2. Розробка програмних систем складної структури

Тема 9. Система вводу-виводу в Java

Клас File: внутрішні класи, які не мають імені, створення ди­ректорій. Ввід/вивід: типи вхідних потоків InputStream, типи ви­хідних потоків OutputStream, додаток властивостей і корисних інтерфейсів; читання з вхідного потоку за допомогою Filterlnput-Stream. Запис у вихідний потік за допомогою FilterOutputStream. Класи для читання і запису даних: Reader, Writer. Типове вико­ристання потоків вводу/виводу: вхідні та вихідні потоки. Стандарт­ний ввід/вивід; стиснення даних. Архіви Java.

Тема 10. Створення вікон і аплетів

Простий аплет: обмеження аплетів, переваги аплетів, каркаси додатків. Запуск аплетів у Wеb-броузері. Використання інстру­менту Appletviewer. Тестування аплетів. Запуск аплетів із командно­го рядка. Інструмент для показу програм на екрані. Використання Провідника Windows. Створення кнопки. Обробка подій. Багато­рядкові текстові поля. Управління розташуванням компонентів. Полярне, послідовне, табличне, абсолютне і блочне розташуван­ня. Модель подій бібліотеки Swing: типи подій, обробка кількох подій одночасно. Каталог компонентів бібліотеки Swing: кнопки, значки, підказки, рамки, прапорці, комбіновані списки тощо.

Тема 11. Розподільне програмування

Програмування в мережах. Ідентифікація машини. Сервери та клієнти. Сокети. Простий сервер і клієнт. Обслуговування вільної кількості клієнтів. Використання адресів URL з аплету. Читання файла із сервера. Мова Java і бази даних (драйвер JDBC). Серв-лети і багатозадачність. Обробка сеансів. Серверні сторінки Java (JSP) (ЗБР). Система CORBA.

1. Вступ до мовного середовища. Ознайомлення з мовним середовищем. Початкові відомості про мовне середовище java

1. Виконання Java-програми.

2. Склад і використання Java Development (JDK).

3. Набір Java Runtime Environment (JRE) і його вста­ новлення.

4. Інтегроване середовище JBuilder.

1.1. Виконання Java-програми

Існує класична технологія виконання програми, написаної мо­вою високого рівня. По-перше, програма будь-якою мовою, на­писана програмістом, має назву початковий модуль (source). Цю програму не можна відразу виконати. її необхідно спочатку скомпілювати — перетворити на об'єктний модуль. Але й об'єктний модуль, як правило, не можна виконати без залучення бібліотек і перехресних посилань між його секціями. По-друге, після повтор­ної компіляції із секціями та бібліотеками дістанемо завантаже­ний (виконавчий) модуль.

Початковий модуль мовою Java має деякі особливості. Прог­рама мовою Java компілюється безпосередньо в машинні команди, але це команди не якогось конкретного процесора, а так званої віртуальної машини Java (Java Virtual Machine — JVM). Вірту­альна машина Java — це сукупність команд разом із системою їх виконання. Команди JVM називають байт-кодами. Зазначена компіляція не залежить від типу конкретного процесора й архітек­тури конкретного комп'ютера. її можна виконати один раз безпо­середньо після написання програми.

Байт-коди записуються в один або кілька файлів і можуть збе­рігатися в зовнішній пам'яті або передаватися по мережі. Потім отримані байт-коди можна виконувати на будь-якому комп'ютері, що має систему реалізації JVM (рис. 1.1).

Файл класу

Початковий файл Компілятор

Інші класи Рис. 1.1. Компіляція Java-програми у файл *.class

Інша особливість Java полягає в тому, що всі стандартні функ­ції, які викликаються в програмі, підключаються до неї тільки на етапі виконання і не включаються до байт-коду. У такий спосіб відбувається динамічне компонування, що зменшує обсяг ком­пільованої програми.

Унаслідок динамічного компонування та інтерпретації байт-кодів значно зменшується швидкість виконання програм. Щоб підвищити швидкість інтерпретації, розроблено ЛТ-компілятори (Just-In-Time), які інтерпретовані ділянки коду в машинних ко­мандах запам'ятовують, а далі виконують їх, наприклад у циклах. Крім реалізації JVM для виконання байт-кодів необхідно ма­ти набір функцій, які викликаються з байт-кодів і динамічно компонуються з байт-кодами. Цей набір оформлюють у вигляді бібліотеки класів Java як один або кілька пакетів. Сукупність необхідних нормальних інструментів для повного циклу роботи з мовою програмування Java — компіляції, інтерпретації, налаго­дження та бібліотека класів — має назву JDK (Java Development Kit).

Питання і завдання

1. Що таке Java: мова чи технологія? Дати визначення.

2. Дати визначення додатка. Навести приклад.

3. Запуск додатків на різних платформах.

4. Запуск додатка кінцевим користувачем.

1.2. Склад і використання JDK

Компанія Sun Microsystems пропонує такий набір програм і кла­сів JDK:

• компілятор Javac з початкового тексту в байт-коди;

• інтерпретатор Java, який містить реалізацію JVM;

• програма перегляду аплетів appletviewer;

• налагоджувач jdb;

• дизасемблер Javap;

• програму архівації та стиснення jar;

• програму збору документації javadoc;

• програму javah генерації заголовкових файлів мови С;

• програма javakey додавання електронного підпису;

• програма native2ascii, що перетворює бінарні файли в текстові;

• програми rтіс та rmiregistry для роботи з віддаленими об'єк- тами;

• програму serialver, яка визначає нoмер версії класу;

• бібліотеки та заголовкові файли «рідних» методів ;

• бібліотеку класів Java API.

