Inhalt Intensivkurs Java Innere Klassen Operatoren Streamskfg/java/javaF.pdf · Inhalt Intensivkurs Java | Einleitung Innere Klassen Datentypen Threads Operatoren Streams Kontrollstrukturen

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��♣Inhalt Intensivkurs Java

Einleitung Innere KlassenDatentypen ThreadsOperatoren StreamsKontrollstrukturen Netzwerk-ProgrammierungDie Java-Klasse Graphische BenutzeroberflachenVererbung AppletsAusnahmebehandlung Datenbankanbindung

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��♣Inhalt Advanced Java

Serialisierung Java BeansRemote Method Invocation Enterprise Java BeansServlets SicherheitNative Methoden InternationalisierungReflexion Entwicklungswerkzeuge

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��♣”Hello-World”-Programm

public class GutenTag

{public static void main (String[] argument)

{System.out.println ("Guten Tag!");

}}

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��♣Klassenname, Filenamen

GutenTag.java

$ javac GutenTag.java

GutenTag.class

$ java GutenTag

Guten Tag!

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��♣main-Methode

public static void main (String[] argument)

{}

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��♣Produkt von zwei Zahlen

import java.io.*;

public class Produkt


{double[] zahl = new double[2];

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for (int i = 0; i < 2; i++)

{System.out.print ("Bitte Zahl ");

System.out.print (i + 1);

System.out.print (" eingeben: ");

System.out.flush ();

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try{zahl[i] = new Double (

new BufferedReader (new InputStreamReader (System.in)).readLine ()).doubleValue ();

// oder ausfuhrlich:

//InputStreamReader s = new InputStreamReader (System.in);

//BufferedReader t = new BufferedReader (s);

//Double d = new Double (t.readLine ());

//zahl[i] = d.doubleValue ();

}

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catch (IOException e)

{System.err.println ("IOException wurde geworfen!");

}catch (NumberFormatException e)

{System.err.println ("NumberFormatException "

+ "wurde geworfen!");

}}

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System.out.print ("Das Produkt von ");

System.out.print (zahl[0]);

System.out.print (" mit ");

System.out.print (zahl[1]);

System.out.print (" betragt ");

System.out.println (zahl[0] * zahl[1]);

}}

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$ javac Produkt.java

$ java Produkt

Bitte Zahl 1 eingeben: 3.2

Bitte Zahl 2 eingeben: 6

Das Produkt von 3.2 mit 6 betragt 19.200000000000003

$

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��Schmier-Programm

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;

public class Schmier extends JApplet

implements ActionListener,

ItemListener, MouseMotionListener

{// ...

}

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private Container behalter;

private int altesX = 0;

private int altesY = 0;

private Color aktuelleFarbe = Color.black;

private JButton loeschKnopf;

private JComboBox farbWahl;

private JButton endeKnopf;

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private static final String schwarz = "Schwarz";

private static final String rot = "Rot";

private static final String gelb = "Gelb";

private static final String grun = "Grun";

private static final String blau = "Blau";

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public void init ()

{behalter = this.getContentPane ();

behalter.setLayout (new FlowLayout ());

behalter.setBackground (Color.gray);

loeschKnopf = new JButton ("Loschen");

loeschKnopf.addActionListener (this);

loeschKnopf.setForeground (Color.black);

loeschKnopf.setBackground (Color.lightGray);

behalter.add (loeschKnopf);

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farbWahl = new JComboBox ();

farbWahl.addItemListener (this);

farbWahl.addItem (schwarz);

farbWahl.addItem (rot);

farbWahl.addItem (gelb);

farbWahl.addItem (grun);

farbWahl.addItem (blau);

farbWahl.setForeground (Color.black);

farbWahl.setBackground (Color.lightGray);

behalter.add (new JLabel ("Farbe: "));

behalter.add (farbWahl);

behalter.addMouseMotionListener (this);

}

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public void actionPerformed (ActionEvent ereignis)

{Object ereignisQuelle = ereignis.getSource ();

if (ereignisQuelle == loeschKnopf)

{repaint ();

}

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else if (ereignisQuelle == endeKnopf)

{System.exit (0);

// Nur bei Applikation erlaubt,

// bei Applet nicht erlaubt.

}}

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public void itemStateChanged (ItemEvent e)

{if (e.getItem () == schwarz)

aktuelleFarbe = Color.black;

else if (e.getItem () == rot)

aktuelleFarbe = Color.red;

else if (e.getItem () == gelb)

aktuelleFarbe = Color.yellow;

else if (e.getItem () == grun)

aktuelleFarbe = Color.green;

else if (e.getItem () == blau)

aktuelleFarbe = Color.blue;

}

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public void mouseDragged (MouseEvent e)

{Graphics g = behalter.getGraphics ();

g.setColor (aktuelleFarbe);

g.drawLine (

altesX, altesY, e.getX (), e.getY ());

altesX = e.getX ();

altesY = e.getY ();

}

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public void mouseMoved (MouseEvent e)

{altesX = e.getX ();

altesY = e.getY ();

}

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public void addiere (JComponent komponente)

{behalter.add (komponente);

}

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{Schmier s = new Schmier ();

s.init ();

s.endeKnopf = new JButton ("Ende");

s.endeKnopf.addActionListener (s);

s.endeKnopf.setForeground (Color.black);

s.endeKnopf.setBackground (Color.lightGray);

s.addiere (s.endeKnopf);

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JFrame f = new JFrame ("Schmier");

f.pack (); // Trick: Erzeugt Peer-Frame

f.getContentPane ().add (s, BorderLayout.CENTER);

f.setSize (600, 400);

s.start ();

f.setVisible (true);

}

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��Schmier-HTML-Datei

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Das Schmier-Applet</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

Wenn Sie einen Java-fahigen Browser benutzen,

bitte schmieren Sie im unten angegebenen Applet rum.

Ansonsten haben Sie Pech gehabt.

<P>

<APPLET code="Schmier.class" width=600 height=400>

</APPLET>

</BODY>

</HTML>

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��Schmier-HTML-Datei

$ javac Schmier.java

$ java Schmier

$ appletviewer Schmier.html

$ netscape file:‘pwd‘/Schmier.html

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��♣Geschichte von Java

• 1990: James Gosling ”Oak”

• 1993: Java-Team(Gosling, Joy, Steele, Tuck, Yellin, van Hoff)

• 1995: Erstes Java Developer Kit (JDK 1.0)

• 1996: JDK 1.0.2 erste brauchbare Version

• 1997: Version JDK 1.1

• 1998: Version JDK 1.2, Java 2

• 1999: Java 2, J2SE, J2ME, J2EE

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��♣Merkmale von Java

• Plattformunabhangigkeit(Einsatz in allen moglichen Systemen: Mobiltelefon,Modem, Drucker, Fernsehen, Waschmaschine, Prozes-sautomatisierung, Bankensoftware)

• JVM (Java Virtual Machine) kann Betriebssystem furalle Computer sein. Ist etwa 200 KByte groß.

• Funktionalitat und Interaktivitat fur WWW

• Software muss nicht mehr gespeichert werden, sondernkann ubers Netz auf aktuellem Stand geholt werden.

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��♣Merkmale von Java

• einfach • architekturunabhangig• objekt-orientiert • portabel• verteilt • hochleistungsfahig• interpretiert • Multithread-fahig• robust • dynamisch• sicher

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��♣Objektorientierte Programmierung

• Identitat von Objekten

• Klassifizierung

• Polymorphismus

• Vererbung

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��♣Java-Programm

• Klassen- und Schnittstellendefinitionen

• Eigenstandige Anwendung: Irgendeine Klasse mussmain definieren.

• public static void main (String[] arg)

• arg[0] ist wirklich erstes Argument,nicht Klassenname.

• Kein Ruckgabewert. Workaround:System.exit (intRueckgabeWert)

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��Argumente von main

public class GutenTagArg


{System.out.println ("Guten Tag!");

for (int i = 0; i < argument.length; i++)

{System.out.print ("Argument ");

System.out.print (i);

System.out.print (" war: ");

System.out.println (argument[i]);

}System.out.println ();

}}

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��♣Umgebungsvariable

String heimVerzeichnis

= System.getProperty ("user.home");

Weitere Umgebungsvariable sind z.B.:

user.name

user.dir

java.version

java.home

java.class.version

os.name

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��♣Namensraum

•Weltweit eindeutige Namen.

• Keine globalen Variablen oder Methoden.

• Variable und Methoden sind Klassenelemente.

• Klassen gehoren zu Paketen.

• Paketnamen leiten sich vom Verzeichnis ab,sind damit an den Ort gekoppeltund dadurch automatisch eindeutig.

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��♣Namensraum

PaketName.KlassenName.variablenNamePaketName.KlassenName.methodenName ()

Beispiel:

//ba-stuttgart.de/kfg/lang/java/GutenTagArg.class

Paketname : de.ba-stuttgart.kfg.lang.java

Klassenname : GutenTagArg

Methodenname : main

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��♣Quellcode-Datei .java

• Quellcode-Datei hat Erweiterung .java .

• Kann mehrere Klassen enthalten.

• Nur eine Klasse darf public sein.

• Quellcode-Dateiname = Name dieser Klasse + .java

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��CLASSPATH

Unix:

setenv CLASSPATH .:/home/kfg/jvKlassen:/usr/local/jvKlassen

Windows:

SET CLASSPATH=.;a:\kfg\jvKlassen;c:\lokal\jvKlassen

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��♣Statement package

• package lang.java.konten;

• Erstes Statement nach Kommentaren.

• Datei muss in dem entsprechenden Verzeichnis liegen.

•Wenn Statement fehlt, dann Default-Paket.

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��♣Statement import

• Spart Schreibarbeit. Abgekurzte Namen.

• Nichts wird ”eingelesen”.

• Erscheinen nach dem optionalenpackage-Statement.

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��Statement import

1. import Pa.cka.ge.name;

2. import Pa.cka.ge.name.Klasse;

3. import Pa.cka.ge.name.*;

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��Sichtbarkeit – Scope

globalpublic

Paketdefault

Klasseprivate

Subklasseprotected

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��♣Lokale Variable

•Werden innerhalb von Blocken definiert und

• sind nur dort bekannt.

• Argumente von Methoden sind lokal.

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��Konstanten

public class Mathematik

{public static final double EULER = 2.7182;

public final double FAKTOR;

}

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��♣Unicode

• 16-Bit Zeichen

• Zeichen, Strings, Identifikatoren

• 0x0000 bis 0x00FF ist gleich ISO8859-1

• Escape-Sequenzen \uxxxx, \xxx, \n, \t usw

• Beispiel: "\"" lautet alternativ "\\u0022" .

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��♣Standarddatentypen

Typ enthalt Default Bit Bereich

boolean Bool’scher Wert false 1 true oder false

char Unicode-Zeichen \u0 16 \u0000 bis \uFFFF

byte ganze Zahl 0 8 -128 bis 127

short ganze Zahl 0 16 -32768 bis 32767

int ganze Zahl 0 32 -2147483648 bis2147483647

long ganze Zahl 0 64 -9223372036854775808 bis9223372036854775807

float IEEE-754 Zahl 0.0 32 ±3.40282347E+38 bis±1.40239846E-45

double IEEE-754 Zahl 0.0 64 ±1.797693134862231570E+308±4.94065645841246544E-324

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• boolean-Werte konnen nicht von oder in einen anderenTyp gewandelt werden.

•Werte vom Typ char haben kein Vorzeichen.

• Konstanten vom Typ long: 387L oder 387l

• float und double Gleitkommazahlen: 1.4F, 1.4f,3.9D, 3.9d

48

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• In den Klassen java.lang.Float und java.lang.Double

sind die Konstanten POSITIVE_INFINITY, NEGATIVE_INFINITY,

NaN (not a number), MAX_VALUE (großter Absolutwert),

MIN_VALUE (kleinster Absolutwert) definiert.

• Ganzzahlige Division durch Null wirft eine

ArithmeticException.

Gleitkommadivision durch Null:

POSITIVE_INFINITY oder NEGATIVE_INFINITY.

• Schnittstelle java.util.Enumeration.

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��Referenzdatentypen

•Objekte (object)

• Felder (array)

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��Referenzdatentypen

• In Java gibt es keine Zeiger,

(bzw alle Referenzdatentypen sind eigentlich Zeiger.)

• Es gibt keine ”Adresse-von”- oder Dereferenzierungs-Operatoren.

• Ein Objekt wird mit new erzeugt.

• Zwei Referenzdatentypen konnen auf dasselbe Objekt zeigen.

• Es gibt keine Zeigerarithmetik, keine Berechnung von Objekt-

großen, keine Manipulation von Speicheradressen.

• Defaultwert ist null.

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��Zuweisung

a = b;

a zeigt jetzt auf dasselbe Objekt wie b.a ist keine Kopie von b.

Kopie:a = b.clone ();

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��Vergleichbare Klasse

public class Zei implements Cloneable

{public char c;

public Zei (char c) { this.c = c; }

public boolean equals (Object z)

{ return c == ( (Zei)z).c; }

53

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��Kopierbare Klasse

public class Zei implements Cloneable

{public Object clone ()

{Object kopie = null;

try

{kopie = super.clone ();

}catch (CloneNotSupportedException e)

{e.printStackTrace ();

}return kopie;

}}

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��Vergleich

a == b;

Pruft, ob a auf dasselbe Objekt wie b zeigt.

Gleichheit von Objekten wird gepruft mit:a.equals (b);

55

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��Erzeugung von Objekten

Zei c;

c = new Zei (’X’);

Zei d = new Zei (’Y’);

String s = new String ("Guten Tag!");

String t = "Guten Tag!";

String r = "Guten Tag!";

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��Felder

byte[] f1 = new byte[20];

Zei[] f2 = new Zei[20];

int[] f3 = {27, 47, 67, 114};String[] s = {"Gu", "ten", " ", "Tag"};

Klasse[] f = {new Klasse (...), new Klasse (...),

new SubKlasse (...), ... };

int[] f4 = new int[] {27, 47, 56, 67}

57

��

��Mehrdimensionale Felder

short[][] m1 = new short[47][114];

long[][][][] m2 = new long[36][][][];

long[][][][] m3 = new long[36][12][][];

long[][][][] m4 = new long[36][][12][]; // Fehler

long[][][][] m5 = new long[][17][12][]; // Fehler

58

��

��verschiedene Zeilenlangen

int[][] dreieck = new int[17][];

for (int i = 0; i < dreieck.length; i++)

{dreieck[i] = new int[i + 1];

}

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��

��Verschachtelte Initialisierung

int[][] m6

= { {5, 2}, {7, 9, 1, 6, 7}, {5, 3, 9} };

60

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��Boxing und Unboxing

Integer ib = 5; // box

int i = ib; // unbox

ib++; // unbox, increment, box

Integer jb = ib + 7;

// unbox ib, calculate, box result int jb

List<Integer> n = new ArrayList<Integer> ();

n.add (47); // box

int i = n.get (0); // unbox

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��Modifikatoren

• final : Kann auf Klassen, Methoden und Variable angewendet

werden.

