A Linguagem Java
Um Curso Orientado a Objetos
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1
Características de Java
Linguagem totalmente Orientada a Objetos
 Portabilidade
 Alta Performance (?!)
 Facilidades para Processamento Distribuído
 Ambiente Seguro
 Neutra em relação a arquiteturas
 Linguagem Robusta
ver artigo: The Java Language Environment

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2
Java Virtual Machine
Compiler
JAVA files
Class byte
code files
01001...
PC hardware
CPP files
.exe program
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3
Compile-Time
Source
Code
Compiler
Run-Time
Class
Loader
Interpreter
Bytecodes
JAVA Virtual Machine
Byte
Code
Verifier
Run-Time
Classes
Security
Manager
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4
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5
A plataforma Java (i)


Plataforma: ambiente de software e de hardware,
no qual um programa é executado.
Componentes da plataforma Java:



A Máquina Virtual Java (JVM)
A Interface para Programação de Aplicações Java
(API)
A API é uma vasta coleção de componentes de
software já prontos, que fornecem uma série de
funcionalidades.
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6
A plataforma Java (ii)

Os componentes que integram a API Java são
agrupados em packages (fisicamente equivalentes
a diretórios) de classes e interfaces relacionadas.
A API e a JVM isolam o programa do hardware subjacente.
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7
A plataforma Java (iii)

Toda implementação completa da plataforma Java
fornece as seguintes facilidades:





Ferramentas de desenvolvimento (para compilar,
executar, debugging e documentar as aplicações)
API (inúmeras classes...)
Deployment technologies (Java Web Start, Java
Plug-in)
User Interface Toolkits (Swing, Java2D)
Integration Libraries (Java RMI, JNDI [Java
Naming and Directory Inteface])
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Impactos de Java na programação







Rápida curva de aprendizado
Escreve-se menos código
Programa-se melhor
Desenvolvimento mais rápido de programas
Evita dependência de plataformas
Portabilidade (write one, run anywhere)
Distribuição de software mais fácil
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A aplicação "Hello World!"



"Hello World!" for the NetBeans
IDEhttp://docs.oracle.com/javase/tutorial/getStarte
d/cupojava/netbeans.html
"Hello World!" for Microsoft
Windowhttp://docs.oracle.com/javase/tutorial/getS
tarted/cupojava/win32.html
"Hello World!" for Solaris OS and
Linuxhttp://docs.oracle.com/javase/tutorial/getStar
ted/cupojava/unix.html
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Alguns conceitos de P.O.O.

Objeto

Classe

Herança

Interface
Package

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11
Objeto (i)





Objeto é uma representação de algo existente no
“mundo real”.
Exs.: uma certa lâmpada, um determinado rádio,
etc.
Objetos possuem estado (state) e comportamento
(behaviour).
Alguns objetos contêm outros objetos...
Objetos armazenam o seu estado em fields
(instance variables).
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Objeto (ii)



O comportamento de um objeto é realizado
através de métodos.
Os métodos operam no estado interno dos objetos
e servem como mecanismo de comunicação entre
objetos (via troca de mensagens ou invocação de
métodos).
Encapsulamento de dados (information hiding):
quando se oculta o estado interno do objeto e as
operações sobre o objeto são efetuadas apenas
pelos métodos (do objeto em questão).
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13
Objeto (iii)

Benefícios de se agregar código aos objetos:





Modularidade (particionamento do espaço de
estados de um problema, simplificando-o)
Information hiding
Reuso de código
Capacidade de associar/conectar componentes
(lego like)
Facilidade em debugging
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14
Classe
É um padrão/template/fôrma a partir da qual objetos de
um mesmo tipo são criados.

Uma classe é uma abstração.

Uma abstração denota as características essenciais de
um objeto, que o distingüe de todos os outros tipos de
objetos e, assim, fornece fronteiras conceituais bem
definidas, relativas à perspectiva do observador (Booch)

Uma classe possibilita a caracterização daquilo que
compreende o estado dos objetos de um mesmo tipo, bem
como do conjunto de operações(comportamento)
aplicáveis a esses objetos .
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 Class
15

Herança


representa uma hierarquia de abstrações, em que uma subclasse
herda de uma ou mais superclasses. Tipicamente a subclasse
aumenta ou redefine a estrutura e o comportamento de uma ou mais
classes.
Eou seja, a subclasse herda a carcterização do estado e o
comportamento de uma ou mais classes.

Usa a keyword extends.

