Systemen in den 1960er Jahren entstand der Bedarf nach effizienteren Interaktionsmethoden. Das UNIX-Betriebssystem, dass 1969 Ken Thompson und Dennis Ritchie bei den Bell Labs entwickelten, bot eine Lösung: die Geburt der Shell als Befehlszeileninterpreter.

Was ist es?

Sie dient als Schnittstelle zwischen dem Nutzer und dem Betriebssystem. Sie ermöglicht es, Befehle einzugeben, die direkt vom Betriebssystem ausgeführt werden. Diese Befehle können Programme starten, Dateien manipulieren oder Systemressourcen überwachen.

Arten und ihre Unterschiede

Mit der Zeit entstanden verschiedene Shell-Implementierungen mit unterschiedlichen Fähigkeiten:

• Bourne Shell (sh): Die ursprüngliche UNIX Shell.
• C Shell (csh): Bietet C-ähnliche Syntax.
• Bourne Again Shell (bash): Eine verbesserte Version der Bourne Shell, am häufigsten verwendet in Linux-Systemen.
• Korn Shell (ksh): Kombiniert Features von anderen Shells.
• Fish (friendly interactive shell): Bekannt für ihre Benutzerfreundlichkeit und Farbunterstützung.

Unterschied Shell und CLI

Die Begriffe „Shell“ und „CLI“ (Command Line Interface) werden oft synonym verwendet, aber sie haben unterschiedliche Bedeutungen und Rollen. Hier ist eine klare Unterscheidung zwischen den beiden:

1. CLI (Command Line Interface):
   • Definition: Ein CLI ist eine Schnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht, mit einem Computerprogramm oder einem Betriebssystem durch Eingabe von Befehlen in Textform und das Erhalten von textbasierten Antworten zu interagieren.
   • Rolle: Es dient als Mittel zur Interaktion zwischen Mensch und Maschine und ist eine von mehreren Schnittstellenarten. Andere Schnittstellen sind beispielsweise grafische Benutzeroberflächen (GUI) oder touchbasierte Benutzeroberflächen.
   • Beispiel: Ein Terminal-Programm, das eine Eingabeaufforderung bietet, um Befehle einzugeben, ist ein CLI.
2. Shell:
   • Definition: Sie ist eine spezielle Art von CLI, die speziell für die Interaktion mit einem Betriebssystem entwickelt wurde. Sie bietet nicht nur die Möglichkeit, Befehle einzugeben, sondern beinhaltet oft auch eine Skriptsprache, mit der Benutzer komplexe Aktionen und Programme erstellen können.
   • Rolle: Sie interpretiert die Befehle des Benutzers und leitet sie an das Betriebssystem weiter, um sie auszuführen. Sie bietet auch erweiterte Funktionen wie die Verwendung von Variablen, Schleifen und anderen programmatischen Strukturen.
   • Beispiel: Bash (Bourne Again Shell) auf Linux-Systemen oder die Command Prompt (cmd.exe) auf Windows sind Beispiele für Shells.

Einrichtung und Verwendung

1. Installation: Die meisten Betriebssysteme haben es bereits vorinstalliert. Für spezielle Shells wie Fish müssen Nutzer sie möglicherweise separat installieren.
2. Konfiguration: Shells ermöglichen individuelle Anpassungen. Nutzer können z.B. ihre .bashrc oder .zshrc Dateien bearbeiten, um Aliase zu setzen oder den Prompt zu ändern.
3. Befehlsausführung: Durch Eingabe eines Befehls und Drücken der Enter-Taste erfolgt die Ausführung. Beispiel: ls -l Dieser Befehl listet Dateien und Verzeichnisse im aktuellen Verzeichnis auf.

Tipps und Hinweise zur Nutzung

• Es ist immer auf die Korrektheit der Befehle zu achten. Insbesondere bei sensiblen Aufgaben wie Dateilöschungen.
• Die Verwendung von Manpages (z.B. durch den Befehl man ls) hilft, Befehle und ihre Optionen besser zu verstehen.
• Nutzer können Skripte schreiben, um wiederkehrende Aufgaben zu automatisieren.

Fazit

Die Shell prägte die Computerwelt maßgeblich und bleibt ein zentrales Werkzeug für Entwickler, Systemadministratoren und fortgeschrittene Nutzer. Mit Kenntnis der Grundlagen und durch regelmäßige Praxis lässt sich die volle Leistungsfähigkeit entfalten und, je nach Anwendungsfall, die Arbeit über eine UI fast komplett vermeiden.

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Kurze Zeitreise

Eclipse ist im Grunde genommen der Nachfolger von IBM Visual Age for Java 4.0. Der Quellcode dafür wurde im Jahr 2001 von IBM freigegeben. Im Jahr 2004 beschloss das von IBM geführte Eclipse-Konsortium die Ausgründung der rechtlich eigenständigen Eclipse Foundation, die seitdem für die Entwicklung von Eclipse verantwortlich ist. Es unterstützt die Java-Version 5 ab Version 3.1 und Java 6 ab Version 3.2. Ab dem Jahr 2006 wurden die Veröffentlichungstermine neuer Versionen der wichtigsten Eclipse-Komponenten harmonisiert, um Versionskonflikte zu vermeiden und Eclipse-Anwendern die Nutzung zu erleichtern. Man hat den Veröffentlichungszyklus ab der Version 2018-09 auf Quartalsaktualisierungen verkürzt, da ab Java 9 nicht mehr alle 3 Jahre, sondern alle 6 Monate eine neue Java Version erscheint. Es folgt nun einem Rolling Release Modell.

Rolling Release

(„rollen“ und „veröffentlichen“. Sinngemäß handelt es sich dabei um die kontinuierliche Aktualisierung der Software und ist ein Begriff aus der Softwareentwicklung. Bei einem Betriebssystem, dass das Rolling-Release-Prinzip anwendet, gibt es keine Betriebssystem-Versionen, bei denen bei einem Versions-Upgrade eine große Menge an Software auf einmal aktualisiert wird. Die einzelnen Software-Pakete werden vielmehr immerfort aktualisiert. Dies schließt sogenannte Releases, also Veröffentlichungen des Betriebssystems, aber nicht aus. Im Gegensatz zu einem Betriebssystem ohne Rolling Releases sind die Veröffentlichungen jedoch keine Versionen, sondern sogenannte Snapshots. Dies bedeutet, eine Kopie aller im Moment im Repository liegenden Software-Versionen. Diese Snapshots dienen meistens auch als Installations-Medien.

Die Projektnamen waren bisher nach den Jupitermonden (Callisto, Europa und Ganymede), den Raumsonden Galileo und Helios, die Version 3.7 nach der für Eclipse typischen Farbe Indigo benannt. Die Anfangsbuchstaben der Projektnamen werden ab Version 3.5 in alphabetischer Reihenfolge vergeben. Die Version 3.8 erschien gleichzeitig mit der Version 4.2. Um mit dem schnelleren Release-Zyklus von Java mitzuhalten, hat man 2018 von einem jährlichen Release auf vier Releases pro Jahr umgestellt. Damit hat man auch das Namensschema der Release-Versionen auf „{Jahreszahl}-{Monat}“ vereinfacht, also beispielsweise „2018-09“. Die einzelnen Versionen werden jeweils als Grundversion oder als Zusammenstellung aus verschiedenen Programmpaketen veröffentlicht. Einzelne Programmpakete kann man jedoch auch später noch nachinstallieren. Die Benutzeroberfläche von Eclipse ist standardmäßig englischsprachig. Es gibt jedoch zu jeder Version Babel-Language-Packs, die man sich in den entsprechenden Sprachen als Plugin installieren kann.