• native : Kann auf Methoden angewendet werden.

• synchronized : Kann auf Klassen- und Instanzmethoden ange-

wendet werden.

• transient : Kann auf Variable angewendet werden, die nicht zum

dauerhaften (persistent) Zustand eines Objekts gehoren.

• volatile : Kann auf Variable angewendet werden und bedeutet,

dass die Variable ihren Wert asynchron andern kann.

62

��

��Modifikatoren

• volatile : Kann auf Datenelemente angewendet werden und

bedeutet, dass das Datenelement seinen Wert asynchron andern

kann.

• transient : Kann auf Datenelemente angewendet werden, die

nicht zum dauerhaften (persistent) Zustand eines Objekts

gehoren. Transiente Felder werden nicht mit dem Objekt seriali-

siert.

63

��

��Typen-Literale

Class intTyp = int.class

Class intFeldTyp = int[].class

Class zeiTyp = Zei.class

Class intTyp = Integer.TYPE

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��

��Zeichenketten

• Klasse java.lang.String

• nicht \0-terminiert

• Konkatenierung mit Operator ”+”

• ”Hallo” ist String-Objekt

• String-Objekte sind nicht veranderbar.Dafur gibt es die Klasse StringBuffer.

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��

��Methoden von String

int length ()

char charAt (int i)

boolean equals (Object s2)

int compareTo (String s2)

String substring (int von)

String substring (int von, int bis)

String replace (char alt, char neu)

66

��

��String Pool

String t = new String ("irgendetwas");

t == "irgendetwas" ergibt false.String s = new String ("irgendetwas").intern ();

s == "irgendetwas" ergibt true.t = t.intern ();

t == "irgendetwas" ergibt nun auch true.

67

��

��Methoden von java.util.ArrayList

public ArrayList ();

public int size ();

public void add (Object ob);

public Object get (int i);

public Object remove (int i);

public Object[] toArray ();

68

��

��Methoden von java.util.ArrayList<T>

public ArrayList<T> ();

public int size ();

public void add (T t);

public T get (int i);

public T remove (int i);

public T[] toArray (T[] at);

69

��

��Methoden von java.util.ArrayList

public ArrayList ();

public int size ();

public void add (Object ob);

public Object get (int i);

public Object remove (int i);

public Object[] toArray (Object[] ob);

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��

��Methoden von java.util.Vector

public Vector ();

public int size ();

public synchronized void add (Object ob);

public synchronized Object get (int i);

public synchronized boolean remove (Object ob);

public synchronized Object remove (int i);

public synchronized Enumeration elements ();

public synchronized int copyInto (Object[] ob);

71

��

��Feld als Liste

import java.util.*;

public class FeldAlsListe


{// Definition eines Feldes:

String[] a = new String[] { "A", "B" };

// Verwandlung des Feldes in eine Liste:

List b = new ArrayList (Arrays.asList (a));

72

��

��Feld als Liste

// Manipulation der Liste:

b.add ("C");

// Ruckverwandlung der Liste in ein Feld:

a = (String[]) b.toArray (new String[0]);

// Ausdruck des Feldes:

for (int i = 0; i < a.length; i++)

{System.out.print (a[i] + " ");


}}

73

��

��Aufzahlungstyp enum

import java.util.*;

public class EnumDemo

{enum Wochentag {Montag, Dienstag, Mittwoch, Donnerstag, Freitag,

Samstag, Sonntag};

public static void main (String[] arg)

{ArrayList<Wochentag> wtliste = new ArrayList<Wochentag> ();

wtliste.add (Wochentag.Montag);

wtliste.add (Wochentag.Mittwoch);

wtliste.add (Wochentag.Freitag);

wtliste.add (Wochentag.Sonntag);

74

��


System.out.println ("Wir arbeiten nur an den Tagen:");

for (Wochentag wt : wtliste)

{System.out.println ("\t" + wt);


75

��


System.out.println ("Als Argumente wurden gelesen:");

Wochentag next;

for (String s : arg)

{next = null;

try

{next = Wochentag.valueOf (Wochentag.class, s);

}catch (Exception e) { e.printStackTrace (); }

System.out.println ("Gelesener String: \"" + s

+ "\" Wochentag: " + next);

}

76

int i = 0;

do {next = wtliste.get (i);

switch (next)

{case Montag:

case Dienstag:

case Mittwoch:

case Donnerstag:

case Freitag: System.out.println (next + " ist ein Arbeitstag.");

break;

case Samstag: System.out.println ("Am " + next + " wird nur manchmal gearbeitet.");

break;

case Sonntag: System.out.println ("Am " + next + " wird ganz selten gearbeitet.");

break;

}i++;

} while (next != Wochentag.Sonntag);

77

��

��Inhalt Intensivkurs Java


78

��

��Uberladung von Operatoren ?

Die Uberladung von Operatoren ist in Java nicht moglich.

Ausnahme: Der binare Operator ”+” ist auch fur Objekteder Klasse String definiert und bedeutet dort Konkate-nierung.

79

��

��Unare Operatoren

Unare Operatoren wirken auf ein Datenelement.

Sie sind rechts-assoziativ,d.h. -++a wird als -(++a)nicht als ++(-a) interpretiert.

80

��

��Binare Operatoren

Die binaren Operatoren verknupfen zwei Datenelementeund sind alle – mit Ausnahme der Zuweisungsoperatoren– links-assoziativ.

81

��

��Binare Operatoren

a + b + c + d bedeutet ((a + b) + c) + d .

Aber a = b = c = d = 1 bedeutet a = (b = (c = (d = 1))) .

a *= b += c = d -= 1 bedeutet

a *= (b += (c = (d -= 1))) .

82

��

��Ternarer Operator

x ? y : z

83

��

��Reihenfolge der Auswertung

ist unbestimmt.

int a = 0;

(a *= 2) == ++a;

Nur ”&&” und ”||” garantieren,dass der linke Ausdruck zuerst ausgewertet wird.

84

��

��Keine Operatoren sind

• Subskript (”[]”)

• Funktionsaufruf (”()”)

• new• Namensauflosung (”.”)

• Kommaoperator außer in for-Schleife

• sizeof gibt es nicht.

85

��

��Division und Modulo

• Division ”/” wird bei ganzzahligen Großen ganzzahligdurchgefuhrt.

• 11 mod 3 wird dargestellt als 11 % 3

86

��

��Bitweises Verschieben

• a << b

• a >> b

• a >>> b

87

��

��Logische Operatoren

• Bei den logischen Operatoren ”&” und ”|” werden im-mer beide Seiten ausgewertet.

• Bei den logischen Operatoren ”&&” und ”||” wird even-tuell nur die linke Seite ausgewertet.

88

��

��Typvergleich

Ausdruck instanceof Typ

89

��



90

��

��Anweisungen

• Einfachste Anweisung: ”;”

• ”a = b + c;”

• Block: ”{ }”

{int b = 0;

a = b + c;

b++;

}

91

��

��Bedingte Anweisung

if (a > 0)

{b = c / a;

c++;

}else

{System.out.println ("a nicht positiv!");

b = 0;

}

92

��

��Fallunterscheidung

char c;

// ---

switch (c)

{case ’a’:

x = xa;

break;

case ’b’:

case ’c’: x = xb; break;

default:

x = 0;

break;

}

93

��

��while-Schleife

a = 10;

while (a > 0)

{b = c / a;

a--;

}

94

��

��do-while-Schleife

a = 10;

do {b = c / a;

a--;

} while (a > 0);

95

��

��for-Schleife

for (int i = 0; i < 10; i++)

{a[i] = i;

b[i] = i * i;

}

96

��

��Enhanced for-Loop

for (Klasse x :k)

{x.methode ();

}

97

��

��Sprunge

• Es gibt kein Goto, aber goto ist reserviert.

• break• break Sprungmarke

• continue• continue Sprungmarke

98

��

��Sprunge

int a = 0;

hierher: for (int i = 0; i < 10; i++)

{a++;

for (int j = 0; j < 20; j++)

{a++;

if (a == 5) continue;

if (a == 6) break;

if (a == 7) continue hierher;

if (a == 8) break hierher;

a++;

}a++;

}

99

��

��Wertruckgabe

Mit der return Anweisung wird die Kontrolle wieder andie aufrufende Methode zuruckgegeben, wobei ein Aus-druck des Resultattyps der aufgerufenen Methode zuruck-zugeben ist.

100

��

��Methodendefinition

Modifikatoren Ruckgabetyp Methodenname (Kommalistevon Argumenten){Implementation}

101

��

��Methodendefinition

public double methode (int a, double x, char z)

{double y;

y = a * (z - ’0’);

return x * y;

}

102

��

��Argumente variabler Lange

public static int min (int a, int... b)

{int min = a;

for (int i : b)

{if (i < min) min = i;

}return min;

103

��


min (5)

min (7, 4)

min (7, 4, 12, 3, 6)

min (7, new int[] {4, 12, 3, 6})

104

��


public static int min (int a, int[] b)

public void methode (Object... o)

105

��

��Zusicherungen

assert assertion;

oder

assert assertion : errorcode;

java -ea:Klasse Klasse

AssertionError

106

��



107

��

��Klassenmerkmale

• Bildung neuer Typen, die den Bedurfnissen der ProgrammierIn

Daten zu reprasentieren genugen.

• Kontrolle des Zugangs zu Daten: Datenstrukturen konnen vor

dem direkten Zugriff des Benutzers geschutzt werden (Daten-

abstraktion, Datenkapselung, information hiding).

• Initialisierung und Aufgabe von Objekten kann fur den Benutzer

transparent erfolgen.

• Vermeidung von Code-Wiederholungen durch Vererbungsmecha-

nismen.

• Bildung von typunabhangigen Datenstrukturen.

108

��

��Klassendefinition

public class Klassenname // Klassenkopf,

// class head

{ // Klassenkorper,

} // class body

Konvention: Klassenname beginnt mit Großbuchstaben.

109

��

��Datenabstraktion

private Daten

public Elementfunktionen, Methodenpublic Zugriffsfunktionen

oder weitere Moglichkeiten mit:protected und default

110

��

��Klasse Klausurnote

public class Klausurnote

{private String fach;

private char[] note = new char[3];

public void setFach (String Fach) { }public int setNote (String Note) { }public String getNumerisch () { }public String getVerbal () { }public void drucke () { }}

111

��

��Klasse HauptKlausurnote

public class HauptKlausurnote


{Klausurnote bio = new Klausurnote ();

bio.setFach ("Biologie");

bio.setNote ("2,3");

bio.drucke ();

}}

112

��

��setFach

public void setFach (String Fach)

{fach = Fach;

}

113

��

��setNote

public int setNote (String Note)

{int n = Note.length ();

if ((n > 3) || (n == 0)

|| (n > 1 && Note.charAt (1) != ’,’)

)

{System.out.print ("Note \"" + Note);

System.out.println ("\" ist keine gultige Note!");

return -1;

}

114

��

��setNote

switch (Note.charAt (0))

{case ’5’:

if (n == 3 && Note.charAt (2) != ’0’)

{ /* Fehlermeldung */ return -1; }case ’4’: case ’3’: case ’2’: case ’1’:

note[0] = Note.charAt (0);

note[1] = ’,’;

115

��

��setNote

if (n < 3) note[2] = ’0’;

else if (Note.charAt (2) >= ’0’ && Note.charAt (2) <= ’9’)

note[2] = Note.charAt (2);

else

{System.out.print ("Note \"" + Note);

System.out.println ("\" ist keine gultige Note!");

return -1;

}return 0;

default: // Fehlermeldung

return -1;

}}

116

��

��getNumerisch

public String getNumerisch ()

{return new String (note);

}

117

��

��getVerbal

public String getVerbal ()

{double x = zahl ();

if (x < 0.99) return "ungultig";

else if ( x < 1.51) return "sehr gut";

else if ( x < 2.51) return "gut";

else if ( x < 3.51) return "befriedigend";

else if ( x < 4.01) return "ausreichend";

else return "nicht ausreichend";

}

118

��

��drucke

public void drucke ()

{System.out.print ("Die Note ");

System.out.print (fach);

System.out.print (" ist ");

System.out.print (getVerbal ());

System.out.print (" (");

System.out.print (getNumerisch ());

System.out.println (").");

}

119

��

��private Elemente

private double zahl ()

{double x = note[0] - ’0’;

x = x + (note[2] - ’0’) / 10.0;

return x;

}}

120

��

��this

Mit der Variablen this wird immer das geradevorliegende Objekt referenziert.

this.note[1]

Klarung von Namenskonflikten.

Falls Methodenresultat vorliegendes Objekt ist,return this;

121

��

��Konstruktor

•Wird ein einziges Mal beim Erzeugen eines Objekts mitnew aufgerufen.

• Eine Klasse kann mehrere Konstruktoren haben.

• Hat den gleichen Namen wie die Klasse.

• Hat keinen Ruckgabewert; erzeugt Objekt.

122

��

��Konstruktoren

public class Klassenname

{public Klassenname (int i, int j) {}public Klassenname (double x) {}public Klassenname () {}}

123

��

��Beispiel Klausurnote

public Klausurnote (String Note, String Fach)

{if (setNote (Note) == -1)

{ note[0] = ’0’; note[1] = ’,’; note[2] = ’0’; }setFach (Fach);

}public Klausurnote (String Note)

{this (Note, "N.N.");

}public Klausurnote ()

{this ("");

}

124

��

��this ()

•Mit dem Schlusselwort this () werden andereKonstruktoren derselben Klasse aufgerufen.