Exemplo:
http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/concepts/inheritance.html
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16
Interface



Os objetos interagem com o mundo externo via os
seus métodos.
Os métodos formam a interface com o mundo
externo.
Em sua forma mais comum, uma interface é um
grupo de métodos com o corpo vazio (i.e. sem o
algoritmo que implementa o comportamento
referenciado pelo nome do método.)
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17
Exemplo de Interface
interface Bicycle {
// wheel revolutions per minute
void changeCadence(int newValue);
void changeGear(int newValue);
void speedUp(int increment);
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Implementação de Interface
class ACMEBicycle implements Bicycle {
// remainder of this class
// implemented as before in class Bicycle
}
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19
Package



Um package é um namespace (contexto para
identificadore) que organiza um conjunto de
classes e interfaces relacionadas.
Pode-se pensar em packages como sendo
“equivalentes” a diretórios.
A plataforma Java fornece uma imensa biblioteca
de classes (organizadas como um conjunto de
packages) - Application Programming Interface API - que podem ser usadas por aplicações Java.
A API JAva permite ao programador focar no

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20
Tudo em Java é objeto

Exceção (parcial): os tipos de dados primitivos.
Estes tipos são padronizados para todas as
plataformas. São eles:
Data Type
 byte
 short
 int
 long
 float
 double
 char
Size
8-bit
16-bit
32-bit
64-bit
32-bit floating point
64-bit floating point
16-bit Unicode
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Literais (i)
São usados para representar os tipos de dados primitivos.
Iniciando com:
– 0 ---> octais
– 0x ou 0X ---> hexadecimais
– literais maiores que 0x7FFFFFFF (2.147.483.647) são
automaticamente assumidos como long. Qualquer literal inteiro
seguido de l ou L é um long.
 floating-point: contêm expoente ou ponto decimal. Podem ser float
ou double. Por default são do tipo double.
Ex.: 6.2832, 0.1, 10E-13, 2.5 E12 (double)
Float: 45.34F, 0.1F, 2.7987F, 11.3E-23F.
Double:23.52D, 1..88E-3D.

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22
Literais (ii)


Booleans: Podem assumir um dos dois valores (constantes) true ou
false. Não pode haver cast para inteiros.
Character: são representados por um único caracter entre aspas.
Ex.: ‘a’, ‘ ‘.
Um character pode também ser definido por : ‘\xNN’, onde NN é o
valor UNICODE do caracter.
Seqüências de escape são usadas para representar caracteres
especiais e são precedidas por uma barra invertida (\).
Ex.: \n new line
\t tab
\r carriage return
\b backspace
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23
Variáveis (i)


Em JAVA há três tipos de variáveis: instance, class e local.
Local: são variáveis declaradas dentro de métodos ou blocos.
Forma geral: <type> <variable name>
double pi;
int count;
public GetHalf () {
int half; // variável local
half = FirstVariable / 2;
return half;
}
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24
Variáveis (ii)

Instance: São definidas para uma instância de um objeto.
Class FirstClass {
int FirstVariable = 0; //inicializa com zero
//Atribui valor à variável
public void SetValue (int NewValue) {
FirstVariable = NewValue;
}
// Obtém o valor da variável
public int GetValue ( ) {
return FirstVariable;
}
}
No caso, FirstVariable é uma variável tipo instance.
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25
Variáveis (iii)

Variáveis class são empregadas para definir dados que são
associados à classe e, não aos objetos instanciados.
São declaradas usando-se a keyword static
Class BankAccount {
// inicialização dos números das contas
static private int m_nNextAccountNumber = 1001;
// declaração de outros membros
...
// declaração de outros métodos
...
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Precedência dos Operadores*
. [] ()
++ -- ! ~ instanceof
* / %
+ << >> >>>
< > <= >=
= = !=
*Ver
&
^
|
&& (short circuit evaluation)
||
(short circuit evaluation)
?:
= op=
,
Peter van der Linden, Just Java, pg. 87
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JAVA Keywords
JAVA
byte boolean
try catch finally throw
private public protected
transient synchronized
if else for while do
native final finally
short long extern
switch case default
threadsafe abstract
auto register
break continue
import class extends
return static
volatile sizeof
const
instanceof implements
typedef
interface package null new
true false this super
char
struct union
int short long
C
enum
float double
signed unsigned
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28
Fluxo de Controle (i)

if statement

for loop

while loop

switch statement
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29
Fluxo de Controle (ii)