Darauf gehe ich so explizit ein, da ich mich in den letzten Tagen mit Kollegen über Eclipse ausgetauscht und in einem Quellcode verweise auf „Jupiter“ entdeckt habe. In der jüngsten Vergangenheit habe ich mich mit Jupyter beschäftigt. Daher auch hier ein Verweis auf den Beitrag damit es zu keiner Verwechslung der Themen kommt. Beides von Grund auf verschiedene Themen bzw. Dinge 😉

Architektur

Bis einschließlich zur Version 2.1 ist Eclipse als erweiterbare IDE konzipiert gewesen. Ab Version 3.0 ist es selbst nur der Kern, der die einzelnen Plug-ins lädt, die dann die eigentliche Funktionalität zur Verfügung stellt. Diese Funktionalität basiert, wie bereits erwähnt, auf Equinox. Sowohl Eclipse als auch die Plugins sind vollständig in Java implementiert. Zur Erstellung der GUI (grafischen Benutzeroberfläche) wurde SWT verwendet. Zur Darstellung der GUI-Komponenten basiert SWT ähnlich wie AWT auf den nativen GUI-Komponenten des jeweiligen Betriebssystems. Eclipse steht für 14 verschiedene Systeme und Architekturen zur Verfügung und gilt somit als plattformunabhängig. Die Plugins lassen sich direkt von einem Update-Server, über den „Market Place“, oder durch Entpacken einer Installationsdatei installieren.

Das frei verfügbare Eclipse SDK umfasst die Eclipse-Plattform, Werkzeuge zur Java-Entwicklung (Java Development Tools, JDT) und die Umgebung zur Entwicklung von Eclipse-Plugins (Plugin Development Environment, PDE).

Rich Client Platform

Eclipse bietet eine Rich Client Platform, welche es Anwendungsentwicklern ermöglicht, basierend auf dem Eclipse-Framework, von der Eclipse-IDE unabhängige Anwendungen zu schreiben. Die folgenden Komponenten (Plugins) werden typischerweise mindestens für eine Eclipse-Rich-Client-Platform-Anwendung verwendet:

• Eclipse Core Platform – steuert den Lebenszyklus einer Eclipse-Anwendung
• Eclipse Platform UI – stellt die Workbench mit den Konzepten Sichten, Editoren, Perspektiven, Menüs und Toolbars zur Verfügung
• Standard Widget Toolkit (SWT)
• JFace

Weitere Eclipse-Komponenten, wie das Hilfesystem oder das automatische Aktualisierungssystem, kann man ebenfalls einsetzen. In der Regel nutzt man das Eclipse-OSGi-Framework Equinox zum Kombinieren (bundling) der Komponenten.

Das UI (User Interface)

Eclipse ist in Komponenten (parts) gegliedert, die in Sichten (views) und Editoren (editors) gegliedert sind. Wobei die Unterscheidung in view und editor sich an der Nutzung orientiert und nicht technischer Natur ist. Diese Fenster kann man durch Drag and Drop beliebig anordnen oder minimieren.

Sichten

Mit Hilfe der views kann man Daten direkt bearbeitet und darunterliegende Datenstrukturen verändern.

Beispiele für views sind die auch aus den meisten anderen Editoren bekannte Navigator-View, die im Projektverzeichnis enthaltene Dokumente anzeigt, der Klassenexplorer, der baumartig strukturiert Symbole für die Klassen, Funktionen, Variablen und Importe eines geöffneten Quelltextes anzeigt oder das Suchfenster, dass die Ergebnisse einer Suche auflisten kann.

Editoren

Editoren sind Komponenten, die nur das jeweils geöffnete Datenelement bearbeiten und in denen der Nutzer explizit speichern muss, um Daten zu verändern. Beispiele sind Fenster, die meist den Quelltext mit Syntaxhervorhebung anzeigen, wobei es für viele Programmiersprachen einen eigenen Editor gibt. Beispielsweise für Java, C, PHP, Python, HTML, aber auch einen einfachen Texteditor. Genauso gibt es auch visuelle Editoren (beispielsweise UML-Editoren, GUI-Builder) oder solche, die Baumstrukturen anzeigen (etwa der XML-Editor). Editoren nehmen normalerweise den meisten Raum des Programmfensters in Anspruch. Mehrere geöffnete Quelltexte kann man als Reiter öffnen, die man dann über Tabs am oberen Rand in den Vordergrund bringen kann. Außerdem kann man Tabs fixieren, damit man beispielsweise den zugehörigen Quelltext nicht versehentlich schließt. Auch kann man die Editoren weitestgehend frei per Drag and Drop anordnen. Davon abgesehen ist es möglich, eine Datei in mehreren Editoren gleichzeitig zu öffnen.

Perspektiven

Perspektiven sind vollständige Anordnungen von parts. Ein editor bleibt beim Perspektivwechsel erhalten. Perspektiven sind weitestgehend frei konfigurierbar und man kann benutzerdefinierte Konstellationen speichern sowie laden. Meistens stellen Plugins, die man nachinstalliert, vorkonfigurierte Perspektiven zur Verfügung, diese passt man dann meisten den eigenen Wünschen und Vorlieben an.

Plugins und Erweiterungen

Es gibt zahlreiche Erweiterungen für Eclipse. Teils proprietär, teils frei verwendbar bzw. Open Source. Primär verwendet man es als Java IDE. Dabei kommen vor allem die in den Java Development Tools zusammengefassten Plugins zum Einsatz. Es existieren aber etliche Plugins für andere Sprachen, die ich bereits unter Editoren erwähnt habe. Hinzu kommt noch die Entwicklung von OSGi-Bundles. Dazu zählt vor allem das CDT-Projekt, welches C und C++ unterstützt und unter Anderem die GNU Compiler Collection sowie die LLVM (-Clang und -GCC) abdeckt. Darüber hinaus gibt es auch Plugins für Perl, PHP, ColdFusion, Ruby, Python, C#, Fortran, Ada2005, Scala usw. Diese kann man über ein Menü in Eclipse einbinden. Neben Plugins für konkrete Programmiersprachen gibt es auch solche, die allgemeine Entwicklungsprozesse unterstützen, wie beispielsweise Mylyn für „aufgabenorientierte Entwicklung“ oder Saros für Verteilte Paarprogrammierung auch Distributed Pair Programming, DPP oder Pair Programming, PP genannt. Oft sind diese Ergänzungen – anders als das Kernprogramm – ausschließlich in der englischen Sprache erhältlich.

Neben den Java Development Tools gibt es viele weitere Projekte, die man ebenfalls auf der Eclipse-Website koordiniert. Ein solches Projekt ist das Eclipse Tools Project, dass verschiedene Hilfsmittel entwickelt, die Entwickler erweitern können. Weitere Projekte sind das Eclipse Modeling Framework (EMF), das Graphical Editing Framework (GEF) und die eingestellte Eclipse Riena Platform (Riena). Mit EMF lässt sich ein Datenmodell erstellen, das zum Beispiel auf UML basieren kann. GEF ist ein Projekt, dass es Entwicklern erlaubt, mit Hilfe eines existierenden Datenmodells schnell einen grafischen Editor zu erstellen. Riena unterstützt Entwickler bei der Ausstattung einer Anwendung mit einem benutzerfreundlichen Interaktionskonzept und ansprechenden Oberflächenelementen.

Basierend auf diesen Erweiterungen und dem modularen Aufbau von Eclipse selbst, lassen sich für Projekte spezifische Eclipse-Bundles erstellen. Diese enthalten alle für ein bestimmtes Projekt notwendigen Teile und Erweiterungen von Eclipse, ohne mit unnötigen Teilen Hauptspeicher und Rechenleistung zu verbrauchen.

Inzwischen gibt es auch Open Source-Erweiterungen, die eine automatisierte Bereitstellung und Konfiguration erheblich erleichtern. Dazu zählen oasp4j-ide, Oomph und Yatta Profiles, von denen ich einige in zukünftigen Beiträgen thematisiere.