• Der Konstruktoraufruf this () kann nur inKonstruktoren erfolgen und muss dort als erstesStatement erscheinen.

125

��

��Anwendung von Konstruktoren

public class HauptKlausurnote


{Klausurnote bio = new Klausurnote ();

bio.setFach ("Biologie");

bio.setNote ("2,3");

Klausurnote phy = new Klausurnote ("1,8");

Klausurnote che = new Klausurnote ("3,1", "Chemie");

}}

126

��

��Default-Konstruktor

Ein Konstruktor ohne Argumente heißtDefault-Konstruktor.

Der Default-Konstruktor wird vom Compiler nur dannautomatisch erzeugt, wenn es keine vom Klassen-Implementor definierte Konstruktoren gibt.

127

��

��Instanz-Initialisatoren

sind namenlose Code-Blocke, die an beliebiger Stelle in derKlasse auftreten konnen.Sie werden in der Reihenfolge ihres Auftretens nach demSuperklassen-Konstruktor, aber vor allen anderen Kon-struktoren abgearbeitet.Damit kann man z.B. Objektfelder an der Stelle ihres Auf-tretens initialisieren, was die Lesbarkeit des Codes erhohenkann, und anonyme Klassen initialsisieren.

128

��

��Aufgabe von Objekten

• ist nicht Sache des Programmierers.garbage collection, GC

• Empfehlung an GC moglich:int[] riesig = new int[1000000];

// benutzt riesig

// riesig wird nicht mehr benotigt

riesig = null;

• Vor Deallokierung wird finalize aufgerufen.

• System.gc ();

129

��

��Destruktor-Methode finalize

• Der Java-Interpreter kann verlassen werden, ohne dass der

Garbage-Kollektor die Moglichkeit hat, alle Objekte zu deallokie-

ren.

• Es ist nicht spezifiziert, wann und in welcher Reihenfolge der

Garbage-Kollektor die Objekte deallokiert.

• Eine finalize-Methode kann das Objekt wieder zum Leben er-

wecken, indem this wieder einer Variablen zugewiesen wird. In

solch einem Fall wird finalize nicht wieder aufgerufen, wenn

das Objekt schließlich deallokiert werden kann.

• finalize-Methoden konnen Exceptions werfen. Wenn diese Ex-

ceptions nicht gefangen werden, werden sie ignoriert.

130

��

��Beispiel finalize

protected void finalize () throws Throwable

{System.out.print ("Die Note ");

System.out.print (fach);


System.out.print (getVerbal ());


System.out.print (getNumerisch ());

System.out.println (")) wird gleich deallokiert.");

super.finalize ();

}

131

��

��Die Aktivitat des GC

kann man mit der Option -verbosegc beobachten:public class Speicherfresser

{public static void main (String[] arg)

{int i = 0;

while (true)

{i++;

System.err.println ("Iteration " + i);

double[] d = new double[10000];

for (int j = 0; j < d.length; j++) d[j] = Math.random ();

}}

}

132

��

��Klassenvariable und -methoden

•Werden static deklariert.

• Klassenvariable sind Datenelemente, auf die alleInstanzen der Klasse zugreifen konnen.

• Klassenvariable und -methoden konnen ohne Instanzangesprochen werden, nur mit dem Klassennamen.

•Moglichkeit zur Emulation von”globalen” Variablen.

133

��

��Beispiel Klassenvariable


{// ---

static int anzKlausurnoten = 0;

// ---

}

134

��

��Verwendung von Klassenvariablen

Klausurnote a = new Klausurnote ();

a.anzKlausurnoten = 5;

Klausurnote.anzKlausurnoten = 6;

135

��

��Klassenmethoden


{// ---

public Klausurnote besser (Klausurnote b)

{if (zahl () < b.zahl ()) return this;

else return b;

}

public static Klausurnote besser (Klausurnote a, Klausurnote b)

{if (a.zahl () < b.zahl ()) return a;

else return b;

}// ---

}

136

��

��static-Initialisator


{// ---

static int[] feld;

static

{feld = new int[20];

for (int i = 0; i < 20; i++)

{feld[i] = i;

}}

// ---

}

137

��

��static-Initialisator

• Beliebig viele Initialisatoren sind moglich.

• native Methoden werden typischerweisemit System.load oder System.loadLibraryin einem Initialisator geladen.

• static Methoden konnen von Erbennicht uberschrieben werden.

138

��



139

��

��Vererbung

”Ist-ein”- oder Erweiterungs- oderSubstitutions-Beziehung

Angestellter ist eine PersonDampflokomotive ist eine LokomotiveLokomotive ist ein FahrzeugGirokonto ist ein KontoQuadrat ist ein Rechteck?

140

��

��Vererbung

• Erweiterung oder Spezialisierung:Erzeugung neuer Typen durch Anfugen vonzusatzlichen Eigenschaften an alte Typen(Angestellter – Person)

• Reduktion auf Gemeinsamkeiten oder Generalisierung:Definition einer gemeinsamenSchnittstelle fur verschiedene Typen

141

��

��Syntax des Vererbungsmechanismus

public class B extends A

{// ---

}

A heißt Basisklasse, Obertyp oder Superklasse,von der B abgeleitet wird oder von der B erbt.B heißt Untertyp oder Subklasse.

142

��

��Graphische Darstellung

A

B

C

A

B

143

��

��Mehrfachvererbung nicht moglich!

A B C

D

Aber beliebig viele Schnittstellen konnen geerbt wer-den.

144

��

��final Klassen

Von einer als final deklarierten Klasse kann nicht geerbtwerden.

z.B. String, Integer, Double usw.

145

��

��Klasse Object

Object ist Basisklasse aller Klassen (außer von Object).

Die Methoden, die in Object definiert sind, konnen vonjedem Java-Objekt aufgerufen werden.

146

��

��Methoden von Object

public final Class getClass ();

public String toString ();

public boolean equals (Object obj);

protected native Object clone ()

throws CloneNotSupportedException;

protected void finalize () throws Throwable;

147

��

��Polymorphismus

Jedes Objekt einer abgeleiteten Klasse ist auch ein Objektder Basisklasse.

class B extends A {}// ---

B b = new B ();

A a = b;

148

��

��Beispiel Polymorhismus

class A

{void f (String s)

{System.out.println (s + ": f kommt von A.");

}}

class B extends A

{void f (String s)

{System.out.println (s + ": f kommt von B.");

}

void g (String s)

{System.out.println (s + ": g kommt von B.");

}}

149

��

��Beispiel Polymorphismus

public class Polymorphismus


{A a = new A ();

B b = new B ();

a.f ("a.f ()");

a = b;

a.f ("a.f ()");

// a.g ("a.g ()"); // Fehler

b.g ("b.g ()");

}}

150

��

��mehr zur Syntax

• ”uberschreiben” und ”uberladen”

• Eine final-deklarierte Methode kann in einerabgeleiteten Klasse nicht uberschrieben werden.

• Alle static und alle private Methoden– wie auch alle Methoden einer final Klasse –sind implizit final.

• Uberschreibende Methode kann hohere Sichtbarkeit ha-ben.

151

��

��Referenz hat

• statischen Typ: Wird bei Deklaration festgelegt.

• dynamischen Typ: Wird durch das referenzierteObjekt bestimmt.

dynamic method lookup

152

��

��Uberschreiben von Variablen

class A { int z = 1; void f () {}}class B extends A { int z = 2; void f () {}}class C extends B

{int z = 3;

void f () {}

public void zugriff ()

{

153

��

��Uberschreiben von Variablen

z = 5; // z von C

f (); // f von C

this.z = 5; // z von C

this.f (); // f von C

((B) this).z = 5; // z von B

super.z = 5; // z von B

((B) this).f (); // f von C

super.f (); // f von B

((A) this).z = 5; // z von A

super.super.z = 5; // Fehler

((A) this).f (); // f von C

super.super.f (); // Fehler

}}

154

��

��Konstruktoren

class A

{private int a;

public A (int k) { a = k; }}

class B extends A

{public B ()

{super (17);

// ---

}}

155

��

��finalize

protected void finalize () throws Throwable

{// ---

super.finalize ();

}

156

��

��Reihenfolge der Initialisierung

1. Speicher fur Datenelemente aller Klassen einer Verer-bungshierarchie und Initialisierung mit Defaultwerten

2. Fur jede Klasse einer Vererbungshierarchie(beginnend mit der obersten Basisklasse)

(a) Instanzinitialisatoren

(b) Konstruktor(en)

Bemerkung: Polymorphes Verhalten der Methodenin Initialisatoren und Konstruktoren.

157

��

��Abstrakte Klassen

• Durch den Modifikator abstract wird eine Klasse abstrakt.

public abstract class AbtrakteKlasse {}

Von einer abstrakten Klasse konnen keine Objekte angelegt wer-

den.

• Durch den Modifikator abstract wird eine Methode abstrakt.

Eine abtrakte Methode hat anstatt einer Implementation ein Se-

mikolon.

public abstract void methode ();

Eine Klasse mit einer abtrakten Methode ist automatisch abstrakt

und muss auch so deklariert werden.

158

��

��Beispiel ZweiDimGebilde

public abstract class ZweiDimGebilde

{public String name;

public ZweiDimGebilde (String name)

{this.name = name;

}public abstract double flaeche ();

public abstract double umfang ();


{}

}

159

��


public abstract class ZweiDimGebilde


{ZweiDimGebilde[] zdg = new ZweiDimGebilde[2];

zdg[0] = new Kreis ("Rundes", 12.0);

zdg[1] = new Rechteck ("Eckiges", 17.0, 9.5);

for (int i = 0; i < zdg.length; i++)

{System.out.print (zdg[i].name + " : ");

System.out.print ("Flache = ");

System.out.print (zdg[i].flaeche ());

System.out.print (" Umfang = ");

System.out.println (zdg[i].umfang ());

}}

160

��


class Kreis extends ZweiDimGebilde

{private double radius;

public Kreis (String name, double radius)

{super (name);

this.radius = radius;

}public double flaeche ()

{return java.lang.Math.PI * radius * radius;

}public double umfang () { return 2 * java.lang.Math.PI * radius; }}

161

��


class Rechteck extends ZweiDimGebilde

{private double laenge;

private double breite;

public Rechteck (String name, double x, double y)

{super (name);

if (x > y) { laenge = x; breite = y; }else { laenge = y; breite = x; }}

public double flaeche () { return laenge * breite; }public double umfang () { return 2 * laenge + 2 * breite; }}

162

��

��Schnittstelle – interface

public interface DarstGebilde

{void zeige ();

}

Alle Methoden einer Schnittstelle sind implizitabstract und public.Nur Klassenkonstanten sind definierbar (static final).

163

��

��Schnittstelle – interface

<<interface>>

Schnittstelle

Klasse

164

��

��Beispiel DarstGebildeMain

public class DarstGebildeMain


{DarstGebilde[] zdg = new DarstGebilde[2];

zdg[0] = new DarstKreis ("Rundes", 12.0);

zdg[1] = new DarstRechteck ("Eckiges", 17.0, 9.5);

for (int i = 0; i < zdg.length; i++)

{zdg[i].zeige ();

}}

}

165

��


class DarstKreis extends Kreis implements DarstGebilde

{public DarstKreis (String name, double radius)

{super (name, radius);

}

public void zeige ()

{System.out.print ("Kreis " + name + " : ");


System.out.print (flaeche ());


System.out.println (umfang ());

}}

166

��


class DarstRechteck extends Rechteck implements DarstGebilde

{public DarstRechteck (String name, double x, double y)

{super (name, x, y);

}

public void zeige ()

{System.out.print ("Rechteck" + name + " : ");


System.out.print (flaeche ());


System.out.println (umfang ());

}}

167

��

��Schnittstellen

• Eine Klasse, die eine Schnittstelle implementiert, mussalle Methoden der Schnittstelle implementieren.

• Eine Klasse kann beliebig viele Schnittstellenimplementieren.

• Konstanten, die in einer Schnittstelle definiert wurden,konnen in der implementierenden Klasse und derenSubklassen ohne Referenz auf den Namen der Schnitt-stelle verwendet werden.

168

��

��Sub-Schnittstellen

public interface S1 extends S01, S02, S03

{// eigene Methoden

}

Bei Schnittstellen ist Mehrfachvererbung moglich!

169

��

��Klasse java.lang.Class

Bietet Informationen uber Klassen.

Class c = Class.forName ("Klausurnote");

// oder: Class c = Klausurnote.class;

Klausurnote k = (Klausurnote)c.newInstance ();

170

��

��Beispiel fur Class

// in main:

Class c = Class.forName (argument[0]);

S s = (S) c.newInstance ();

s.zeige ();

interface S

{void zeige ();

}

class A implements S

{public void zeige ()

{System.out.println ("Es grußt Sie A!");

}}

171

��

��Implementation von clone

public class A implements Cloneable

{private int intDatenElement;

private String stringDatenElement;

private B cloneableDatenElement;

public Object clone ()

{}

}

172

��

��Implementation von clone

public Object clone ()

{A kopie = null;

try

{kopie = (A) super.clone ();

kopie.stringDatenElement = new String (stringDatenElement);

kopie.cloneableDatenElement = (B) cloneableDatenElement.clone ();

}catch (CloneNotSupportedException e)

{e.printStackTrace ();

}return kopie;

}

173

��

��”Ist-ein”-Beziehung (is-a)

B ist ein A. Alles, was fur A zutrifft, trifft auch fur B zu.Die Objekte von B sind eine Teilmenge der Objekte von A.Objekte von B konnen Objekte von A voll ersetzen(Substitutionsprinzip).

class B extends A

{//---

}

174

��

��”Ist-ein”-Beziehung (is-a)

• private Methoden von A sind Methoden, die nichtgeerbt werden.

• final Methoden von A sind Methoden, deren Schnitt-stelle und deren Implementation geerbt werden. Siekonnen nicht uberschrieben werden.

• abstract Methoden von A sind Methoden, derenSchnittstelle nur geerbt wird. Sie mussen implementiertwerden.

• Bei allen anderen Funktionen wird die Schnittstelle ge-erbt. Außerdem konnen sie neu implementiert werden.