Установлення JDK. Існування ліцензійного компакт-диска з набором JDK дає змогу встановити цей комплекс на будь-якому комп'ютері. Для цього слід запустити файл з архіву на виконання. У вікні встановлення буде запропоновано вибрати стандартний каталог (directory) установлення C:\jdkl.3. Якщо вказується інший каталог, то потрібно виконати певні дії. По-перше, слід після встановлення перевірити значення змінної PATH. Ця змінна повинна мати повний шлях до підкаталога від цього каталога. Якщо він відсутній, то потрібно його створити. Наприклад: C:\jdkl.3\bin. Також слід визначити і спеціальну змінну CLASSPATH, яка вказує шляхи до архівних файлів і ка­талогів із бібліотеками класів. Системні бібліотеки 2 підключа­ються автоматично без змінної CLASSPATH.

Зауважимо: zip- та jar-архіви розпаковувати не потрібно.

Закінчивши встановлення набору JDK, отримаємо каталоги jdkl.3 з підкаталогами:

• bin — містить виконувальні файли;

• demo — містить приклади програм;

• docs — містить установлену документацію;

• include — містить заголовкові файли «рідних» методів і фай­ ли з кодом мов С, C++;

• old-include — містить файли сумісності з попередніми вер­ сіями;

• lib — містить бібліотеки класів і файли властивостей;

• src — містить початкові тексти програм JDK; замість ката- лога в нових версіях існує упакований файл src.jar.

Зауваження. Набір JDK містить початкові тексти сво­їх програм, написаних мовою Java. Це дає змогу отри­мати інформацію про будь-який викликаний метод.

Використання JDK. Набір JDK зорієнтовано на виконання програм з командного рядка вікна MS-DOS Prompt в Windows 95/98/МЕ або вікна Command Promt в Windows NT/2000/XP У систе­мі UNIX можна працювати і в текстовому режимі, і у вікні Xterm.

Програму мовою Java можна написати в будь-якому тексто­вому редакторі: Notepad, Wordpad у MS Windows, редакторах vi, emacs y UNIX. Після цього слід зберегти програму у файлі з роз­ширенням Java.

Наприклад, використовуючи пакет JDK1.3, виконуємо таку послідовність дій:

• запускаємо емулятор DOS (комбінація клавіш Ctrl + R і ко­- манда CMD) та перехід у каталог \bin пакета JDK1.3);

• засобами Dos створюємо файл: copy con Display.java <ENTER> <Ctrl + Z>;

• редагуємо даний файл: edit Display.java;

• остаточний вигляд нашого файла повинен бути таким: import java.util.*;

import java.lang.*; public class Display {

private static String s;

public static void main (String [] args) {

System.out.println («I'am very glad to see you» +args [0]);

}

}

• далі компілюємо файл Display.java у байт-код, набираючи команду javac Display.java;

• скомпільований файл можемо виконати за допомогою іншої команди: Java Display YURIY;

• на екрані з'явиться напис: I'ат very glad to see you YURIY. Якщо робота з командною строкою не дуже зручна, для роз­ робки програм використовується інтегроване середовище.

Інтегроване середовище Java. Вибір будь-якого засобу роз­робки програми мовою Java залежить, по-перше, від технічних можливостей комп'ютера; по-друге, від особистих уподобань користувача; по-третє від того, наскільки користувач практич­но опанував конкретний компілятор, вбудований у програмний продукт.

Серед відомих інтегрованих середовищ, які містять JDK, слід віднести:

• Java Workshop фірми Sun Microsystems;

• JBuilder фірми Inprise;

• Visual Age for Java фірми IBM;

• інші.

Ці програмні продукти можна встановлювати без JDK.

Питання і завдання

1. Описати технологію установлення JDK будь-якої версії.

2. Створити Java-додаток. Описати послідовність створення і виконання Java-додатка.

Створити будь-який аплет і запустити його на виконання.

1.3. Набір Java Runtime Environment (JRE)

Для досягнення машинної незалежності програм, написаних мовою Java, компілятор виконує перехід програми в проміжний код — байт-код. Такий код машино-незалежний, формується від­повідно до специфікацій JVM і виконується однаково — незалеж­но від платформи. Інтерпретатор мови Java виконує скомпільова­ний байт-код на апаратній платформі, використовуючи необхідні класи. Одна програма містить кілька модулів байт-коду — класів. Якщо Java-програма складається з кількох класів, то при компіля­ції буде створено таку саму кількість модулів: один клас — один модуль байт-коду (див. рис. 1). JVM є частиною більш розширено­го набору програм, який має назву середовище виконання Java-програм (Java Runtime Environment — JRE). JRE включено до скла­ду популярних броузерів Internet, таких як Microsoft Internet Exp­lorer та Netscape Navigator. Для запуску вашого Java-додатка кінце­вим користувачем у останнього має бути JRE. У перекладі JDK існує JRE. Але кінцеві користувачі можуть окремо завантажити її.

Пропозиція. Потрібно створити командний файл *.but, до складу якого внести запуск інтерпретатора Java і ваш додаток. Тоді для запус­ку додатка слід натиснути двічі на піктограму командного файла.

При виконанні самостійного Java-додатка завантаження JVM ви­конується з командного рядка за допомогою утиліт пакета JDK Java.

При виконанні Java байт-коду з HTML-сторінки завантаження JVM здійснює Web-броузер. Тому JVM, яка виконується в сере­довищі Web-броузера перед завантаженням Java байт-коду (апле-та), контролює захист доступу до системних ресурсів.