Fazit

Durch den quelloffenen Ansatz und der kostenfreien Nutzungsmöglichkeit ist Eclipse neben IntelliJ eines der beliebteren IDEs. Man kann durch Plugins und Erweiterungen viele Programmiersprachen bedienen. Der Programmkern von Eclipse stellt in dem Zusammenhang die einzige versionsübergreifende Konstante dar. Jede Aktualisierung führt Neuerungen in den Kern ein und die integrierten Plugins bzw. Erweiterungen erfordern dadurch meist eine Anpassung an die neue Version.

Die grafische Oberfläche von Eclipse ist auf eine effiziente Arbeitsweise ausgerichtet. Der konzeptionelle Aufbau durch Views, Editoren und Perspektiven sorgt für eine anpassbare Optik und eine bequeme Arbeitsweise mit und in der IDE. Man kann sowohl die Funktionalitäten als auch die GUI von Eclipse durch die manuelle oder automatische Installation von Plugins bzw. Erweiterungen anpassen. Entsprechende Möglichkeiten finden sich in dem standardmäßig integrierten Market Place von Eclipse.

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Wie funktioniert SonarQube?

SonarQube besteht aus drei Komponenten

1. Einem Modul für Build-Management-Tools wie Apache Maven oder Apache Ant. (Hauptsächlich für die Analyse des Quelltextes hinsichtlich verschiedener Qualitätsmerkmale.)
2. Einer Datenbank, für Speicherung der Ergebnisse der Qualitätsanalyse.
3. Einer Website für die visuelle Darstellung, Auswertung und das Management der Qualitätsanalyse-Ergebnisse.

Durch diese Architektur kann man sowohl eine Prüfung des Quelltextes auf dem Entwicklungsrechner ermöglichen als auch eine Einbindung von SonarQube in den Entwicklungsprozess gewährleisten. Dies unterstützt die Ermittlung der Qualitätsmetriken auf einem Build-Server für die kontinuierliche Integration.

SonarQube analysiert den Quelltext hinsichtlich der Abdeckung durch Modultests, checkt den Quellcode nach doppeltem Code und in Bezug auf die Komplexität. Auch werden unter anderem potenzielle Fehler im Code, Kodier-Richtlinien als auch Kommentare überprüft.

Modularer Aufbau und Erweiterungen

SonarQube ist modular aufgebaut und integriert selbst einige bekannte Entwicklungswerkzeuge zur Analyse der Codequalität, darunter PMD und Checkstyle für die Erkennung von doppeltem Code für die Prüfung von Kodier-Richtlinien. Damit wird unter anderem auch nach ineffizientem Code gesuche. FindBugs dient beispielsweise zum Aufdecken potenzieller Fehler sowie Surefire und Cobertura zur Messung der Qualität der Modultests.

Diese Werkzeuge nutzen entsprechend ihrer Natur und Einsatzgebiete Metriken, um die jeweiligen Auswertungen bzw. Statistiken zu erzeugen. Der Name „Metrik“ trägt jedoch wenig Bedeutung von dem in sich, was eine Metrik ausmacht. Schlägt man nämlich nach woher der Name kommt, landet man im Lateinischen: „ars metrica„, die Lehre von den Maßen. Fragt man jedoch das Institute of Electrical and Electronics Engineers, was eine Softwaremetrik ist, erhält man folgende Antwort:

„software quality metric: A function whose inputs are software data and whose output is a single numerical value that can be interpreted as the degree to which software possesses a given attribute that affects its quality.“ „Eine Softwarequalitätsmetrik ist eine Funktion, die eine Software-Einheit in einen Zahlenwert abbildet, der als Erfüllungsgrad einer Qualitätseigenschaft der Software-Einheit interpretierbar ist.“ – IEEE Standard 1061, 1998

Folglich bedeutet dies, dass es sich bei einer Metrik am Ende des Tages um eine Funktion handelt, die für beliebige Eingaben Zahlen erzeugt. Die Beschaffenheit ist so, dass sie, nur so 

lange sie von derselben Funktion erzeugt wurden, vergleichbar sind. Dadurch kann man Rückschlüsse auf die Eingabe mit Hinblick auf die Funktion erzielen.

Ein Beispiel dafür ist die McCabe-Metrik, auch zyklomatische Komplexität genannt. Diese sehr grundlegende Metrik berechnet die Anzahl der unterschiedlichen Pfade durch ein Stück Code. Die Formel ist relativ einfach: Es wird die Anzahl an Kontrollstrukturen wie if, while, case und boolescher Operatoren wie && und || summiert und nochmals mit 1 addiert. Möchte man diese Information nochmals anhand eines Beispiels betrachten, sieht es folgendermaßen aus:

String nameDesWochenTags(int nr) {
  switch(nr) {
    case 1: return "Montag";
    case 2: return "Dienstag";
    case 3: return "Mittwoch";
    case 4: return "Donnerstag";
    case 5: return "Freitag";
    case 6: return "Samstag";
    case 7: return "Sonntag";
  }
  return "";
}

Diese relativ einfache Methode gibt den Namen eines Wochentages entsprechend seiner 1-indizierten Position innerhalb der Woche zurück. Ihre zyklomatische Komplexität beträgt 8. Zumal 1 + 7 x case. Dies ist ein verhältnismäßig hoher Wert. Ein Maximalwert von 10 gilt als allgemein akzeptiert und ausreichend erprobt. Um also die Komplexität dieser Methode zu verringern, findet eine Refaktorisierung statt, die folgendermaßen aussehen kann:

String nameDesWochenTags(int nr) {
  String[] names = new String[] {
    "Montag", "Dienstag", "Mittwoch",
    "Donnerstag", "Freitag", "Samstag",
    "Sonntag"
  };
  if(nr) > 0 && <= names.length) {
    return names[nr - 1];
  }
  return "";
}

Die zyklomatische Komplexität dieser Methode beträgt 3. Zumal 1 + 1 x if + 1 x &&. Durch den unterschiedlichen Ansatz kann man die Komplexität verringern. Dennoch ist es relativ unstrittig, dass die erste Version leichter zu verstehen ist.

Will man nun also alle Tools gemeinsam benutzen, muss man alle konfigurieren und ihre Ergebnisse zusammenführen, damit sich ein Gesamtbild darstellen lässt. Außerdem kommt es dabei zwangsweise zu Dopplungen in ausgewerteten Metriken oder anderen Kennzahlen. PMD beispielsweise besitzt durch seinen relativ vagen Aufgabenbereich Überschneidungen im Hinblick auf Codestil mit checkstyle, während es aber auch genauso wie FindBugs auf toten Code achtet. An solchen und weiteren Stellen kann SonarQube Verbesserungen herbeiführen.

Neben der visuellen Anzeige der Ergebnisse der einzelnen Bereiche, ermöglicht SonarQube das Drill-Down der Ergebnisse bis auf die einzelne Metrik und Codezeile sowie die Verknüpfung der einzelnen Metriken sowie die Darstellung ihrer historischen Entwicklung in einer recht übersichtlichen grafischen Oberfläche.

Über einen ausgeklügelten Plugin-Mechanismus ist eine relativ einfache Integration von Erweiterungen möglich. Neben den Erweiterungen für die Analyse zusätzlicher Programmiersprachen gibt es Plugins für ergänzende Metriken, Governance, Schnittstellen zu Entwicklungsumgebungen, Visualisierungen, Integration sowie zur Berechnung der technischen Schuld(en).

Fazit

Ich arbeite noch nicht so lange mit SonarQube. Um genau zu sein, habe ich es mir erst heute das erste Mal angeschaut. Zusammenfassend kann ich folgendes sagen:

Statistiken sind zwar interessant und es kann Spaß machen, sich diese anzuschauen, doch ist eine statische Codeanalyse erst dann wirklich vollständig, wenn ein Mindestmaß an Interpretation hineingeflossen ist.