175

��

��Beziehung ”Ist-fast-ein” (is-like-a)

Bei dieser Beziehung sollte man die Gemeinsamkeiten derPartner A und B in einer abstrakten Klasse, etwa G, zu-sammenfassen, von der A und B erben.

176

��

��Beziehung ”Ist-fast-ein” (is-like-a)

A B

G

177

��

��”Hat-ein” – Beziehung (has-a)

”Ist-implementiert-mit”-Beziehung,Layering, Containment, Embedding,Einbettung, Komponente und Komponentengruppe,”tiefe” Kopie bezuglich Komponente

class A {---}

class B

{private A a;

private A[] a = new A[10];

}

178

��

��”Benutzt-ein” – Beziehung (uses-a)

”flache” Kopie bezuglich Benutztem

class A {---}

class B

{private A a;

}

179

��

��Andere Beziehungen

• Definition einer eigenen Klasse fur die Beziehung

• Diese Klasse enthalt dann die Partner der Beziehungals Datenelemente.

• Zusatzlich konnen – aus Effizienzgrunden – Objekteoder Felder von Objekten der Beziehung in den Part-nerklassen verwaltet werden.

180

��

��Botschaften

In der Objektorientierung spielen Botschaften messagesan Objekte von anderen Objekten eine große Rolle. In Ja-va wird das Senden einer Botschaft an ein anderes Objektdadurch implementiert, dass eine Methode des die Bot-schaft empfangenden Objekts aufgerufen wird.

181

��

��Mehrfachvererbung

Java kennt keine Mehrfachvererbung. Sie kann nur so im-plementiert werden, dass hochstens eine der Basisklassengeerbt wird. Fur die anderen Basisklassen mussen Schnitt-stellen definiert werden. Die Mehrfacherbin hat von diesennicht geerbten Basisklassen je ein Datenelement und im-plementiert mit diesen Datenelementen die Schnittstellen,wobei zu empfehlen ist, dass die Basisklassen die entspre-chenden Schnittstellen auch implementieren.

182

��

��Beispiel Mehrfachvererbung

Land- raeder :int+ fahren () :void

Wasser- wasserverdr :double+ schwimmen () :void

Amphibie

183

��

��Beispiel Mehrfachvererbung

Land- raeder :int+ fahren () :void

<<interface>>

WasserSchnittstelleschwimmen () :void

Wasser- wasserverdr :double+ schwimmen () :void

Amphibie

1

184

��



185

��

��Signale

• Zeigt besondere Situation an.

• Ein Signal Werfen (throw) bedeutet, das Signal zugeben.

• Ein Signal Fangen (catch) bedeutet, die entspre-chende Ausnahmesituation zu behandeln (handle).

186

��

��Syntax

// ---

try

{// ---

throw objekt;

// ---

}catch (Typ_des_Objekts e)

{ // ---

}catch (Typ_von_anderen_Objekten e)

{ // ---

}finally

{ // ---

}// ---

187

��

��finally-Block

1. Normalerweise nach Abarbeitung des try-Blocks.

2. Nach Werfen einer Exception und Abarbeitung des catch-Blocks.

3. Nach Werfen einer Exception, fur die es hier kein catch gibt.

4. Nach einem break, continue oder return im try-Block.

• Wenn der finally-Block selbst ein throw, break, continue

oder return macht, dann wird die laufende Abbruchs-Aktion ab-

gebrochen und diese neue Abbruchs-Aktion weiterverfolgt.

188

��

��Ausnahme-Objekte

mussen von java.lang.Throwable erben.

• java.lang.Error : Diese Fehler betreffen Probleme des

Bindens im Zusammenhang mit dynamischem Laden von Code

oder Probleme der virtuellen Maschine (Speicherplatz).

• java.lang.Exception : Von diesen Fehlern kann sich ein Pro-

gramm meistens erholen (z.B. java.io.EOFException oder

java.lang.ArrayAccessOutOfBounds). Diese Klassen enthal-

ten meistens eine Diagnose-Methode und Status-Methoden oder

-Variablen, die im catch-Block verwendet werden konnen.

189

Object

Throwable

ExceptionError

RuntimeException

anormal

190

��

��Deklaration von Exceptions

void methode () throws Ausnahme1, Ausnahme2 {}

• Eine Methode muss Exceptions deklarieren, wenn sienicht von ihr behandelt werden.

• Nur ”normale” Exceptions mussen deklariert werden.”Nicht-normal” sind Error und RuntimeException

• Es genugt eine Superklasse zu deklarieren.

• Fehler- oder Ausnahmehierarchien.

191

��

��Basisklasse Throwable

• printStackTrace ()

printStackTrace (PrintWriter s)

• fillInStackTrace () :

throw e;

throw (Ausnahmetyp)(e.fillInStackTrace ());

192

��

��Best Practices

• Arbeite mit einer moglichst spezifischen Exception.

• Vermeide leere catch-Blocke.

• Javadoc kennt das @throws-Tag.

• RuntimeExceptions mussen nicht deklariert und abgefangen wer-

den. Es ist nicht Best Practice, RuntimeExceptions in einem

try-catch-Block zu behandeln. Es ist besser den Fehlerfall durch

geeigneten Code abzufangen.

• Anstatt eigene Fehlerklassen zu schreiben sollte man versuchen,

die vom JSDK zur Verfugung gestellten Klassen zu verwenden.

193

��

��Beispiel

public class Ausnahme

{public static void main (String[] argument) throws A1

{ // ---

a.f (ubergebenesIntegerargument);

}void f (int i) throws A1

{ // abhangig von i verschiedene Abbruchaktion

// Ruft evtl. auch ff (i) auf.

}void ff (int i) throws A1, A2, A4

{ // Ruft fff (i) auf.

// Behandelt einige Fehler selbst.

}void fff (int i) throws A1, A2, A3, A4, A5

{ // Wirft in Abhangigkeit von i verschiedene Fehlerobjekte.

// Behandelt einige davon.

}}

194

��

��Beispiel

class A extends Throwable

{A (String diag) { this.diag = diag; }

void diagnose ()

{Ausnahme.bem ("Ausnahme " + diag + " wurde geworfen.");

}private String diag;

}class A1 extends A { A1 () { super ("A1"); } }class A2 extends A { A2 () { super ("A2"); } }class A3 extends A

{A3 () { super ("A3"); }A3 (String diag) { super (diag); }}

class A4 extends A { A4 () { super ("A4"); } }class A31 extends A3 { A31 () { super ("A31"); } }

195

��



196

��

��Innere Klassen

• Block-Struktur und Klassen-Struktur

• Adapter-Klassen

• Syntax:

– als Klassenelement

– im Block

– anonym im Block

– static innere Klasse oder Schnittstelle

• Bezug auf außeres Objekt muss klar sein.

197

��

��Beispiel innere Klassen

public class AeussereKlasse


{AeussereKlasse ak = new AeussereKlasse ();

ak.f ();

InnereKlasse ik = ak.new InnereKlasse ();

ik.f ();

ak.ff ();

ak.fff ();

}// ---

}

198

��

��Beispiel innere Klasse als Element

void f ()

{System.out.println ("Kommt von der außeren Klasse.");

InnereKlasse k = new InnereKlasse ();

k.f ();

}

class InnereKlasse

{void f ()

{System.out.print ("Kommt von der inneren Klasse, ");

System.out.println ("die als Element definiert ist.");

}}

199

��

��Beispiel innere Klasse im Block

void ff ()

{class InBlockKlasse

{void f ()


System.out.println ("die im Block definiert ist.");

}}

new InBlockKlasse ().f ();

}

200

��

��Beispiel innere Klasse anonym

interface KlasseOderSchnittstelle { void f (); }

void fff ()

{(new KlasseOderSchnittstelle ()

{public void f ()


System.out.println ("die im Block anonym definiert ist.");

}}

).f ();

}

201

��

��Schmier mit anonymen Klassen

loeschKnopf.addActionListener

(

new ActionListener ()

{public void actionPerformed (ActionEvent event)

{Graphics g = Schmier.this.getGraphics ();

Rectangle r = Schmier.this.getBounds ();

g.setColor (Schmier.this.getBackground ());

g.fillRect (r.x, r.y, r.width, r.height);

}}

);

202

��

��Callable und anonyme Klassen

package java.util.concurrent;

public interface Callable<V>

{V call () throws Exception;

}

Beispiel Rechner.java

203

��



204

��

��Scheduler

• Prioritatsgesteuertes unterbrechendes Schedulingohne Zeitscheiben.(priority based preemptive schedulingwithout time slicing)

• Abgabe des Prozessors durch yield, sleep oder wait

• Bei gleicher Prioritat nimmt Scheduler den Thread, deram langsten gewartet hat.

•Man muss aber die Gegebenheiten des zugrundeliegen-den Betriebssystems beachten: evtl. doch Zeitscheibenund weniger Prioritatsstufen.

205

��

��Erben von Thread

public class MeinThread1 extends Thread

{public void run ()

{// Eigentlicher Threadcode

}}

Anwendungscode:MeinThread1 p = new MeinThread1 ();

p.start ();

206

��

��Implementation von Runnable

public class MeinThread2 implements Runnable

{public void run ()

{// Eigentlicher Threadcode

}}

Anwendungscode:MeinThread2 ob = new MeinThread2 ();

Thread p = new Thread (ob);

p.start ();

207

��

��Beispiel ErbtThread

public class ErbtThread


{MeinThread1 herr = new MeinThread1 ("Herr");

herr.start ();

MeinThread1 knecht = new MeinThread1 ("Knecht");

knecht.start ();

}}

208

��

��Beispiel ErbtThread

class MeinThread1 extends Thread

{private String name;

public MeinThread1 (String name) { this.name = name; }

public void run ()

{while (true)

{System.out.println ("Thread " + name + " lauft.");

yield ();

}}

}

209

��

��Beispiel ImpleRunnable

public class ImpleRunnable


{MeinThread2 herr = new MeinThread2 ("Herr");

Thread herrTh = new Thread (herr);

herrTh.start ();

MeinThread2 knecht = new MeinThread2 ("Knecht");

Thread knechtTh = new Thread (knecht);

knechtTh.start ();

}}

210

��

��Beispiel ImpleRunnable

class MeinThread2 implements Runnable


public MeinThread2 (String name) { this.name = name; }

public void run ()

{while (true)

{System.out.println ("Thread " + name + " lauft.");

Thread.yield ();

}}

}

211

��

��Methoden von Thread

• start () startet Thread.

• Thread.yield () gibt Kontrolle an anderen Thread gleicher

Prioritat ab.

• Thread.sleep (long ms) oder

Thread.sleep (long ms, int nanos)

• p.join (), p.join (long ms) oder

p.join (long ms, int nanos) warten,

bis p zu Ende gekommen ist oder ein Timeout eintritt.

• interrupt () unterbricht sleep, join und wait

212

��

��Methoden von Thread

• isAlive ()

• Thread.currentThread ()

• setName (String s), getName ()

213

��

��Threadgruppen

• Jeder Thread gehort einer Threadgruppe an.

• Jede Threadgruppe außer der ”Wurzel”-Threadgruppegehort einer Threadgruppe an.

• Konstruktoren:ThreadGroup (String name)

ThreadGroup (ThreadGroup gruppe, String name)

Thread (ThreadGroup gruppe, String name)

Thread (ThreadGroup gruppe, Runnable objekt,

String name)

214

��

��GroupTree

Ubung:

GroupTree.dumpAll ()

215

��

��Prioritat

public final void setPriority (int prioritaet)

Je hoher die Zahl, desto hoher ist die Prioritat.Thread.MIN_PRIORITY bis Thread.MAX_PRIORITY.Default ist Thread.NORM_PRIORITY.

216

��

��Abbruch eines Threads?

• stop () ?

• suspend () ?

• resume () ?

217

��

��Synchronisation

• Monitorkonzept zum Schutz von ”kritischen Bereichen”. Jedes Ob-

jekt mit kritischem Bereich bekommt zur Laufzeit einen Monitor.

• Kritischer Bereich durch synchronized gekennzeichnet.

• synchronized (irgendeinObjekt) { irgendeinCode }

• synchronized (this) { Methodencode }

• synchronized (this.getClass ()) { staticMethCode }

• Lock-Implementation uber Zahler.

• Keine automatische Vererbung.

218

��

��synchronized

Mit synchronized werden Codestucke definiert,die atomar oder unteilbar bezuglich eines Objektsdurchzufuhren sind.

•Modifikator einer Methode

• synchronized (Ausdruck) Block

• synchronized (Ausdruck.getClass ()) Block

Vermeidung von Prioritatsinversion durch Prioritats-Vererbung ist fur JVM nicht verpflichtend.

219

ParkhausfreiePlatze :intlassEinfahren ()

lassAusfahren ()

status ()warte (Nachricht :String)

cstr (Kapazitat :int)main (arg :String[*])

Thread

AutoNummer :intcstr (Nummer :int, p :Parkhaus)

run ()

dreimal:

lassEinfahrenstatuswarte (...)

lassAusfahrenstatuswarte (...)

Parkhaus mitKapazitat 5erzeugen.

Zehn Autos mit

demselben

Parkhausstarten.

220

ParkhausfreiePlatze :intlassEinfahren ()

lassAusfahren ()

status ()warte (Nachricht :String)

Parkhaus (Kapazitat :int)main (arg :String[*])

Thread

AutoNummer :intAuto (Nummer :int, p :Parkhaus)

run ()

dreimal:

lassEinfahrenstatuswarte (...)

lassAusfahrenstatuswarte (...)

Parkhaus mitKapazitat 5erzeugen.

Zehn Autos mit

demselben

Parkhausstarten.

221

��

��wait, notify und notifyAll

•Methoden der Klasse Object

• Aufrufbar nur in kritischen (synchronized) Bereicheneines Objekts x.

• x.wait () :Thread kommt in wait-Warteschlange fur x.

• x.notify () :ein Thread verlasst wait-Warteschlange fur x.

• x.notifyAll () :alle Threads verlassen wait-Warteschlange fur x.