if statement
if (boolean expression) {
//... qualquer número de comandos
}
else {
//... qualquer número de comandos
}
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30
Fluxo de Controle (iii)

while loop
while (boolean expression) {
//... qualquer número de comandos
}
do {
//... qualquer número de comandos
} while (boolean expression);
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Fluxo de Controle (iv)

for loop
for (expr1; expr2; expr3) {
//...qualquer número de comandos
}
Equivalente a:
avalia expr1; //inicialização do loop
while (expr2) {
//... Qualquer número de comandos
avalia expr3 // expressão para controlar o loop
}
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Fluxo de Controle (v)

switch statement
switch (expr) {
case cexpr1:
// comandos JAVA
break;
case cexpr2:
// comandos JAVA
break;
...
case cexprn:
// comandos JAVA
break;
default:
// mais comandos JAVA
}
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Arrays (i)



Não se pode declarar um array com um tamanho pré-definido.
Deve ser declarado como uma variável não inicializada.
Podem ser usados para classes e tipos primitivos de dados
int
numbers[]; //para arrays de inteiros
String
myStrings []; // para arrays de objetos do tipo string
String[] myStrings; //forma alternativa

O próximo passo é criar o array através do uso do operador new.
Constrói-se uma instância do objeto.

int numbers[] = new int[5]; //array de inteiros, de dimensão 5.
String myStrings[] = new Strings[20] ; //array de Objetos String, de dimensão
20.
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34
Arrays (ii)


Os slots ainda nada contêm. Todavia são inicializados com valores
default (inteiros: 0; objetos String: null).
Finalmente atribuem-se valores aos elementos do array.
myStrings[0] = “My first String”;
myStrings[1] = “My second String”;
numbers[0] = 20;


IndexOutOfBoundException (índice inválido)
Uma variável instância pública chamada length é usada para se
obter o tamanho do array.
Int
q = numbers.length; // q = 5
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Arrays (iii)


JAVA não suporta arrays multidimensionais
Podem ser simulados através de arrays de arrays
int k[][] = new int[5][4];
k[1][3] = 100; //atribui valor a um dos elementos do array

Outra forma de se criar um array:
int z[][];
int outerSize = 5;
int innerSize = 4;
z = new int[outerSize][innerSize];
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class TestArray {
public static void main (String args[]) {
int z[][];
int outerSize = 5;
int innerSize = 4;
z = new int[outerSize][innerSize];
int i, j , k; // linha --> i; coluna --> j
for (i = 0, k = 0; i < innerSize; i++)
for (j = 0; j < outerSize; j++) {
z[j][i] = k++;
System.out.println("i = " + i + " j = " + j + " " + z[j][i]);
}
int w[][] = new int[10][];
w[0] = new int[5];
w[3] = new int[3];
System.out.println (w.length + " " + w[0].length + " "+ w[3].length);
w[10] = new int[3]; // OutOfBoundException
/* int y[][] = new int [10][];
// missing array dimension
y[0][] = new int [5];
// missing array index
y[][2] = new int [10]; */
}
}
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Estrutura de um Programa em JAVA








Um progama em JAVA é composto de classes
Apenas uma classe implementa o método main().
As classes em JAVA podem estar em múltiplos arquivos (compilation units)
cada arquivo fonte termina com o sufixo .java
Cada classe contém data members (declarações de tipos de dados) e methods
(funções que operam nos data members da classe)
O conjunto de classes em uma unidade de compilação podem fazer parte de um
mesmo package. Isto significa que todas as classes serão pré-fixadas com o nome
do package.
O comando import instrui o compilador para carregar uma determinada classe
que está em uma outra unidade de compilação.
O comando interface especifica um conjunto de métodos que descrevem, em alto
nível, um comportamento determinado.
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Estrutura de um Programa em JAVA
package mystech.util; /* OPTIONAL - these classes may belong to a package */
import java.util.Vector; /* OPTIONAL - import other classes for use in this class */
interface InputOutput { /* OPTIONAL - an interface is a group of methods */
void read();
void write();
}
/* OPTIONAL - multiple classes per file */
class aCLass { ...
}
...
class mainClass {
public static void main(String args[])
{ ...
}
}
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39
Executando um Programa em JAVA

Para compilar um programa em bytes codes independentes de
arquitetura:
javac <filename>
filename é um arquivo .java

O compilador gera um arquivo <classname>.class para cada classe.
Cada arquivo contém os byte-codes para a classe correspondente .