Die Codeanalyse liefert ein gutes Gefühl für die Codebasis. Erst so kann man fundierte Aussagen darüber treffen, welche Bereiche des Projekts besonders gefährdet, instabil oder verbesserungsfähig sind.

Regelmäßige Analysen können die Teammotivation erhöhen. Eine positive Issuebilanz am Ende eines Sprints und aufwärtszeigende Historiengraphen sollten gute Treiber für eine Gruppe Entwickler und ein Beweis für die eigene Leistung sein.

Alles in allem sind Analyseergebnisse immer gut als Argumentationsgrundlage. Mit Hilfe der Projekthistorie, die eine Auswahl gut darstellbarer Kennzahlen beinhaltet, kann man vor Kunden oder Entscheidern besser über ein eventuell nötiges technisches Release diskutieren.

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Die Programmiersprache Java dient innerhalb der Java-Technologie vor allem zum Formulieren von Programmen. Diese liegen zunächst als reiner, menschenverständlicher Text vor, dem sogenannten Quellcode. Dieser Quellcode ist nicht direkt ausführbar. Erst der Java-Compiler, der Teil des Entwicklungswerkzeugs ist, übersetzt es in die Maschinensprache Java-Bytecode. Die Maschine, die diesen Bytecode ausführt, ist jedoch typischerweise virtuell. Folglich findet die Ausführung nicht direkt über die Hardware bzw. etwa einem Mikroprozessor ausgeführt, sondern durch entsprechende Software auf der Zielplattform.

Zweck der Virtualisierung ist die Plattformunabhängigkeit. Das Programm soll ohne weitere Änderung auf jeder Rechnerarchitektur laufen, wenn dort eine passende Laufzeitumgebung installiert ist. Oracle selbst bietet Laufzeitumgebungen für die Betriebssysteme Linux, macOS, Solaris und Windows an. Andere Hersteller lassen eigene Java-Laufzeitumgebungen für ihre Plattform zertifizieren. Auch in Autos, HiFi-Anlagen und anderen elektronischen Geräten wird Java verwendet.

Um die Ausführungsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden Konzepte wie die Just-in-time-Kompilierung und die Hotspot-Optimierung verwendet. In Bezug auf den eigentlichen Ausführungsvorgang kann die JVM den Bytecode so interpretieren, bei Bedarf jedoch auch kompilieren und optimieren.

Eine kurze Zeitreise

Im Grunde genommen ist es eine Person, die für die Entstehung der objektorientierten Programmiersprache Java verantwortlich ist. James Gosling.

James Gosling schloss sein Studium an der University of Calgary im Jahr 1977 mit dem Bachelor of Science in Informatik ab. Sechs Jahre später erhielt er den Doktortitel. Während seiner Doktorarbeit schrieb er 1981 den ersten Emacs für Unix-Systeme in C. Seine Implementierung wurde unter dem Namen Gosling Emacs (Gosmacs) bekannt. Neben Compilern und Mailsystemen erfand er bei Sun Microsystems in den 80ern gemeinsam mit David S. H. Rosenthal auch das nicht mehr weiterentwickelte Windowing-System „NeWS (Network extensible Window System)“, welches ursprünglich unter dem Namen SunDew bekannt war.

Bei seiner Arbeit von 1984 bis 2010 arbeitete Gosling bei Sun Microsystems, in dieser Zeit entwarf er auch das originäre Design von Java. Den Grundstein für diese Programmiersprache hatte er bereits während seines Studiums gelegt. Dort entwickelte er auch eine virtuelle CPU, die P-Code als Maschinensprache ausführte. Das Konzept dieser Pseudo-Maschine übertrug Gosling später auf die architekturneutrale Ausführung weitverbreiteter Programme.

Im Jahr 2005 erhielt Gosling den Titel zum Chief Technical Officer der Produktentwicklung bei Sun Microsysems.

Java als Open Source bzw. Freie Software

Sun hatte zugesichert, die JDK unter der GNU General Public License zu veröffentlichen. mit der Übernahme durch Oracle wurde auch die offene Lizenzierung übernommen. Am 13. November 2006 haben sie erste Teile der JDK bereits mit dem Compiler javac und der Hotspot Virtual Machine als Open Source veröffentlicht. Zudem hat man mit OpenJDK eine Community-Seite eröffnet, mit deren Hilfe man die Entwicklung koordinierte. Am 8. Mai 2007 folgten große Teile des „Java-SE“-Quellcodes zum Erstellen eines JDK. Eine Ausnahme stellte solcher Code dar, für den Sun nicht die nötigen Rechte besaß, um diesen freizugeben. Dieser liegt somit nur in kompilierter Form vor. Ebenfalls kündigte Sun an, dass Entwicklungen auf Grundlage des OpenJDK das „Java Compatible“-Logo führen, wenn sie nach dem „Java Compatibility Kit“ (JCK) zertifiziert sind.

Zuvor hat man den Quelltext von Java unter anderem bei jedem JDK mitgeliefert und ermöglichte so zwar Einsicht, doch man durfte diesen nicht beliebig modifizieren. Aus diesem Grund gibt es neben den offiziellen JCP auch diverse unabhängige Vereinigungen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, ein unter einer freien Open-Source-Lizenz gestelltes Java bereitzustellen. Die bekanntesten dieser Projekte sind Apache Harmony, Kaffe und das GNU-Classpath-Projekt gewesen. Gegenwärtig gibt es neben OpenJDK noch eine weitere große Implementierung, die aktuelle Java Releases veröffentlicht, Eclipse OpenJ9. Diese JVM-Implementierung hat IBM an die Eclipse Foundation übergeben. OpenJ9 steht mehrfachlizenziert unter EPL 2.0, Apache 2.0 und GNU 2.0 with Classpath Exception zur Verfügung. Darüber aber mehr in meinem Eclipse Beitrag.

Java ist mitunter eines der populärsten Programmiersprachen. In dem seit 2001 veröffentlichten TIOBE-Index lag Java bis 2020, konkurrierend mit C, stets auf den ersten beiden, seit 2021 mit zusätzlicher Konkurrenz von Python, auf den ersten drei Plätzen des Rankings. Nach dem RedMonk-Programmiersprachenindex 2019 liegt Java zusammen mit Python auf dem zweiten Platz nach JavaScript.

Das Grundkonzept von Java

Der Entwurf der Programmiersprache strebte hauptsächlich fünf Ziele an:

1. Sie soll eine einfache, objektorientierte, verteilte und vertraute Programmiersprache sein.
   Java ist im Vergleich zu anderen objektorientierten Programmiersprachen wie C++ oder C# einfacher, da es einen reduzierten Sprachumfang besitzt und beispielsweise Operatorüberladung und Mehrfachvererbung nicht unterstützt.
   
2. Sie soll robust und sicher sein.
   Viele der Designentscheidungen bei der Definition von Java reduzieren die Wahrscheinlichkeit ungewollter Systemfehler. Beispiele dafür sind die starke Typisierung, Garbage Collection, Ausnahmebehandlung sowie der Verzicht auf Zeigerarithmetik. Für die Sicherheit stehen Konzepte wie der Class-Loader, der die sichere Zuführung von Klasseninformationen zur Java Virtual Machine steuert und der Security-Manager, die sicherstellen, dass nur Zugriff auf Programmobjekte erlaubt wird, für die entsprechende Rechte vorhanden sind.
   