222

��

��andere Sichten

Ressourcen-Sicht:"beantrage Lock" und "gib Lock frei"

"synchronized (x) {" und "}"Ereignis-Sicht:

"warte auf Event" und "sende Event"

"x.wait ()" und "x.notify ()"

(oder "x.notifyAll ()")

223

��

��Erzeuger – Verbraucher

public class Puffer

{private boolean belegbar = true;

private Object transferObjekt;

public synchronized void legeAb (Object x)

{while (!belegbar)

{wait ();

}transferObjekt = x;

belegbar = false;

notify ();

}

224

��


public synchronized Object entnehme ()

{while (belegbar)

{wait ();

}belegbar = true;

notify ();

return transferObjekt;

}

} // end class Puffer

225

��


public class Erzeuger extends Thread

{private Puffer puffer;

public Erzeuger (Puffer puffer) { this.puffer = puffer; }

public void run ()

{while (true)

{Object x = new Position ();

puffer.legeAb (x);

}}

} // end class Erzeuger

226

��


public class Verbraucher extends Thread

{private Puffer puffer;

public Verbraucher (Puffer puffer) { this.puffer = puffer; }

public void run ()

{while (true)

{Object x = puffer.entnehme ();

// x wird verbraucht.

}}

} // end class Verbraucher

227

��


public class ErzeugerVerbraucher


{Puffer puffer = new Puffer ();

Erzeuger erzeuger = new Erzeuger (puffer);

Verbraucher verbraucher = new Verbraucher (puffer);

erzeuger.start ();

verbraucher.start ();

}} // end class ErzeugerVerbraucher

228

��


public class VieleErzeugerVerbraucher


{Puffer puffer = new Puffer ();

for (int i = 0; i < 10; i++)

{Erzeuger erzeuger = new Erzeuger (puffer);

Verbraucher verbraucher = new Verbraucher (puffer);

erzeuger.start ();

verbraucher.start ();

}}

} // end class VieleErzeugerVerbraucher

229

��

��notify – notifyAll

Im Zweifelsfall sollte anstatt von

notify ()

notifyAll ()

verwendet werden!!!(Aber siehe ausfuhrliche Diskussion spater.)

230

��

��RingPuffer

Erzeuger

Verbraucher

XXXenqueue (X) dequeue ()

groesse - 1 0

tail head

anzahl

231

��

��Klasse RingPuffer

private Object[] f;

private int groesse;

private int anzahl = 0;

private int tail = 0;

private int head = -1;

232

��

��Konstruktor

public RingPuffer (int groesse)

{this.groesse = groesse;

f = new Object[groesse];

}

233

��

��Methode enqueue (Object ob)

synchronized public void enqueue (Object ob)

{while (anzahl >= groesse) wait ();

f[tail] = ob;

anzahl = anzahl + 1;

tail = tail + 1;

if (tail == groesse) tail = 0;

notifyAll ();

}

234

��

��Methode dequeue ()

synchronized public Object dequeue ()

{while (anzahl == 0) wait ();

anzahl = anzahl - 1;

head = head + 1;

if (head == groesse) head = 0;

notifyAll ();

return f[head];

}

235

��

��Beispiel: Emulation von Semaphoren

Semaphor

# zaehler :intcstr (:int)p ()v ()# zaehlHoch ()# zaehlRunter ()

AllgemeinerSemaphor

# zaehlHoch ()# zaehlRunter ()

BinaererSemaphor

cstr (:boolean)# zaehlHoch ()# zaehlRunter ()

236

��


public abstract class Semaphor

{public Semaphor (int zaehler) { ... }

public synchronized void p () { ... }public synchronized void v () { ... }

protected int zaehler;

protected abstract void zaehlHoch ();

protected abstract void zaehlRunter ();

}

237

��


public abstract class Semaphor

{public Semaphor (int zaehler)

{if (zaehler < 0) this.zaehler = 0;

else this.zaehler = zaehler;

}

238

��


public synchronized void p ()

{while (zaehler == 0)

{try { wait (); } catch (InterruptedException e) {}}

zaehlRunter ();

}public synchronized void v ()

{zaehlHoch ();

notify ();

}

239

��

��Beispiel: SchweissRoboter

// ArmThread

public void run ()

{while (true)

{r.uB ();

r.s1.p ();

r.kP ();

r.s2.v ();

}}

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

// SchweissThread

public void run ()

{while (true)

{r.uV ();

r.s2.p ();

r.kS ();

r.s1.v ();

}}

240

��

��Damonen

• Lauft immer im Hintergrund.

• Java-Interpreter wird verlassen, wenn alle Threads, dienicht Damonen sind, aufgehort haben zu laufen.

• setDaemon (boolean x) (vor Thread-Start) undisDaemon ()

• Sparsame Verwendung sei empfohlen.

241

��

��Thread Safety

Thread-Sicherheit bedeutet, dass die Datenelemente einesObjekts oder einer Klasse immer einen korrekten oder kon-sistenten Zustand haben aus der Sicht anderer Objekteoder Klassen, auch wenn von mehreren Threads gleichzei-tig zugegriffen wird.

242

��

��Thread Safety

Was kann man tun? Drei Moglichkeiten:

1. Kritische Bereiche erhalten ein synchronized.

2. Die Datenelemente werden unveranderbar (final) ge-macht (immutable objects).

3. Man benutzt einen Thread-sicheren Wrapper.

243

��

��Kritische Bereiche

synchronized ist notwendig, wenn mehrere Threads auf gemeinsame

Daten (Objekte) zugreifen und mindestens ein Thread diese Daten

(Objekte) verandert. Alle Methoden, die auf die Daten (Objekte)

zugreifen, mussen als synchronized deklariert werden unabhangig

davon, ob nur gelesen oder auch verandert wird.

Methoden-Aufrufe anderer Objekte sollten nicht in einer

synchronized Umgebung erfolgen.

244

��

��Thread Safety

Warum nicht alles einfach synchronized?

1. Synchronisierte Methoden-Aufrufe sind etwa 5 mallangsamer als nicht-synchronisierte Aufrufe.

2. Unnotige Synchronisationen (etwa bei Lesezugriffen)haben uberflussiges Blockieren von Threads zur Folge.

3. Immer besteht die Gefahr eines Deadlocks.

4. Ein Codestuck mit mehreren synchronisierten Aufrufenist trotzdem nicht Thread-sicher.

245

��

��Thread Safety

if (!vector.contains (element))

{vector.add (element);

}

246

��

��Thread Safety

synchronized (vector)

{if (!vector.contains (element))

{vector.add (element);

}}

247

��

��volatile Variable

Wenn es nur darum geht, Variable fur andere Threadssichtbar zu machen (und nicht um Atomizitat) (se-quential consistency), dann kann– als mildere Form der Synchronisation –die Variable als volatile deklariert werden.

248

��

��final Variable

Alle Datenelemente sollten final deklariert werden, es seidenn, dass sie veranderlich sein sollen.

Achtung: final Referenzen!

249

��

��Entwurfs-Regeln

Wenn durch einen Methodenaufruf der Zustand eines Objekts

verandert wird und diese Anderung nur erfolgen darf, wenn eine

gewisse Wartebedingung nicht mehr vorliegt, dann hat diese

Methode folgende Form:

synchronized void methode ()

{while (Wartebedingung)

{wait ();

}// Mach Zustandsanderung.

}

250

��


Wenn eine Zustandsanderung dazu fuhrt, dass eventuell wartende

Threads weiterlaufen konnen, muss ein notify oder allgemeiner ein

notifyAll gegeben werden:


{// Mach Zustandsanderung.

notifyAll ();

}

251

��



{while (Wartebedingung)

{wait ();

}

// Mach Zustandsanderung.

notifyAll ();

}

252

��


Nach rein lesenden Zugriffen muss grundsatzlichkein Thread geweckt werden (also kein notify odernotifyAll).

253

��

��Spurious Wakeup

254

��

��Timeout

Timeout ”0” bedeutet ”kein Timeout”, also unendlichlanges Warten.

Timeout-Flag.

255

��

��Zusammenfassung wait, notify, notifyAll

1. wait, notify, notifyAll in Sync

2. while (Wartebedingung) wait ();

3. Sync muss notify oder notifyAll haben, wenn es mindestens

ein wait gibt und wenn das Sync die Wartebedingung eines

waits moglicherweise false macht.

4. Ein notify genugt, wenn die Anwendung so ist, dass hochstens

ein Thread die wait-Warteschlange verlassen soll.

5. In allen anderen Fallen: notifyAll

256

��

��notify oder interrupt ?

x.notify () gibt irgendeinen Thread aus der wait-Warteschlange fur x

frei.

t.interrupt () gibt genau den Thread t aus einer wait-Warteschlange frei.

x.notify () kann nur in einer bezuglich x synchronized Umgebungaufgerufen werden. Abgesehen davon, dass man einen Monitor-Kontextbraucht, ist notify performanter als interrupt, da keine Exception geworfenwird.

notify ”verpufft” wirkungslos, wenn sich kein Thread in der wait-Warteschlange befindet.interrupt ”verpufft” nicht.

t.interrupt weckt einen Thread t auch aus einem sleep oder join.Bei t.interrupt wird eine InterruptedException geworfen.

257

��

��Verklemmungen

Vorranggraph:

T1 T2

T3

T4

T5

T6

258

��

��Verklemmungen: Strategien

• Voranforderungsstrategie

• Anforderung nach einer vorgegebenen Reihenfolge

• Anforderung von Betriebsmitteln mit Bedarfsanalyse

259

Verklemmung von Zugen

260

��

��Entwurfs-Regeln: Prioritat

Faustregeln:

• Prio (kleine Prozesszeit) > Prio (große Pro-zesszeit)

• Prio (I/O-intensiv) > Prio (rechen-intensiv)

Grundsatz:

• Korrektheit unabhangig von Prioritat!

261

��

��Entwurfs-Regeln: Prioritat

Prioritat Thread-Typ

10 Krisen-Management7 – 9 interaktiv, ereignisgesteuert4 – 6 I/O-abhangig2 – 3 Berechnung im Hintergrund

1 wenn wirklich nichts anderes ansteht

262

��

��Kapselung durch Komposition

public class MeinThread

{private Thread task;

MeinThread ()

{task = new Thread (new MeinRunnable ());

task.start ();

}private class MeinRunnable implements Runnable

{public void run ()

{// ...

}}

}

263

��

��Komposition kompakter

public class MeinThread

{MeinThread ()

{new Thread

(

new Runnable ()

{public void run ()

{// ...

}}

).start ();

}}

264

��

��Vorzeitige Objekt-Veroffentlichung

Wenn ein Objekt innerhalb seines Konstruktors irgend-wo veroffentlicht wird (z.B. durch Registrierung des Ob-jekts oder durch Starten eines Threads, der das Objektbenutzt), dann kann es passieren, dass das Objekt benutztwird, ehe es vollstandig konstruiert ist.

265

��

��Vorzeitige Objekt-VeroffentlichungAbhilfe:

class Klasse extends Thread

{protected String a;

protected Klasse () { a = "SuperKlasse"; }

protected Klasse publish ()

{start (); // Starte als Thread oder registriere irgendwo

return this;

}

public static Klasse newInstance ()

{return new Klasse ().publish ();

}// ...

266

��

��Zeitliche Auflosung

void Thread.sleep (long ms)

void thr.join (long ms)

void ob.wait (long ms)

long System.currentTimeMillis ()

long System.nanoTime ()

267

��

��JVMPI

Java Virtual Machine Profile Interface

268

��

��Adhoc-Thread

//... sequentiell

//... nun adhoc-Thread:

new Thread ()

{public void run ()

{//... paralleler Code

}}.start ();

//... ab jetzt zwei Threads

269

��

��Thread-sichere API-Klassen

Thread-sicher:java.util.Vector

java.util.Hashtable

Nicht Thread-sicher:java.util.ArrayList

java.util.HashMap

java.util.Collections.synchronizedList (List<E> x)

270

��

��Timer, TimerTask

public class Timer

{public Timer (String name, boolean isDaemon);

public void cancel (); // Beendet den Timer.

// Eingeplante Tasks werden ausgeplant.

public int purge (); // Entfernt alle ausgeplanten TimerTasks.

public void schedule (TimerTask task, Date time);

public void schedule (TimerTask task, Date firstTime, long period);

public void schedule (TimerTask task, long delay);

public void schedule (TimerTask task, long delay, long period);

public void scheduleAtFixedRate (TimerTask task,

Date firstTime, long period);

public void scheduleAtFixedRate (TimerTask task,

long delay, long period);

}

271

��

��TimerTask

public abstract class TimerTask implements Runnable

{public TimerTask ();

public boolean cancel (); // Task wird ausgeplant.

// Wenn die Task gerade lauft,

// lauft sie zu Ende.

public abstract void run ();

public long scheduledExecutionTime ();

}

272

��

��Thread-Pools

Vermeidung des Thread-Start-OverheadsBegrenzung der Anzahl der Threads

public interface Executor

{void execute (Runnable task);

}

273

��

��Thread-Pools

ThreadPoolExecutor bietet viele Moglichkeiten.

Bequem:

ExecutorService es

= Executors.newFixedThreadPool (int anz);

274

public class Task

implements Runnable


private int wartezeit;

public Task (String name, int wartezeit)

{this.name = name;

this.wartezeit = wartezeit;

}

public void run ()

{System.out.println ("Task " + name + " beginnt um "

+ System.currentTimeMillis () + ".");

try

{Thread.sleep (wartezeit);

}catch (InterruptedException e ) {}

System.out.println ("Task " + name + " ist fertig um "

+ System.currentTimeMillis () + ".");

}}

275

import java.util.concurrent.*;

public class ExecuteTask


{ExecutorService executor

= Executors.newFixedThreadPool (3);

// Wir erzeugen einen Thread-Pool mit 3 Threads.

int sumWartezeit = 1000;

// Wir summieren alle Wartezeiten, damit wir

// wissen, wann wir den executor schließen konnen.

java.util.Random zufall = new java.util.Random ();

for (int i = 0; i < 10; i++)

{String name = "" + i;

int wartezeit = zufall.nextInt (1000);

sumWartezeit = sumWartezeit + wartezeit;

Runnable task = new Task (name, wartezeit);

// Tasks werden erzeugt

System.out.println ("Task " + name +

" mit Wartezeit " + wartezeit

+ " wird an den Threadpool ubergeben.");

executor.execute (task);

// Tasks werden dem Executor ubergeben.

}

try

{Thread.sleep (sumWartezeit);

executor.shutdown ();

executor.awaitTermination (sumWartezeit,

TimeUnit.MILLISECONDS);

}catch (InterruptedException e) {}

}}

276

Task 0 mit Wartezeit 406 wird hinzugefugt.