O interpretador JAVA executa os byte-codes
java <classname>
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Standalone Application
public class App1_1
{
public static void main(String args[])
{
System.out.println("Hello, world");
}
}
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Applets
import java.applet.Applet;
import java.awt.*;
public class HelloMan extends Applet
{
public void paint(Graphics g)
{
g.drawString("Hello, world", 0, 20);
}
}
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<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Hello World</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<APPLET CODE="HelloMan.class"
WIDTH=250
HEIGHT=100>
</APPLET>
</BODY>
</HTML>
42
Objetos e Classes em JAVA (i)





Classes são os templates para especificar o estado e comportamento
de um objeto em tempo de execução.
Objeto é uma instância de uma classe.
Classes consistem de data members (instance variables) e métodos.
Após a definição de uma classe, pode-se criar os objetos
correspondentes através do operador new.
O operador new
– aloca memória para o objeto
– inicializa variáveis de instância
– chama um construtor

Construtores: são métodos que são chamados quando o objeto é
instanciado. Provêem inicializações adicionais para o objeto.
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43
Objetos e Classes em JAVA (ii)



Métodos: especificam o comportamento dos objetos
Os métodos possuem duas partes: definição e corpo.
Definição: Possui três componentes (signature):
– valor retornado
– o nome do método
– uma lista de parâmetros



Corpo: algoritmo que opera sobre os data members.
Os métodos podem declarar variáveis locais.
Os métodos podem ser sobrecarregados (em particular, os
construtores) - Overloading -
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44
Exemplos de classes em JAVA

Conta Bancária
Learn Java Now . Stephen R. Davis. Microsoft Press. Pág. 41.
Chap03/BankAccount/BankAccount.java

Livros e Estantes
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley &
Sons, Inc. Pág. 15 e 17.
SRC1-4.java e SRC1-5.java
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45
Exemplos de programas em JAVA

Uso da classe Conta Bancária
Learn Java Now . Stephen R. Davis. Microsoft Press. Pág. 43.
Chap03/BankAccount/App1_3.java

Livros e Estantes
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley &
Sons, Inc. Pág. 18 e 20.
SRC1-6.java
SRC1-7.java (versão com GUI)
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46
Method Signature
Os métodos possuem duas partes: definição e
corpo.
 A definição deve possuir pelo menos três partes:

– valor retornado
– nome
– lista de parâmetros

A signature de um método compreende o valor
retornado pelo método, o nome do método e a sua
lista de parâmetros.
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47
Overloading Methods (i)

Métodos com o mesmo nome para diferentes classes
Solução: qualificar o nome por completo.
void fn(TV my tv, Radio myradio)
{
mytv.ChangeChannel(); //troca o canal da tv
myradio.ChangeChannel(); //troca a estação do radio
}
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48
Overloading Methods (ii)

Quando o método é chamado de dentro da classe não é necessária a
qualificação completa
class TV {
void ChangeChannel() {
//código do método ...
}
void SomeFunction() {
ChangeChannel();
}
}
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49
Overloading Methods (iii)

Métodos com o mesmo nome para a mesma classe
Solução: a distinção entre os métodos é feita através dos argumentos
class BankAccount {
double m_dCurrentInterestRate; // the Account’s interest rate
inquire or set interest rate
double Rate() {
return m_dCurrentInterestRate;
}
double Rate(double dNewRate) {
if (dNewRate > 0.0 && dNewRate < 20.0) {
m_dCurrentInterestRate = dNewRate;
}
}
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// Rate -
50
Overloading Methods (iv)
...
BankAccount baMyAccount
...
baMyAccount.Rate (0.8);
// estabelece a taxa
baMyAccount.Rate ():
// recupera a taxa corrente
...
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51
Overloading Methods (v)
Observação: Não é possível diferenciar dois métodos apenas em
função do valor retornado.
class RealNumber {
// convert current RealImaginary number to a double
double Convert ();
//convert current RealImaginary number to a int
int Convert ();
}
// Dá origem ao seguinte problema:
void Fn(RealNumber rn) {
rn.Convert (); // qual dos Convert devo usar???
}
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52
Overloading Constructors

Ver o exemplo
JustJavaBook/examples/ch2/test2c.java
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53
Herança

Ver o exemplo
JavaNow/chap07/BankAccount/BankAccount.java
/App1_7.java
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54
Polimorfismo