3. Sie soll architekturneutral und portabel sein.
   Java ist so entwickelt, dass dieselbe Version eines Programms prinzipiell auf einer beliebigen Computerhardware läuft, unabhängig von ihrem Prozessor oder anderen Hardwarebestandteilen. Zusätzlich zur Architekturneutralität ist es portabel. Folglich sind elementare Datentypen sowohl in ihrer Größe und der internen Darstellung als auch in ihrem arithmetischen Verhalten standardisiert. Beispielsweise ist ein float immer ein IEEE 754 Float von 32 Bit Länge. Dasselbe gilt beispielsweise auch für die Klassenbibliothek, mit deren Hilfe man eine vom Betriebssystem unabhängige GUI erzeugen kann.
   
4. Sie soll sehr leistungsfähig sein.
   Java hat aufgrund der Optimierungsmöglichkeit zur Laufzeit das Potenzial, eine bessere Performance als auf Compilezeit-Optimierungen begrenzte Sprachen (C++ und andere Sprachen) zu erreichen. Dem entgegen steht der Overhead durch die Laufzeitumgebung, sodass die Leistungsfähigkeit von beispielsweise C++-Programmen in einigen Kontexten übertroffen, in anderen aber nicht erreicht wird. Um die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, kann man in der Java Virtual Machine (JVM) die Performance messen.
   
5. Sie soll interpretierbar, parallelisierbar und dynamisch sein.
   Wie mehrfach erwähnt, finden die Kompilierung im maschinenunabhängigen Bytecode statt. Dieser wiederum kann auf der Zielplattform interpretiert werden. Die Java Virtual Machine interpretiert Bytecode, bevor sie es aus Performancegründen kompiliert und optimiert. Die Parallelisierbarkeit erreicht es durch die Unterstützung von Multithreading. Also durch den parallelen Ablauf von eigenständigen Programmabschnitten. Dazu bietet die Sprache selbst die Schlüsselwörter synchronized und volatile – Konstrukte, die das „Monitor & Condition Variable Paradigma“ von C. A. R. Hoare unterstützen. Die Klassenbibliothek enthält weitere Unterstützungen für parallele Programmierung mit Threads. Moderne JVMs bilden einen Java-Thread auf Betriebssystem-Threads ab und profitieren somit von Prozessoren mit multiplen Rechenkernen. Die Dynamik erreicht es durch den Aufbau. Vor allem durch die Dynamik bzw. der Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Rahmenbedingungen anzupassen. Da die Module erst zur Laufzeit gelinkt werden, können beispielsweise Teile der Software (etwa Bibliotheken) neu ausgeliefert werden, ohne die restlichen Programmteile anpassen zu müssen. Man kann Interfaces als Basis für die Kommunikation zwischen zwei Modulen einsetzen, während sich die eigentliche Implementierung dynamisch und beispielsweise auch während der Laufzeit ändern kann.

Objektorientierung

Die Grundidee der objektorientierten Programmierung ist, Daten und zugehörige Funktionen möglichst eng in einem sogenannten Objekt zusammenzufassen und nach außen hin zu kapseln (Abstraktion). Die Absicht dahinter ist, große Softwareprojekte einfacher zu verwalten und die Qualität der Software zu erhöhen. Ein weiteres Ziel der Objektorientierung ist ein hoher Grad der Wiederverwendbarkeit von Softwaremodulen.

Ein neuer Aspekt von Java gegenüber beispielsweise der objektorientierten Programmiersprache C++ ist die explizite Unterscheidung zwischen Schnittstellen und Klassen, die man durch entsprechende Schlüsselwörter interface und class ausdrückt. Es unterstützt kein Erben von mehreren unabhängigen Basisklassen (sogenannte „Mehrfachvererbung“ wie in C++ oder Eiffel üblich), wohl aber das Implementieren einer beliebigen Zahl von Schnittstellen, womit sich viele der entsprechenden Probleme lösen lassen. Dabei kann man Methodensignaturen und Standardimplementierungen von Methoden an die abgeleiteten Klassen weitergeben, jedoch keine Attribute.

Es ist nicht vollständig objektorientiert, da die Grunddatentypen (int, boolean usw.) keine Objekte sind. Dies hängt mit der Syntax zusammen. Die Semantik, Grammatik und Syntax von Java sind in der Java Language Specification (Java-Sprachspezifikation) von Sun Microsystems dokumentiert. Das folgende Beispielprogramm gibt die unter Entwicklern bzw. Programmierern klassische Meldung „Hallo Welt!“, gefolgt von einem Zeilenumbruch, auf dem Ausgabemedium aus. Mittels Autoboxing kann man in die entsprechenden Objekttypen und umgekehrt umwandeln.

Reflexion

Reflexion (englisch reflection) bedeutet in der Programmierung, dass ein Programm die eigene Struktur kennt (englisch introspection) und/oder diese modifizieren kann (englisch intercession). Auch Java bietet eine Reflexion-API als Bestandteil der Laufzeitumgebung an. Damit ist es möglich, zur Laufzeit auf Klassen und Methoden zuzugreifen, deren Existenz oder genaue Ausprägung zur Zeit der Programmerstellung nicht bekannt war. Häufig wird diese Technik im Zusammenhang mit dem Entwurfsmuster Fabrikmethode (Factory Method) angewandt.

Annotationen

Annotationen erlauben die Notation von Metadaten und ermöglichen bis zu einem gewissen Grad benutzerdefinierte Spracherweiterungen. Sinn der Annotationen ist unter anderem die automatisierte Erzeugung von Code und anderen in der Software-Entwicklung wichtigen Dokumenten für wiederkehrende Muster anhand kurzer Hinweise im Quelltext. Früher hat man dafür ausschließlich Javadoc-Kommentare mit speziellen JavaDoc-Tags verwendet, deren Auswerung von Doclets wie zum Beispiel dem XDoclet stattgefunden hat.

Annotationen können auch in den kompilierten Class-Dateien enthalten sein. Für die Verwendung wird der Quelltext folglich nicht benötigt. Insbesondere sind die Annotationen auch über die Reflection-API zugänglich. Man kann sie beispielsweise zur Erweiterung des Bean-Konzeptes verwenden. Doch darüber schreibe ich in naher Zukunft einen gesonderten Beitrag.

Wo findet Java Einsatz?

Webanwendungen

Anwendungen, die man auf einem Webserver lädt, startet und die beim Benutzer in einem Webbrowser ablaufen bzw. dargestellt werden. Üblicherweise läuft ein Teil der Webanwendung auf dem Server (die Geschäftslogik und Persistenz) und ein anderer Teil im Webbrowser (die Logik der grafischen Benutzeroberfläche). Der Serverteil wird üblicherweise vollständig in Java geschrieben, der Browserteil üblicherweise in HTML und JavaScript. Es ist jedoch auch möglich, Java-Webanwendungen inklusive GUI-Logik vollständig in Java zu schreiben (siehe z. B. Google Web Toolkit oder die Remote Application Platform). Bekannte Beispiele für Java-Webanwendungen sind Twitter, Jira, Jenkins. Zwar nicht vollständig, aber Gmail ist zu großen Teilen auch damit geschrieben.

Desktop-Anwendungen

Unter Desktop-Anwendungen oder Applikationen fasst man normale Desktop-Programme zusammen. Sowohl Internet-Kommunikationsprogramme als auch Spiele und/oder Office-Anwendungen, die auf einem normalen PC laufen, haben diese Bezeichnung. Bekannte Beispiele für Java-Desktop-Anwendungen sind die integrierte Entwicklungsumgebung Eclipse oder das mittlerweile von Microsoft aufgekaufte Computerspiel Minecraft.

Applets

Java-Applets sind Anwendungen, die man normalerweise in einem Webbrowser ausführt. Sie sind üblicherweise auf einen durch ein spezielles HTML-Tag definierten Bereich einer Webseite beschränkt. Voraussetzung für die Ausführung der Applets ist ein Java-fähiger Browser. Eine Unterstützung dieser Anwendungsform liegt seit der Version 11 nicht mehr vor.