Task 0 beginnt um 1103561602040.



Task 2 ist fertig um 1103561602280.

















277

��

��java.util.concurrent.Semaphore

Semaphore (int permits)

Semaphore (int permits, boolean fair)

278

��


void acquire ()

void acquire (int permits)

void acquireUninterruptibly ()

void acquireUninterruptibly (int permits)

279

��


boolean tryAcquire ()

boolean tryAcquire (int permits)

boolean tryAcquire (long timeout, TimeUnit unit)

boolean tryAcquire (int permits, long timeout,

TimeUnit unit)

280

��


void release ()

281

��


Beispiel Postschalter

282

��

��java.util.concurrent.locks.Lock

Lock s = ...;

s.lock ();

try

{// Verwendung des geschutzten

// Betriebsmittels

}finally

{s.unlock ();

}

283

Lock s = ...;

try

{s.lockInterruptibly ();

try

{// Verwendung des geschutzten Betriebsmittels

}finally

{s.unlock ();

}}catch (InterruptedException e)

{System.err.println ("Thread bekam interrupt.");

}

284

Lock s = ...;

if (s.tryLock (200, TimeUnit.MILLISECONDS))

{try

{// Verwendung des geschutzten Betriebsmittels

}finally

{s.unlock ();

}}

else

{// Tu was anderes ...

}

285

��

��Interface Lock

public Interface Lock

{void lock ();

void lockInterruptibly () throws InterruptedException;

Condition newCondition ();

boolean tryLock ();

boolean tryLock (long time, TimeUnit unit);

void unlock ();

}

286

��

��Lock wird realisiert von:

• ReentrantLock• ReentrantReadWriteLock.ReadLock• ReentrantReadWriteLock.WriteLock

287

��


ReadWriteLock rwl

= new ReentrantReadWriteLock ();

Lock readLock = rwl.readLock ();

Lock writeLock = rwl.writeLock ();

288

��


Kompatibilitats-Matrix:

readLock writeLock

readLock ja neinwriteLock nein nein

289

��

��newCondition

Lock s = new ...

Condition c = s.newCondition ();

s.lock ();

try

{// ...

c.await ();

// ...

c.signal ();

// ...

c.signalAll ();

// ...

}finally { s.unlock (); }

290

��

��CyclicBarrier

CyclicBarrier (int parties)

CyclicBarrier (int parties,

Runnable barrierAction)

291

��

��CyclicBarrier

void await ()

void await (long timeout, TimeUnit unit)

292

barrierAction

Task 1run

{barrier.await ()}

Task 2run

{barrier.await ()}

Task 3run

{barrier.await ()}

Task 1continue

Task 2continue

Task 3continue

293

��

��CyclicBarrier

Beispiel: Roboter-Achsen

294

��

��CountDownLatch

CountDownLatch (int count)

void await ()

void await (long timeout, TimeUnit unit)

void countDown ()

int getCount ()

295

T1run

{await}

T2run

{await}

T3run

{await}

T4run

{count-down}

T5run

{count-down}

T1cont.

T2cont.

T3cont.

T4cont.

T5cont.

296

��

��CountDownLatch

Beispiel: Arbeiter und Chef

297

��

��Exchanger<V>

Exchanger<V> exch = new Exchanger<V> ();

Task 1 Task 2

// ... | // ...

// ... | V v2 = ...

V v1 = ... | // ...

v1 = exch.exchange (v1); | v2 = exch.exchange (v2);

// v1 ist nun das v2 | // v2 ist nun das v1

// von rechts. | // von links.

298

Task 1run

{v1 = exch.

exchange (v1)}

Task 2run

{v2 = exch.

exchange (v2)}

Task 1continue

Task 2continue

v1 v2

v1v2

299

��

��Exchanger<V>

Beispiel: Tonerkassette

300

FutureTask<Result>

:FutureTask

client

<<create>>

start ()

get () :Result

301

FutureTask<Result>

:FutureTask

client

<<create>>

start ()

get () :Result

302

��

��FutureTask<Result>

public class Vorausberechnung

{public Resultat berechne () { ... return aResultat; }public FutureTask<Resultat> future

= new FutureTask<Resultat>

(

new Callable<Resultat> ()

{public Resultat call ()

{return berechne ();

}}

);

303

��

��FutureTask<Result>

public static void main (String[] arg)

{Vorausberechnung vb = new Vorausberechnung ();

new Thread (vb.future).start ();

// ...

// Tut Dinge, fur die das Resultat noch nicht benotigt wird.

// ...

Resultat r = vb.future.get ();

}}

304

��

��Interface java.util.Queue<E>

public interface Queue<E>

{boolean add (E e) throws IllegalStateException;

E element () throws NoSuchElementException;

boolean offer (E e);

E peek ();

E poll ();

E remove () throws NoSuchElementException;

}

305

��

��Interface BlockingQueue<E>

package java.util.concurrent;

public interface BlockingQueue<E>

{boolean offer (E e, long time, TimeUnit unit);

void put (E e);

E poll (long time, TimeUnit unit);

E take ();

// und weitere Methoden

}

306

��

��Queues

Schnittstelle BlockingQueue

ArrayBlockingQueue

DelayQueue

LinkedBlockingQueue

PriorityBlockingQueue

SynchronousQueue

307

��

��ArrayBlockingQueue<E>

public ArrayBlockingQueue<E> (int capacity)

public ArrayBlockingQueue<E> (int capacity,

boolean fair)

public void clear ()

308

��

��Atomare Variable

package java.util.concurrent.atomic;

AtomicInteger

AtomicLong

AtomicReference<V>

...

309

��

��Atomare Variable

int addAndGet (int delta)

int getAndAdd (int delta)

int decrementAndGet ()

int getAndDecrement ()

int incrementAndGet ()

int getAndIncrement ()

int getAndSet (int newValue)

boolean compareAndSet (int expect, int update)

310

��

��Thread-sichere Collections

List<E> liste

= Collections.synchronizedList (

new ArrayList<E> ());

Map<K, E> map

= Collections.synchronizedMap (

new HashMap<K, E> ());

311

��

��Schwach Thread-sichere Collections

ConcurrentHashMap

Thread-sicher:get, put, containsKey, remove, putIfAbsent, replace

Nicht Thread-sicher:size, isEmpty

lock striping

312

��

��Schwach Thread-sichere Collections

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArraySet

313

��

��GUI-Frameworks

• single-threaded:event dispatch threadProblem: responsivenessDaher schnelle Ereignisbehandlung oderAuslagerung in eigene Thread.

•Multithreaded Frameworks hatten immer Probleme mitgegenseitigem Ausschluss und Deadlocks.

314

��



315

��

��Ein- und Ausgabestrome

• Abstrakte Stream-Basis-Klassen:InputStream bzw. OutputStream

•Methode close ()

• Reziproke read- und write-Methoden

316

��

��Klasse InputStream

• int read ()

• int read (byte[] b)

• int read (byte[] b, int von, int anz)

• Alle read-Methoden warten (block), bis ihre Einlese-forderung befriedigt ist oder das Ende des Stroms er-reicht ist.

• int available ()

• skip (long n)

• Objekt System.in ist Standard-Eingabe.

317

��

��Klasse OutputStream

• void write (int b) Schreibt ein Byte!

• void write (byte[] b)

• void write (byte[] b, int von, int anz)

• Alle write-Methoden warten (block) bis alles ge-schrieben ist.

• void flush ()

318

��

��ByteArrayInputStream

byte[] feld = new byte[256];

// fulle feld mit sinnvollen Daten

ByteArrayInputStream s1

= new ByteArrayInputStream (feld);

// oder

InputStream s2

= new ByteArrayInputStream (feld, 47, 127);

• reset ()

319

��

��ByteArrayOutputStream

• ByteArrayOutputStream ()

• ByteArrayOutputStream (int groesse)

• reset ()

• int size () Gibt Anzahl der geschriebenen Bytes.

• public synchronized byte[] toByteArray ()

• public String toString ()

• public String toString (int oberesByte)

320

��

��Datei-Strome

• FileInputStream (String dateiname)

• FileInputStream (File datei)

• FileInputStream (FileDescriptor fd)

• FileOutputStream hat entsprechende Konstruktoren.

• FileDescriptor getFD ()

321

��

��Filter-Klassen

• FilterInputStream (InputStream s)

• FilterOutputStream (OutputStream s)

•Methoden emulieren ubergebene Stream-Klassen.

• Subklassen konnen Methoden sinnvoll uberschreiben.

322

��

��Beispiel

1. Filter, das jedes Leerzeichen durch ein ”e” ersetzt.

2. Filter, das jedes ”e” entfernt.

323

��

��Beispiel


{String text = "Das Wetter ist heute besonders schon.";

byte[] feld = new byte[text.length ()];

for (int i = 0; i < feld.length; i++)

feld[i] = (byte)text.charAt (i);

InputStream s = new ByteArrayInputStream (feld); gibStreamAus (s);

InputStream s1 = new FilterBlankZuKleinE (s); gibStreamAus (s1);

InputStream s2 = new FilterEntferntKleinE (s); gibStreamAus (s2);

InputStream s3 = new FilterBlankZuKleinE (s2); gibStreamAus (s3);

InputStream s4 = new FilterEntferntKleinE (s1); gibStreamAus (s4);

}

324

��

��Beispiel

class FilterBlankZuKleinE extends FilterInputStream

{public FilterBlankZuKleinE (InputStream s)

{super (s);

}

public int read () throws IOException

{int c = super.read ();

if (c == ’ ’) return ’e’;

else return c;

}}

325

��

��Beispiel

class FilterEntferntKleinE extends FilterInputStream

{public FilterEntferntKleinE (InputStream s)

{super (s);

}

public int read () throws IOException

{int c = super.read ();

while (c == ’e’) c = super.read ();

return c;

}}

326

��

��Resultat Beispiel

Das Wetter ist heute besonders schon.

DaseWettereisteheuteebesonderseschon.

Das Wttr ist hut bsondrs schon.

DaseWttreistehutebsondrseschon.

DasWttristhutbsondrsschon.

327

��

��Gepufferte Strome

public BufferedInputStream (InputStream s);

public BufferedInputStream (InputStream s, int groesse);

public BufferedOutputStream (OutputStream s);

public BufferedOutputStream (OutputStream s, int groesse);

• erben von den entsprechenden Filterstromen

• public synchronized void mark (int leseGrenze)

• public synchronized void reset () throws IOException

328

��

��Data-Strome

• DataInputStream• DataOutputStream• implementieren SchnittstelleDataInput bzw. DataOutput

•Methoden zur Ein- bzw. Ausgabe der Bit-Sequenzen(d.h. keine formatierte oder textuelle Ausgabe als Zei-chenkette) von Standardtypen

• Lesemethoden werfen EOFException, wenn das Datei-ende erreicht ist.

329

��

��Beispiel

try

{while (true)

{int i = s.readInt ();

// verarbeite i

}}

catch (EOFException e)

{// Stream-Ende wurde erreicht. Da muss man nichts tun.

}catch (IOException e)

{// Eingabefehler ist aufgetreten. Da muss man irgendetwas machen.

}

330

��

��Pipe-Verbindung

PipedInputStream ein;

PipedOutputStream aus;

aus = new PipedOutputStream ();

ein = new PipedInputStream ();

aus.connect (ein);

oder

PipedInputStream ein = new PipedInputStream ();

PipedOutputStream aus = new PipedOutputStream (ein);

oder umgekehrt.

331

��

��Konkatenierung von Streams

public SequenceInputStream (InputStream a, InputStream b);public SequenceInputStream (Enumeration e);

InputStream s1, s2, s3;

Vector v = new Vector ();

v.addElement (s1);

v.addElement (s2);

v.addElement (s3);

InputStream s = new SequenceInputStream (v.elements ());

332

��

��Klasse RandomAccessFile

• implementiert DataInput und DataOutput

• Konstruktoren:public RandomAccessFile (String dateiname, String modus);

public RandomAccessFile (File datei, String modus);

• modus kann entweder "r" oder "rw" sein.

• public long length () Lange der Datei

• public void seek (long pos) Positionierung desLese- oder Schreibzeigers.

333

��

��Klasse File

Objekte der Klasse File reprasentieren Dateien oderVerzeichnisse. Es werden die typischen Betriebssystem-Funktionen eines Datei-Managers als Methoden zurVerfugung gestellt.

334

��

��char-Streams

Reader Writer

BufferedReader BufferedWriter

LineNumberReader

CharArrayReader CharArrayWriter

InputStreamReader OutputStreamWriter

FileReader FileWriter

FilterReader FilterWriter

PushbackReader

PipedReader PipedWriter

StringReader StringWriter

PrintWriter

335

��

��BufferedReader

Eine sehr nutzliche Methode von BufferedReader ist:

public String readLine () throws IOException;

336

��

��PrintStream und PrintWriter

• Textuelle Ausgabe von Standard- und Referenztypen.

• PrintWriter ist vorzuziehen.

• print () und println ()

•Methode toString () wird dabei verwendet.

• Objekte System.out und System.err

sind PrintStreams.

337

��



338

��

��Klasse URL

•Uniform Resource Locator

• URL url = new URL (urlAdresse);

• urlAdresse = file:/var/home/kfg/dy.java

oderurlAdresse = http://www.ba-stuttgart.de/~kfg/dy.java

• (String)(url.getContent ())

• c.createImage ((ImageProducer)(url.getContent ()))

• InputStream ein = url.openStream ();

339

��

��Klasse URLconnection

• URLconnection uc = url.openConnection ();

• InputStream ein = uc.getInputStream ();

• OutputStream aus = uc.getOutputStream ();

• Ermittlung von Datei-Informationen

340

��

��Datagramme

•UDP – universal datagram protocol

• Klassen DatagramPacket und DatagramSocket

• Senden:

InetAddress adr = InetAddress.getByName (argument[0]);

DatagramPacket paket = new DatagramPacket

(botschaft, botschaft.length, adr, port);

DatagramSocket socket = new DatagramSocket ();

socket.send (paket);

341

��

��Datagramme

• Empfangen:byte[] botschaft = new byte[256];

DatagramPacket paket = new DatagramPacket

(botschaft, botschaft.length);

DatagramSocket socket = new DatagramSocket (port);

socket.receive (paket);

342

��

��Client/Server

• Fur eine zuverlassige (TCP – reliable) Verbindung zwischen

Client und Server wird die Klasse Socket verwendet.