Apps

Apps sind kleinere Applikationen für mobile Endgeräte wie Handys, Smartphones, PDAs oder Tablets. Sie laufen üblicherweise auf speziellen, für die Ausführung von Java-Anwendungen optimierten Plattformen wie Java ME. Native Apps für das Android Betriebssystem von Google sind in der Regel auch damit programmiert, basieren aber auf einer abweichenden Klassenbibliotheks-API.

Entwicklungsumgebungen

Es gibt eine große Vielfalt von Entwicklungsumgebungen für Java, sowohl proprietäre als auch Open Source. Die meisten Entwicklungsumgebungen dafür sind selbst ebenfalls in Java geschrieben.

Die bekanntesten Open-Source-Umgebungen sind das von der Eclipse Foundation bereitgestellte Eclipse und das von Sun entwickelte NetBeans.

Unter den kommerziellen Entwicklungsumgebungen sind IntelliJ IDEA von JetBrains, siehe meinen Beitrag, JBuilder von Borland sowie JCreator und das auf NetBeans basierende Sun ONE Studio von Sun, am verbreitetsten. Außerdem gibt es noch eine Version von Eclipse, die von IBM unter dem Namen WebSphere Studio Application Developer („WSAD“) vertrieben wurde und ab Version 6.0 Rational Application Developer („RAD“) heißt. Auch in XCode von Apple lässt sich damit schreiben. Doch zu empfehlen ist es eher nicht, da es primär für C++ und C optimiert ist.

Sehr viele Texteditoren bieten Unterstützung dafür, darunter Emacs, jEdit, Atom (Ist aufgrund eines Hacks nicht mehr verfügbar 😉 ), Visual Studio Code, Vim und Notepad++, über die ich in zukünftigen Beiträgen schreibe.

Compiler

Ein Compiler übersetzt Java-Quellcode (Dateiendung „.java“) in einen ausführbaren Code. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Bytecode- und Nativecode-Compilern. Einige Laufzeitumgebungen verwenden einen JIT-Compiler, um zur Laufzeit den Bytecode häufig genutzter Programmteile in nativen Maschinencode zu übersetzen.

Bytecode Compiler

Im Normalfall übersetzt der Java-Compiler die Programme in einen nicht direkt ausführbaren Bytecode (Dateiendung „.class“), den die Java Runtime Environment (JRE) später ausführt. Die HotSpot-Technologie kompiliert den Bytecode zur Laufzeit in nativen Prozessorcode und optimiert diesen abhängig von der verwendeten Plattform. Diese Optimierung findet dabei nach und nach statt, sodass der Effekt auftritt, dass Programmteile nach mehrmaliger Abarbeitung schneller werden. Andererseits führt diese Technik, die ein Nachfolger der Just-in-time-Kompilierung ist, dazu, dass man mit Java-Bytecode, Anwendungen theoretisch genauso schnell wie nativ kompilierte Programme ausführen kann.

Native Compiler

Es existieren auch Compiler für Java, die Quelltexte oder den Bytecode in „normalen“ Maschinencode übersetzen können, sogenannte Ahead-of-time-Compiler. Nativ kompilierte Programme haben den Vorteil, keine JavaVM mehr zu benötigen aber auch den Nachteil, nicht mehr plattformunabhängig zu sein.

Beispiele für native Java Compiler waren Excelsior JET (eingestellt, bis Java SE 7), sowie GNU Compiler for Java (GCJ, eingestellt, bis J2SE 5.0) wie MinGW, Cygwin oder JavaNativeCompiler (JNC).

Wrapper

Als weitere Möglichkeit kann das Java-Programm in ein anderes Programm „eingepackt“ (englisch to wrap) werden. Unter anderem nennt man dies auch Adapter. Diese äußere Hülle dient dann als Ersatz für ein Java-Archiv. Sie sucht selbständig nach einer installierten Java-Laufzeitumgebung, um das eigentliche Programm zu starten und informiert den Benutzer darüber, wo er eine Laufzeitumgebung herunterladen kann, sofern noch keine installiert ist. Es ist also immer noch eine Laufzeitumgebung nötig, um das Programm starten zu können, aber der Anwender erhält eine verständliche Fehlermeldung, die ihm weiterhilft.

Java Web Start ist ein etwas eleganterer und standardisierter Ansatz für diese Lösung. Es ermöglicht die einfache Aktivierung von Anwendungen und garantiert, dass immer die neueste Version der Anwendung ausgeführt wird. Dadurch bleiben einem durch die Automatisierung komplizierte Installations- oder Aktualisierungsprozeduren erspart.

Beispiele für Java-Wrapper sind JSmooth oder Launch4J. JBuilder von Borland und NSIS sind ebenfalls in der Lage, einen Wrapper für Windows zu erstellen.

Fazit

Ein Fazit gibt es hierfür nicht, da ich es mir nicht anmaße, etwas zu beurteilen, dass ich noch nicht zu einem großen Teil verstehe. In diesem Zusammenhang vielleicht in den zukünftigen Beiträgen zu finden.

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Kurze Zeitreise

Project Jupyter entstand 2014 als Ausgliederung, aus dem von Fernando Pérez initiierten Projekts IPython. Wobei IPython nach wie vor existiert. Lediglich eher bekannt als Python Shell und Kernel für Jupyter, während das Notebook und andere sprachunabhängige Teile nun unter dem Namen Jupyter weiterentwickelt werden. Jupyter ist sprachenunabhängig und unterstützt die Ausführung vieler verschiedener Sprachen wie Julia, R, Haskell, Ruby und Python.

Im Jahr 2015 gaben GitHub und das Project Jupyter bekannt, dass das Dateiformat des Jupyter Notebooks auf der GitHub-Plattform unterstützt wird.

Ich selbst kam zwar bereits im Jahr 2015 als Producer mit Jupyter in Berührung, doch dies ist eine andere Geschichte. Wirklich gearbeitet, habe ich mit Jupyter Notebook in Bezug auf die künstliche Intelligenz bzw. dem maschinellen Lernen und dem NVIDIA Jetson bzw. dem Xavier und TX1 in Selbstregie. An dieser Stelle mein herzliches Dankeschön an Fernando Pérez und seinem unermüdlichen Einsatz für die Wissenschaft und der Open Source Szene und natürlich an NVIDIA, für die zur Verfügungstellung der DevKits (Development Kits). Wobei ich an dieser Stelle nicht garantieren kann, ob es in Ordnung ist, diese beiden im Zusammenhang zu erwähnen. Falls nicht, möchte ich mich bereits jetzt dafür entschuldigen.

Jupyter Notebook

Jupyter Notebook (früher IPython Notebooks) ist eine web-basierte interaktive Umgebung, mit der Jupyter-Notebook-Dokumente erstellt werden können. Ein Jupyter-Notebook-Dokument ist ein JSON-Dokument mit einem versionierten Schema, dass aus einer Liste von Eingabe- und Ausgabezellen besteht, die jeweils Code, Text und Plots enthalten können. Die Dateinamensendung ist „.ipynb“. Ein Jupyter Notebook kann aus der Browseroberfläche heraus in verschiedene Formate konvertiert werden (HTML, PDF, LaTeX und Folien für Präsentationen). Es bietet im Browser eine Schleife aus Eingabe, Ausführung/Ausgabe und baut dabei auf weit verbreitete Open-Source-Bibliotheken wie IPython, ZeroMQ, Tornado, Python, jQuery, Bootstrap und MathJax.

Jupyter Notebook kann verschiedene Kernels aufrufen, um die Programmierung bzw. interaktive Ausführung von Anweisungen in verschiedenen Sprachen zu unterstützen.

Jupyter Kernel

Der Kernel ist ein Programm, dass verschiedene Arten von Anfragen bearbeitet. Da Kernels über ZeroMQ kommunizieren, können sie auf der gleichen Maschine oder auf anderen Maschinen im Netzwerk in Betrieb genommen werden. Kernels erkennen nicht, mit welchem Dokument sie verbunden sind, und können von vielen Clients gleichzeitig aufgerufen werden. In der Regel ist ein Kernel für eine Programmiersprache ausgelegt. Der Kernel für Python wird mit ausgeliefert. Die Menge an Kernels mit der Unterstützung verschiedenster Programmiersprachen nimmt stetig zu.

JupyterHub

JupyterHub bringt die Leistungsfähigkeit von Notebooks zu Benutzergruppen und ist als Multi-User-Server zu sehen. Es gibt den Nutzern Zugang zu Rechenumgebungen und Ressourcen, ohne sie mit Installations- und Wartungsaufgaben zu belasten. Benutzer – einschließlich Studenten, Forscher und Datenwissenschaftler – können ihre Arbeit in ihren eigenen Arbeitsbereichen auf gemeinsam genutzten Ressourcen erledigen, die von Systemadministratoren effizient verwaltet werden können.

JupyterHub läuft in der Cloud oder auf der eigenen Hardware und ermöglicht es, jedem Benutzer auf der Welt eine vorkonfigurierte Data-Science-Umgebung zur Verfügung zu stellen. Es ist anpassbar und skalierbar und eignet sich für kleine und große Teams, akademische Kurse und groß angelegte Infrastrukturen.

JupyterLab

JupyterLab ist die webbasierte interaktive Entwicklungsumgebung für Notebooks, Code und Daten und damit das Nachfolgeprodukt für die GUI (Benutzeroberfläche). Mit der flexiblen Oberfläche können Benutzer Arbeitsabläufe in den Bereichen Datenwissenschaft, wissenschaftliche Berechnungen, Computerjournalismus und maschinelles Lernen konfigurieren und gestalten.

Fazit

Ein objektives Fazit fällt mir an dieser Stelle schwer, da ich die Lösungen nur für mich und allein verwendet habe. Interessant wäre es gewesen, dies in einem Team zu machen. Ich kann mir vorstellen, dass es bei der Versionierung durchaus einige Herausforderungen geben kann. Auch beim Mergen (Zusammenführen) von Code, kann sich dieses Unterfangen wahrscheinlich etwas komplizierter gestalten. Daher enthalte ich mich in diesem Fall bis auf Weiteres. Ich bin davon überzeugt, dass ich auch in Zukunft Berührungspunkte damit habe und diesen Artikel dementsprechend erweitere oder zumindest auf neue Artikel verweise.

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ProtonMail so viel anders als die anderen?

Im Gegensatz zu anderen gängigen E-Mail-Anbietern verwendet ProtonMail eine clientseitige Verschlüsselung, um E-Mail-Inhalte und Nutzerdaten zu schützen, bevor sie an die ProtonMail-Server gesendet werden. Der Dienst kann über einen Webmail-Client, das TOR-Netzwerk (Über TOR werde ich in einem zukünftigen Beitrag schreiben) oder über spezielle iOS- und Android-Apps genutzt werden und Einrichtung sowie Nutzung des Standardkontos ist kostenlos. Dennoch gibt es auch optionale kostenpflichtige Pakete, die man buchen kann.

Eine kurze Zeitreise

Proton Technologies wurde 2013 in Genf, in der Schweiz, gegründet. Anfangs war die Registrierung bzw. Mitgliedschaft nur auf Basis einer Einladung möglich. Am 16. Mai 2014 ging ProtonMail in die öffentliche Beta-Phase über. Die Resonanz war so positiv, dass nach drei Tagen die Beta-Anmeldungen vorübergehend ausgesetzt werden mussten, um die Serverkapazität zu erweitern.

Die PayPal Story

Zwei Monate später erhielt Proton Technologies über eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo ca. 550.000 US-Dollar von ca. 10.500 Spendern, obwohl das Ziel lediglich für 100.000 US-Dollar angesetzt war. Während der Kampagne wurde das PayPal-Konto von Proton Technologies von PayPal mit dem Verdacht auf die unrechtmäßige Verschlüsselung eingefroren. PayPal verhinderte die Abhebung von Spenden im Wert von ca. 250.000 US-Dollar. Nachdem die Sperre unbegründet blieb, wurden die Beschränkungen am nächsten Tag wieder aufgehoben.

Am 18. März 2015 erhielt Proton Technologies 2 Millionen US-Dollar von der gemeinnützigen Fondation Genevoise pour l’Innovation Technologique (FONGIT) und Charles River Ventures. Der 14. August 2015 war der Startschuss für ProtonMail in der Prefinal-Version 2.0.
Diese hatte eine komplett neu geschriebene Codebasis für die Webschnittstelle. Am 17. März 2016 kam die Version 3.0, die den offiziellen Start von ProtonMail aus der Betaphase heraus darstellte. Neben einer neuen GUI für den Web-Client, umfasste Version 3.0 auch den öffentlichen Start der Beta-Anwendungen für iOS und Android. Bis 2017 hatte ProtonMail in etwa 2 Millionen Nutzer.

Am 19. Januar 2017 kündigte Proton Technologies eine Tor-Seite an. Am 21. November 2017 wurde ProtonMail Contacts vorgestellt, der Kontaktmanager mit Zero-Knowledge-Verschlüsselung. ProtonMail Contacts nutzte bzw. nutzt auch digitale Signaturen, um die Integrität der Kontaktdaten zu überprüfen. Am 6. Dezember 2017 folgte die Veröffentlichung der ProtonMail Bridge. Eine Anwendung, die E2EE (Ende-zu-Ende-E-Mail-Verschlüsselung) für jeden Desktop-Client bot bzw. der IMAP und SMTP unterstützt.

Am 25. Juli 2018 führte ProtonMail die Adressverifizierung und die Unterstützung von Pretty Good Privacy (PGP) ein. Dadurch wurde ProtonMail mit anderen PGP-Clients interoperabel.

Der Quellcode für das Backend war und blieb bislang Closed Source. Den Quellcode für die Weboberfläche hat ProtonMail jedoch unter einer Open-Source-Lizenz veröffentlicht. ProtonMail hat auch seine mobilen Clients für iOS und Android, sowie die ProtonMail Bridge App als Open Source veröffentlicht. Der gesamte Quellcode ist auf GitHub zu finden. Was GitHub ist kann man in diesem Beitrag lesen.

App Fairness

Im September 2020 beteiligte sich ProtonMail an der Gründung der Coalition for App Fairness. Deren Ziel ist es, bessere Bedingungen für die Aufnahme von Apps in App Stores zu ermöglichen. Proton gründete auch die Coalition for Competitive Digital Markets. Heute zählt die Vereinigung in etwa 50 europäische Technologieunternehmen, die offene, interoperable und wettbewerbsfähige digitale Märkte unterstützen sollen.

Neues Corporate Design

Im Mai 2022 aktualisierte die Proton AG ihr gesamtes Corporate Design. Um ein einheitliches Design für ihre gesamte Software zu erreichen. Stand heute sind es ca. 70 Millionen+ Nutzer, die den Dienst nutzen bzw. vertrauen.

Fazit

Der Service von Proton ist eine durchaus gute Wahl für alle, die Wert auf Datenschutz und Privatsphäre legen. Vor allem, weil alles relativ einfach einzurichten und äußerst benutzerfreundlich aufgebaut ist. Proton Free, die kostenlose Version umfasst 1 GB Speicher und eine kostenlose Mail-Adresse, mit der 150 Nachrichten pro Tag verschickt werden können. Und für 3,99 EUR / Monat, ist man bereits mit 15 GB sowie 10 Mail-Adressen und unbegrenzten Nachrichten dabei.