• Objekte der Klasse ServerSocket warten auf Verbindungsan-

forderungen und liefern im Falle einer Verbindung neue Socket-

Objekte zur Kommunikation mit dem Client.

• Der Server ist multithreaded.

• Der Client erzeugt einen Socket:

Socket s = new Socket (adresse, port);

InputStream ein = s.getInputStream ();

OutputStream aus = s.getOutputStream ();

343

��

��Klasse Dienst

public class Dienst extends Thread


{int lokalerPort = Integer.parseInt (argument[0]);

new Dienst (lokalerPort);

}

protected ServerSocket dienstSocket;

344

��

��Klasse Dienst

public Dienst (int lokalerPort)

{dienstSocket = new ServerSocket (lokalerPort);

this.start ();

}

public void run ()

{while (true)

{Socket kundenSocket = dienstSocket.accept ();

Verbindung v = new Verbindung (kundenSocket);

}}

}

345

��

��Klasse Verbindung

class Verbindung extends Thread

{protected Socket kundenSocket;

protected BufferedReader ein;

protected PrintWriter aus;

public Verbindung (Socket kundenSocket)

{this.kundenSocket = kundenSocket;

ein = new BufferedReader (new InputStreamReader (

kundenSocket.getInputStream ()));

aus = new PrintWriter (new OutputStreamWriter (

kundenSocket.getOutputStream ()));

this.start ();

}

346

��

��Klasse Verbindung

public void run ()

{String zeile;

while ((zeile = ein.readLine ()) != null)

{aus.print ("Naturlich ");

aus.println (zeile.replace (’?’, ’.’));

aus.flush ();

if (zeile.equals ("quit")) break;

}}

}

347

��

��Klasse Kunde

public class Kunde


{int entfernterPort = Integer.parseInt (argument[1]);

Socket s = new Socket (argument[0], entfernterPort);

BufferedReader sein =

new BufferedReader (

new InputStreamReader (s.getInputStream ()));

PrintWriter saus =

new PrintWriter (

new OutputStreamWriter (s.getOutputStream ()));

BufferedReader eingabe =

new BufferedReader (

new InputStreamReader (System.in));

348

��

��Klasse Kunde

while (true)

{System.out.println ("Eingabe der Frage:");

System.out.print ("> ");

System.out.flush ();

String frage = eingabe.readLine ();

saus.println (frage); saus.flush ();

System.out.println ("Antwort:");

String antwort = sein.readLine ();

if (antwort == null) break;

System.out.println (antwort);

if (frage.equals ("quit")) break;

}}

}

349

��

��Klasse KundeApplet

public class KundeApplet extends Applet

implements ActionListener

{int entfernterPort = DEFAULTPORT;

PrintWriter saus;

BufferedReader sein;

Socket s;

TextField textFeld;

TextArea textBereich;

Empfaenger empfaenger;

350

��


public void init ()

{entfernterPort = Integer.parseInt (

getParameter ("Port"));

s = new Socket (this.getCodeBase ().getHost (),

entfernterPort);

sein = new BufferedReader (

new InputStreamReader (s.getInputStream ()));

saus = new PrintWriter (

new OutputStreamWriter (s.getOutputStream ()));

351

��


this.setLayout (new BorderLayout ());

Panel panel = new Panel ();

Label eingabe = new Label ("Eingabe der Frage: ", Label.LEFT);

panel.add (eingabe);

textFeld = new TextField (40);

textFeld.addActionListener (this);

panel.add (textFeld);

this.add ("North", panel);

textBereich = new TextArea ();

this.add ("Center", textBereich);

empfaenger = new Empfaenger (this, sein, textBereich);

}

352

��


public void actionPerformed (ActionEvent e)

{if (e.getSource () == textFeld)

{saus.println (e.getActionCommand ()); saus.flush ();

textFeld.setText ("");

}}

}

353

��

��Klasse Empfaenger

class Empfaenger extends Thread

{Applet applet;

BufferedReader ein;

TextArea aus;

public Empfaenger (Applet applet, BufferedReader sein,

TextArea textBereich)

{this.applet = applet;

ein = sein;

aus = textBereich;

this.start ();

}

354

��

��Klasse Empfaenger

public void run ()

{String zeile;

while ((zeile = ein.readLine ()) != null)

{aus.setText (zeile);

if (zeile.endsWith ("quit"))

{applet.stop ();

return;

}}

}}

355

��


Einleitung Innere KlassenDatentypen ThreadsOperatoren StreamsKontrollstrukturen Netzwerk-ProgrammierungDie Java-Klasse Graphische Benutzeroberflachen

Vererbung AppletsAusnahmebehandlung Datenbankanbindung

356

��

��AWT und Swing

• Swing ist Teil von JFC.

• Swing baut auf AWT auf.

• Swing benutzt MVC-Design.

• Swing ist flexibler, großer, protabler als AWT.

• Swing ist schneller und weniger Speicher-intensiv alsAWT.

• Swing-Komponenten beginnen mit J.

357

��

��Graphische Benutzeroberflachen

•Komponenten (component) JComponent

• Behalter (container) Container

• Hierarchie: Behalter ist auch Komponente.

• Anordnung mit Layout-Managern

• Anwendungsprogramme gehen von JFrame,

• Applets erben JApplet .

358

��

��Layout-Manager von AWT

• FlowLayout• GridLayout• GridBagLayout• BorderLayout• CardLayout• Setzen eines Layout-Managers mit MethodesetLayout (new FlowLayout ());

359

��

��Layout-Manager von Swing

• BoxLayout• OverlayLayout• ScrollPaneLayout• ViewportLayout

360

��

��FlowLayout

• Anordnung zeilenweise

• Default zentriert

• Bundigkeit:FlowLayout.LEFT, FlowLayout.RIGHT, FlowLayout.CENTER

• Konstruktor:FlowLayout (

Bundigkeit, Horizontal-, Vertikalabstand)

361

��

��GridLayout

• Konstruktor:GridLayout (

Zeilen, Spalten, Horizontal-, Vertikalabstand)

362

��

��BorderLayout

NORTH

WEST CENTER EAST

SOUTH

• Konstruktor: BorderLayout (Horizontal-, Vertikalabstand)

• add (new JButton ("Nord"), BorderLayout.NORTH);

363

��

��CardLayout

JPanel karten = new JPanel ();

CardLayout kartenLayout = new CardLayout ();

karten.setLayout (kartenLayout);

JPanel karte1 = new JPanel ();

String nameKarte1 = "Knopfe";

// Fulle karte1 mit Knopfen oder ahnlichem

karten.add (nameKarte1, karte1);

JPanel karte2 = new JPanel ();

String nameKarte2 = "Textfelder";

// Fulle karte2 mit Textfeldern oder ahnlichem

karten.add (nameKarte2, karte2);

364

��

��CardLayout

kartenLayout.first (karten);

kartenLayout.next (karten);

kartenLayout.previous (karten);

kartenLayout.last (karten);

kartenLayout.show (karten, nameKarte2);

365

��

��GridBagLayout

• Zeilen und Spalten

• Komponenten konnen mehrere Zeilen und Spaltenbeanspruchen.

• Zellen gewichtet

• Spezifikation mit GridBagConstraints-Objekt

366

��

��Vorgehensweise GridBagLayout

JPanel sack = new JPanel ();

sack.setLayout (new GridBagLayout ());

GridBagConstraints c = new GridBagConstraints ();

// Fur jede Komponente komponente, die zum JPanel sack addiert wird,

// werden die Parameter des GridBagConstraints c gesetzt.

// z.B.

c.gridx = 3;

c.gridy = 4;

// usw

sack.add (komponente, c);

367

��

��GridBagConstraints

gridx, gridy: Spezifikation der Spalten und Zeilennummer der Zelle begin-nend bei 0 oder RELATIVE (bezuglich zuletzt addierter Komponente).

gridwidth, gridheight: Anzahl Spalten und Zeilen, die die Zelle einnimmt.

fill: Angabe der Art, wie die Komponente die Zelle ausfullen soll (NONE(Default), HORIZONTAL, VERTICAL, BOTH).

ipadx, ipady: Die Minimalgroße der Komponente wird um 2 * ipadx bzw2 * ipady Pixel vergroßert.

insets: Spezifikation des externen Padding durch Angabe eines Insets-Objekt.

anchor: Spezifikation des Ortes innerhalb der Zelle (CENTER (Default), NORTH,NORTHEAST usw).

weightx, weighty: Mit den Gewichten zwischen 0.0 (Default!) und 1.0 wirdspezifiziert, wie ubriger Platz verteilt wird.

368

��

��Klasse Insets

public class meinBehaelter extends JPanel

{// ...

public Insets getInsets ()

{return new Insets (17, 8, 20, 5);

// oben, links, unten, rechts

}// ...

}

369

��

��Koordinaten von Komponenten

void setBounds (int x, int y, int breite, int hoehe)

void setBounds (Rectangle r)

void setLocation (int x, int y)

void setLocation (Point p)

void setSize (int breite, int hoehe)

void setSize (Dimension d)

Dimension getScreenSize ()

int getScreenResolution ()

Toolkit.getDefaultToolkit ()

370

��

��Java-Bean

Jede Swing-Komponente ist ein Java-Bean.Z.B. Klasseneigenschaft background:

background {Color, get, set, Color.black}

Der Defaultwert ist Color.blackund es gibt die Methoden:

public Color getBackground ()

public void setBackground (Color farbe)

371

��

��Klassenhierarchie

Toplevel-KlassenObject

(Component)

(Container)

Panel

Applet

JApplet

Window

JWindow

Frame

JFrame

Dialog

JDialog

372

��


Komponenten-KlassenObject

(Component)

(Container)

(JComponent)

JComboBox

JLabel

JList

JMenuBar

JPanel

JPopupMenu

JScrollBar

JScrollPane

373

��


Komponenten-Klassen(JComponent)

JTable

JTree

JInternalFrame

JOptionPane

JProgressBar

JRootPane

JSeparator

JSlider

JSplitPane

JTabbedPane

374

��



JToolBar

JToolTip

JViewport

JColorChooser

JTextComponent

JTextArea

JTextField

JPasswordField

JEditorPane

JTextPane

JFileChooser

375

��



JLayeredPane

JDesktopPane

(AbstractButton)

JToggleButton

JCheckBox

JRadioButton

JButton

JMenuItem

JMenu

JRadioButtonMenuItem

JCheckBoxMenuItem

376

��

��Geerbte Eigenschaften

Von den AWT-Klassen werden viele Eigenschaften geerbt.Fur die Sichtbarkeit interessant sind:

• visible• showing• valid

377

��

��Toplevel-Komponenten

Toplevel-Komponenten sind JWindow, JFrame, JDialogund JApplet.JFrame jf = new JFrame ("Titel");

Container bjf = jf.getContentPane ();

bjf.add (...);

jf.setVisible (true);

jf.setVisible (false);

jf.dispose ();

378

��

��Schnittstelle RootPaneContainer

public Container getContentPane ();

public void setContentPane (Container c);

public Component getGlassPane ();

public void setGlassPane (Component c);

public JLayeredPane getLayeredPane ();

public void setLayeredPane (JLayeredPane c);

public JRootPane getRootPane ();

379

��

��Klasse JRootPane

public JMenuBar getJMenuBar ();

public void setJMenuBar (JMenuBar c);

....................................

______ ____________________________

380

��

��SwingSet

Suche SwingSet.jar undnimm es in den CLASSPATH, dann

$ java SwingSet

381

��

��Beispiel InfoDialog

public class InfoDialog extends JDialog

implements ActionListener

{private JButton knopf;

public static void main (String[] args)

{InfoDialog d = new InfoDialog (

null, "Informations-Dialog Demo",

"Das ist ein Beispiel fur eine\n" +

"graphische Benutzeroberflache.\n");

d.setVisible (true);

}

382

��


public InfoDialog (Frame elter, String titel, String botschaft)

{super (elter, titel, false);

Container c = getContentPane ();

c.setLayout (new BorderLayout (15,15));

MehrzeilenLabel label = new MehrzeilenLabel (botschaft);

c.add (label, BorderLayout.CENTER);

knopf = new JButton ("Weg damit");

knopf.addActionListener (this);

JPanel p = new JPanel ();

p.setLayout (new FlowLayout (FlowLayout.CENTER, 15, 15));

p.add (knopf);

c.add (p, BorderLayout.SOUTH);

this.pack ();

}

383

��


public void actionPerformed (ActionEvent e)

{if (e.getSource () == knopf)

{this.setVisible (false);

this.dispose ();

}

}

384

��

��Weiter Beispiele

• MehrzeilenLabel• JaNeinDialog• AlleKomponenten• RollbaresSchmieren• AlleEreignisse

385

��

��Ereignis-Modell

• JDK1.0: Ereignis-Modell basiert auf Vererbung.

• JDK1.1: Ereignis-Modell basiert auf Delegation.

– Es ist leicht zu lernen.

– Saubere Trennung zwischen Anwendungs- und GUI-Code.

– Robuster Ereignis-Behandlungs-Code, ”bei dem der Compiler

schon viel sieht”.

– Gestaltungsmoglichkeiten fur Ereignis-Flusse bzw -

Weiterleitung.

386

��

��Ereignis-Modell

• Ereignis-Klassen-Hierarchie beginnt bei:java.util.EventObject

• AWT-Ereignisse leiten sich ab von der Subklasse:java.awt.AWTEvent

• Source und Listener

• EventListener Schnittstelle oder

• EventListener Adapter

387

��

��Registrierung von Empfangern

Source.add<Ereignistyp>Listener

(<Ereignistyp>Listener);

Mehrere Listener sind moglich.

388

��

��Ereignis-Klassen

• Daten sind uber set- und get-Methoden zuganglich.

• Bei mehreren Listenern und set-Methode wird Ereig-nis fur jeden Listener kopiert.

• ID-Nummer sollte> java.awt.AWTEvent.RESERVED_ID_MAX sein.