Die Schwachstelle von ProtonMail ist, dass ProtonMail selbst, die Schlüssel und Software verwalten. Wenn also jemand böse Absichten pflegt, gibt es nichts, was sie daran hindert könnte, eine Version ihres Webmail-Codes zu schicken, die das Passwort für die Mailbox zurücksendet, und sobald jemand im Besitz dieses Schlüssels ist, können die PGP-Schlüssel entsperrt und verwendet werdet. Ich sage nicht, dass dies in der Vergangenheit eingetreten ist oder in der Zukunft eintreten kann. Doch genau dies ist bei einem Konkurrenz-Dienst (Hushmail), in Zusammenhang mit den US-Strafverfolgungsbehörden gemacht worden und so wurden damit zumindest Hushmail’s früheren Zusicherungen, dass ihre Lösung „sicher“ sei, zunichte gemacht.

Einen durch und durch sicheren E-Mail-Dienst zu haben, ist ein schwieriges Unterfangen. Im Grunde genommen müsste der E-Mail-Anbieter die Nutzung ausschließlich über TOR erlauben bzw. zur Verfügung stellen. Bei Google Mail muss man beispielsweise bereits die Anmeldung bzw. spätestens die Verifizierung mit einer Telefonnummer vollziehen, was durchaus eine Sicherheitslücke darstellen kann.

Und am Ende des Tages gehören zu jeder Konversation mindestens 2 Personen. Außer natürlich man ist… Das lassen wir mal lieber… 😀 Aber ja, wir haben mindestens immer zwei Enden und natürlich Metadaten, die in der Regel die IP-Adresse des Absenders, die Absenderadresse, die Empfängeradresse und die Betreffzeile enthalten. Für einen Profi lässt sich damit schon einiges anfangen. Aber um dies zu evaluieren sollte man vielleicht einen Spezialisten hinzuziehen. Ansonsten bleibt es jedem selbst überlassen, darüber zu urteilen ob und mit welchem E-Mail-Dienst man verkehren will 😀

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Da die Programmierung so stark auf einer exakten Syntax beruht, sind die Namenskonventionen für Programmiersprachen und Ressourcen alles andere als intuitiv. Java und JavaScript sind in etwa so eng miteinander verwandt wie Äpfel und Birnen, und das Python-Logo mag zwar ein Bild von ineinander verschlungenen Schlangen sein, aber eigentlich ist es nach „Monty Python’s Flying Circus“, einer BBC-Comedy-Serie aus den 70er Jahren benannt. Aber dies ist nur die Spitze des Eisbergs :). Für jemanden, der zum ersten Mal von Git und GitHub hört, ist die offensichtliche Verbindung vielleicht nicht ganz so offensichtlich.

Ist es nun dasselbe? Wenn nicht, sind sie in irgendeiner Weise miteinander verbunden? Oder ist die Verbindung, wie bei Java und JavaScript, nur oberflächlich?

Dies sind durchaus gerechtfertigte Fragen. Immerhin war Microsoft im Jahr 2018 bereit, 7,5 Milliarden Dollar für die Übernahme auszugeben, sodass Entwickler aller Qualifikationsstufen aufhorchen sollten. Die Wahrheit ist, dass Beiden viel enger miteinander verbunden sind als Java und JavaScript – aber mit einigen wichtigen Unterschieden, die sie voneinander unterscheiden. Nachdem ich gestern bereits über Git geschrieben habe, hier die Eigenschaften von GitHub.

Was ist GitHub?

In der Diskussion wurde oft der Vergleich gezogen, dass GitHub für Git das ist, was Facebook für das tatsächliche Gesicht ihrer Nutzer ist. Folglich ist Facebook eine Art Online-Gesichtsdatenbank und GitHub ist als Hosting-Service für Git-Repositories konzipiert.

Und was genau ist ein Git-Repository-Hosting-Dienst?

Es handelt sich um eine Online-Datenbank, mit der Git-Versionskontrollprojekte außerhalb des lokalen Computers/Servers gemeinsam genutzt werden können. Während Git lokal betrieben bzw. selbst gehosted werden muss, ist GitHub ausschließlich Cloud-basiert und ein kostenpflichtiger Dienst (Die grundlegenden Repository-Hosting-Funktionen sind kostenlos verfügbar, wenn man ein Profil erstellt ;). Was GitHub zu einer beliebten Wahl für Open-Source-Projekte macht).

Das liegt daran, dass es nicht nur alle Funktionen und Vorteile von Git bietet, sondern auch die Grundfunktionen von Git erweitert. Es bietet eine äußerst intuitive, GUI (Graphical User Interface – Grafische Benutzeroberfläche) und stellt Programmierern integrierte Kontroll- und Aufgabenverwaltungswerkzeuge zur Verfügung. Zusätzliche Funktionen können über den Marketplace-Dienst implementiert werden. Und da GitHub cloudbasiert ist, kann jede autorisierte Person von jedem Computer oder Smart-Device, ja, auch mit dem Smartphone, überall auf der Welt auf die Git-Repositories zugreifen (Vorausgesetzt, die Person verfügt über eine Internetverbindung).

Man kann darüber den eigenen Code mit anderen teilen und im Zuge der Kollaboration die Möglichkeit nutzen, Überarbeitungen an den verschiedenen Git-Zweigen vorzunehmen. Auf diese Weise können sich ganze Teams in Echtzeit in diversen Projekten abstimmen. Wenn Änderungen vorgenommen werden, werden neue Zweige erstellt, so dass das Team den Code weiter überarbeiten kann, ohne die Arbeit der anderen zu überschreiben. Diese Zweige sind wie Kopien, und die darin vorgenommenen Änderungen werden nicht in den Hauptverzeichnissen auf den Rechnern der anderen Benutzer wiedergegeben, es sei denn, die Benutzer entscheiden sich dafür, die Änderungen zu pushen (schieben) oder zu pullen (ziehen), um sie zu übernehmen. Es gibt auch eine Desktop-Anwendung, die einige zusätzliche Funktionen für erfahrene Entwickler bietet.

Es gibt auch andere Git-Repository-Hosting-Dienste wie GitLab, BitBucket und SourceForge, die allesamt brauchbare Alternativen darstellen und mit denen ich auch schon in verschiedenen Projekten gearbeitet habe. GitLab bietet sogar eine integrierte Option, mit der die Nutzer ihre Projekte direkt nach GitLab migrieren können.

Tabellarische Gegenüberstellung

Fazit

Alles in allem ist Git ein Versionskontrollsystem, mit dem man den Quellcode verwalten und verfolgen kann. GitHub ist ein Cloud-basierter Hosting-Dienst, mit dem man die Git-Repositories verwalten kann. Wenn man ein Open-Source-Projekt hat, welches Git verwendet, dann soll es helfen, dieses einfacher zu verwalten.

Schließlich sind die Namenskonventionen in der Welt der Programmierung nicht immer intuitiv. Deshalb lohnt es sich, die Verbindungen und Unterschiede zwischen den ähnlich benannten Lösungen zu erkennen. Beide bieten Programmierern wertvolle Versionskontrollfunktionen, sodass man laufend Software erstellen kann, ohne die Befürchtung zu haben, dass alles durcheinander kommt, da viele Menschen daran arbeiten. In diesem Fall verderben viele Köche nicht wirklich den Brei. GitHub geht nur ein bisschen weiter als Git. Es bietet ein paar Funktionen mehr sowie Ressourcen wie den Online-Speicherplatz und erleichtert die Zusammenarbeit an Projekten durch eine einfach zu bedienende Benutzeroberfläche.

Der Beitrag GitHub – Das Zentrum kollaborativer Softwareentwicklung und der Ort, um Code, Ideen und Innovationen zu teilen erschien zuerst auf CEOsBay.