389

��

��Low-Level Ereignisbehandlung

Klasse Component:

• processEvent (AWTEvent e)

• process<X>Event (AWTEvent e)

• enableEvents (long Ereignismaske)

390

��

��Ereignis-Testprogramm

public class EreignisTester extends JApplet

implements MouseListener, MouseMotionListener,

FocusListener, KeyListener

{public void init ()

{this.addMouseListener (this);

this.addMouseMotionListener (this);

this.addFocusListener (this);

this.addKeyListener (this);

}public void paint (Graphics g)

{g.drawString ("Mause und Tippe in diesem Fenster!", 20, 20);

g.drawString (botschaft, 20, 50);

}

391

��

��Ereignis-Testprogramm

public void mousePressed (MouseEvent e)

{ botschaft = modusTaste (e.getModifiers ())

+ " mousePressed wurde aufgerufen (" + e + ").";

repaint (); }public void mouseReleased (MouseEvent e) { ... }public void mouseEntered (MouseEvent e) { ... }public void mouseExited (MouseEvent e) { ... }public void mouseClicked (MouseEvent e) { ... }public void mouseDragged (MouseEvent e) { ... }public void mouseMoved (MouseEvent e) { ... }public void focusGained (FocusEvent e) { ... }public void focusLost (FocusEvent e) { ... }public void keyPressed (KeyEvent e) { ... }public void keyReleased (KeyEvent e) { ... }public void keyTyped (KeyEvent e) { ... }}

392

��



393

��

��”Hello-World”-Applet

import java.awt.*;

import javax.swing.*;

public class GutenTagApplet1 extends JApplet

{public void paint (Graphics g)

{super.paint (g);

g.drawString ("Guten Tag", 127, 47);

}}

394

��

��”Hello-World”-HTML-Datei

<APPLET code="GutenTagApplet1.class" width=500 height=300>

</APPLET>

395

��

��”Hello-World”-Applet – komplizierter

public class GutenTagApplet2 extends JApplet

{protected Font zeichenSatz;

protected int zeichenGroße = 72;

protected Color textFarbe = Color.yellow;

private int ovalx = 20;

private int ovaly = 20;

private int ovalb = 430;

private int ovalh = 200;

private int arcb = 30;

private int arch = 30;

public void init ()

{zeichenSatz = new Font ("sanscerif", Font.BOLD, zeichenGroße);

}

396

��

��”Hello-World”-Applet – komplizierter

public void paint (Graphics g)

{super.paint (g);

g.setColor (Color.blue);

g.fillRoungRect (ovalx, ovaly, ovalb, ovalh, arcb, arch);

g.setColor (Color.magenta);

for (int i = 0; i < 6; i++)

g.drawRoundRect (ovalx - i, ovaly - i,

ovalb + 2 * i, ovalh + 2 * i, arcb, arch);

g.setColor (textFarbe);

g.setFont (zeichenSatz);

g.drawString ("Guten Tag", ovalx + 25,

ovaly + ovalh / 2 + zeichenGroße / 2);

}

397

��

��Grundlagen

• Ein Applet ist eine Subklasse der Klasse JApplet.

• Der Lebenszyklus eines Applets wird durch dievier Methoden init (), start (), stop () unddestroy () bestimmt.

• repaint (), update (Graphics g)

und paint (Graphics g)

und paintComponent (Graphics g)

398

��

��Graphik-Methoden

• public void repaint ()

public void repaint (long ms)

public void repaint (int x, int y, int width, int height)

public void repaint (long ms, int x, int y, int width, int height)

•public void update (Graphics g)

{g.setColor (getBackground ());

g.fillRect (0, 0, width, height);

g.setColor (getForeground ());

paint (g);

}

• public void paint (Graphics g)

399

��

��Applet-Parameter: Methoden

• public String getParameter (String pn) :Sie gibt den Wert des Parameters mit Namen pn alsString zuruck.

• public String[][] getParameterInfo () : Web-Browsers und Applet-Viewer rufen eventuell diese Me-thode auf, um dem Benutzer die moglichen Parameteranzuzeigen.

• public String getAppletInfo () : Diese Metho-de kann von einer ”Uber”-Dialogbox verwendet werdenund sollte von jedem Applet implementiert werden.

400

��

��Beispiel Applet-Parameter

public void init ()

{String s = this.getParameter ("Zeichengroße");

try { zeichenGroße = Integer.parseInt (s); }catch (NumberFormatException e) { zeichenGroße = 72; }super.init ();

s = this.getParameter ("Textfarbe");

if (s.equals ("Gelb")) textFarbe = Color.yellow;

else if (s.equals ("Rot")) textFarbe = Color.red;

// ---

401

��

��HTML-Datei

<APPLET code="GutenTagApplet3"

width=500 height=300>

<PARAM name="Zeichengroße" value="36">

<PARAM name="Textfarbe" value="Grun">

</APPLET>

402

��

��APPLET-tag-Attribute

codebase

code, object

archive

width, heigth

alt

name

align

vspace, hspace

403

��

��Ausschnitt Thread Bewegung

weiter: while (true)

{// ---

while (angehalten)

{try

{sleep (10000);

}catch (InterruptedException e)

{angehalten = false;

}}

if (beendet) break weiter;

// ---

404

��

��Ausschnitt Applet Aktiv

public void init ()

{bewegung = new Bewegung ();

bewegung.start ();

bewegung.angehalten = true;

}

public void start ()

{bewegung.angehalten = false;

bewegung.beendet = false;

bewegung.interrupt ();

}

405

��


public void stop ()

{bewegung.angehalten = true;

}

public void destroy ()

{bewegung.beendet = true;

bewegung.interrupt ();

bewegung.join ();

}

406

��


public void paint (Graphics g)

{super.paint (g);

for (int i = 0; i < kreise.size (); i++)

{((Oval) kreise.get (i)).male (g);

}}

407

��



408

��

��JDBC und weiter

• JDBC ist ein low-level API → high-level APIMan kann damit SQL-Anweisungen absetzen.

• embedded SQL fur Java

• direkte Abbildung von Tabellen als Java-Klassen(object/relational mapping)

• JDBC, ODBC, ADO.NET

• einstufige, zweistufige Modelle

409

��

��JDBC-Treiber

• Treiber: Klasse Driver

• Treiber: http://java.sun.com/products/jdbc

• DriverManager.getConnection ()

410

��

��JDBC-URL

• Standard-Syntax: jdbc:<Subprotokoll>:<Subname>Beispiel: jdbc:postgres://ba-stuttgart.de:47/spielbank

• Registrierung von Subprotokollen:Email an [email protected]

• ODBC:jdbc:odbc:<Datenquellname>[;<Attributname>=<Attributwert>]*

jdbc:odbc:Spielbank;UID=kfg;PWD=Ratatui;CacheSize=20;

411

��

��Treiber laden:

• Class.forName ("TreiberKlassenname");

• Class.forName ("TreiberKlassenname")

.newInstance ();

• System-Eigenschaft jdbc.drivers

412

��

��Verbinding Connection

Class.forName ("org.gjt.mm.mysql.Driver");

String url = "jdbc:mysql://nr5:3306/it96";

Connection verbindung

= DriverManager.getConnection (

url, "Bozo", "hochgeheim");

413

��

��Klassen fur SQL-Anweisungen

• Statement• PreparedStatement• CallableStatement

414

��

��Klasse Statement

Statement anweisung = verbindung.createStatement ();

ResultSet ergebnis

= anweisung.executeQuery ("SELECT a, b, c FROM tabelle");

while (ergebnis.next ())

{int x = ergebnis.getInt ("a");

String y = ergebnis.getString ("b");

float z = ergebnis.getFloat ("c");

// Tu was mit x, y, z ...

}ergebnis.close ();

anweisung.close ();

verbindung.close ();

415

��

��execute...

• executeQuery (String sql)

• executeUpdate (String sql)

• execute (String sql)

416

��

��Klasse ResultSet

get<Typ> ("Spaltenname")-Methodenoderget<Typ> (Spaltennummer)-Methoden

ergebnis.next ()

Benannte Kursoren und positionierte Manipulationen sindauch moglich.

417

��

��Beliebig lange Datenelemente

SQL: LONGVARBINARY oder LONGVARCHARkann als Stream gelesen werden.

InputStream ein1 = ergebnis.getBinaryStream (spaltennummer);

InputStream ein2 = ergebnis.getAsciiStream (spaltennummer);

Reader ein3 = ergebnis.getUnicodeStream (spaltennummer);

418

��

��Klasse PreparedStatement

PreparedStatement prepAnw

= verbindung.prepareStatement (

"UPDATE SP SET QTY = ? WHERE SNR = ?");

set<Typ> (parameternummer, parameterWert)

Z.B.:

prepAnw.setInt (1, 37);

prepAnw.setString (2, "S3");

execute (), executeQuery (), executeUpdate ()

419

��

��Klasse CallableStatement

CallableStatement prozAnw = verbindung.prepareCall (

"{call prozedurName (?, ?)}");prozAnw.setInt (1, 25);

prozAnw.registerOutParameter (1, java.sql.Types.INTEGER);

prozAnw.registerOutParameter (2, java.sql.Types.DECIMAL, 3);

ResultSet rs = prozAnw.executeQuery ();

// Verarbeite rs

int i = prozAnw.getInt (1);

java.math.BigDecimal d = prozAnw.getBigDecimal (2, 3);

420

��

��Transaktionen

• Transaktionen beziehen sich auf die Verbindung(Connection)

• setAutoCommit (boolean)

• commit ()

• rollback ()

• setTransactionIsolation (int)

421

��

��Objekt-Serialisierung

• Kodierung von Objekten in Byte-Strome

• Kodierung von Byte-Stromen in Objekte

• kompletter Objektgraph

• Serializable oder Externalizable

422

��

��Default-Serialisierung

•Marker-Schnittstelle Serializable

Klasse java.io.ObjectOutputStream :

public final void writeObject (Object ob)

throws IOException;

Klasse java.io.ObjectInputStream :

public final Object readObject ()

throws OptionalDataException, ClassNotFoundException,

IOException;

423

��

��Default-Serialisierung

• Rekursiver Aufruf von writeObject bzw readObject

zur Serialisierung bzw Deserialisierungdes ganzen Objekt-Graphen

• Zirkel werden erkannt.

• Superklassen werden serialisiert.

• Felder sind auch serialisierbar.

• transient-Klassenelemente werden nicht serialisiert.

424

��

��Beispiel

public class ProgrammiererIn extends Person

implements Serializable

{// - Konstruktor, zeige, setLaune, setKollegIn

private Sprache sprache;

private transient String laune;

private ProgrammiererIn kollegIn;

}

425

��

��Beispiel

class Person implements Serializable

{public Person (String name) { this.name = name; }protected String name;

}

class Sprache implements Serializable

{public Sprache (String name) { this.name = name; }String name;

}

426

��

��Beispiel Serialisierung

public class Serialisierung

{public static void main (String[] argument) throws IOException

{FileOutputStream f = new FileOutputStream (argument[0]);

ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream (f);

ProgrammiererIn p1 = new ProgrammiererIn ("Gustav", "Java");

ProgrammiererIn p2 = new ProgrammiererIn ("Hanna", "C++");

p1.setLaune ("schlechte"); p2.setLaune ("gute");

p1.setKollegIn (p2); p2.setKollegIn (p1);

p1.zeige (); p2.zeige ();

s.writeObject (p1); s.writeObject (p2);

427

��

��Beispiel Serialisierung

ProgrammiererIn[] fp = new ProgrammiererIn[20];

for (int i = 0; i < 20; i++)

{fp[i] = new ProgrammiererIn ("Dummy" + i, "Cobol");

fp[i].setKollegIn (p1);

}s.writeObject (fp);

s.close ();

f.close ();

}}

428

��

��Beispiel Deserialisierung

public class Deserialisierung


throws IOException, ClassNotFoundException

{FileInputStream f = new FileInputStream (argument[0]);

ObjectInputStream s = new ObjectInputStream (f);

ProgrammiererIn p;

p = (ProgrammiererIn)s.readObject (); p.zeige ();

p = (ProgrammiererIn)s.readObject (); p.zeige ();

ProgrammiererIn[] fp = (ProgrammiererIn[])s.readObject ();

for (int i = 0; i < 20; i++) fp[i].zeige ();

s.close (); f.close ();

}}

429

��

��Vor- und Nachbehandlung

private void writeObject (ObjectOutputStream aus)

throws IOException

{// Vorbehandlung des Objekts

aus.defaultWriteObject ();

// Nachbehandlung des Objekts

}

430

��

��Nachbehandlung

private void readObject (ObjectInputStream ein)


{ein.defaultReadObject ();

// Nachbehandlung des Objekts

}

431

��

��Beispiel

• Name wird in * eingebettet.

• writeObjekt muß in Superklasse Person definiertwerden.

• Laune wird nach dem Lesen auf ”unbestimmte” gesetzt.

• Anwendungsprogramme andern sich nicht.

432

��

��Eigene Serialisierung

• Implementiere Schnittstelle Externalizable

public void writeExternal (ObjectOutput aus)

throws IOException;

public void readExternal (ObjectInput ein)

throws IOException, ClassNotFoundException;

433

��

��Beispiel

public void writeExternal (ObjectOutput aus)

throws IOException

{String old = name;

name = "*" + name + "*";

super.writeExternal (aus);

aus.writeObject (sprache);

aus.writeObject (kollegIn);

name = old;

}

434

��

��Beispiel

public void readExternal (ObjectInput ein)


{super.readExternal (ein);

sprache = (Sprache)ein.readObject ();

kollegIn = (ProgrammiererIn)ein.readObject ();

setLaune ("unbestimmte");

}

435

��

��Klassenversion

• Entweder Definition vonstatic final long serialVersionUID

= -7440944271964977635L;

• oder automatische Vergabe.

• serialver

436

��

��Applet

• <APPLET>-Tag hat ein Attribut OBJECTzum Laden serialisierter Applet-Objekte.

• Initialisierungs-Code wird nicht mehr benotigt.

• Konvention: Objekt-Datei hat Erweiterung .ser

• appletviewer kann zur Erzeugung vonObjekt-Dateien verwendet werden (Stop, Save).

437

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Inhalt Intensivkurs Java Innere Klassen Operatoren Streamskfg/java/javaF.pdf · Inhalt Intensivkurs Java | Einleitung Innere Klassen Datentypen Threads Operatoren Streams Kontrollstrukturen