Ver o exemplo
JustJavaBook/example/ch2/test2e.java
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55
Garbage Collector






Além do gerenciamento de objetos em memória o Java run-tyme
system mantém um registro de todas as referências aos objetos.
Quando um objeto não é mais referenciado ele é automaticamente
removido da memória.
O programador é liberado da tarefa (error prone) de retornar ao
espaço disponível os objetos que foram previamente alocados.
O Garbage Collector é executado como um thread de baixa
prioridade nos momentos em que a máquina encontra-se inativa.
A área de memória ocupada pelos objetos não é necessariamente
liberada de imediato.
O Garbage Collector pode ser explicitamente chamado:
System.gc ( ); // jamais faça isso em loops.
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56
Membros Estáticos


Class Members: são propriedades que são compartilhadas por todos
objetos de uma mesma classe.
São também chamados de membros estáticos
class Bank Account;
{
// a taxa de juros é para ser compartilhada por todas as contas
// bancárias.
static double m_dCurrentInterestRate;
...
}
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57
Métodos Estáticos
São métodos que são compartilhados por todos os
objetos de uma classe.
 Não possuem a referência this.
 Os métodos estáticos são invocados usando-se o
nome da classe.
 Exemplos:

Learn Java Now . Stephen R. Davis. Microsoft Press. Pág. 62 e 64.
Chap04/BankAccount/BankAccount.java
Chap04/BankAccount/App1_4.java
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58
Modificadores de Acesso





Controlam o nível de visibilidade que os métodos e data members
de uma classe terão para as outras classes.
Public: indica que se pode ter acesso ao método ou data member
assim declarado em uma dada classe X, a partir de qualquer classe
ou método que tenha visibilidade da classe X.
Protected: o acesso é restrito apenas às subclasses da classe
protected.
Private: o método ou data member não está disponível para
qualquer outra classe, exceto para aquela onde ele aparece.
Package (friendship ?): é o acesso default. Nào corresponde
diretamente a uma keyword de acesso. Quando se cria um package (biblioteca de
classes), se não se especifica um modificador de acesso para um dado método ou
dm, todas as outras classes do package poderão ter acesso ao mesmo.
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59
Java Standard Library
Compreende os packages:
lang
 util
 io
 net
 awt
 applet

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60
Lang Package








Compreende as classes que formam o núcleo da linguagem Java.
Type Wrappers: Number, Character, Boolean, Double, Long,
Float, Integer
Superclasses Abstratas: Class, Object
Strings: String, StringBuffer
System Information: System, Process, Runtime, ClassLoader,
SecurityManager
Funções Matemáticas: Math
Threads: Thread, Thread Group
Run Time Errors: StackOverFlowError, OutOfMemoryError...
Exceções: ClassNotFoundException, Throwable ...
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61
Util package
Compreendem objetos utilitários que ajudam aos programas
manipular e armazenar outros objetos eficientemente.

Containers: HashtableEntry, Properties, Vector, VectorEnumerator,
Stack, ObserverList, BitSet, Dictionary

Miscelaneous: Random, Date, StringTokenizer,
NoSuchElementException.
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62
IO package
Comprende classes que oferecem facilidades para input e output.




InputStreams (analogia com fluxo contínuo, permitindo redirecionamento de
dados): InputStream, ByteArrayInputStream, FilterInputstream,
PushbackInputStream, StringBufferInputStream, DataInputStream,
BufferedInputStream, LineNumberInputStream, SequenceInputStream,
PipedInputStream, StreamTokenizer.
OutputStreams: OutputStream, DataOutputStream, BufferedOutputStream,
PrintStream, FilterOutputStream, ByteArrayOutputStream,PipedOutputStream.
Files (estas classes compreendem os armazéns de dados - ou data pools - que os
streams usam para destino ou origem dos dados): File, File FileImputStream,
FileOutputStream, RandomAccessFile
Exceções: IOException, InterruptedIOException,FileNotFoundException,
EOFException, UTFDataFormatException.
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63
Net package
Consiste de classes para comunicar com outros computadores (via
sockets) e com servidores internet (http, ftp, etc...).

WebTools (conjunto de classes para conectar e processar URLs - Uniform
Resource Locators): InetAddress, URL, URLConnection, URLStreamHandler,
ContentHandler.

Sockets (Um socket é um modo simples de conectar processos em diferentes
máquinas, via uma rede TCP/IP, e compartilhar dados. É similar a um network
pipe) Escreve-se e lê de/para um socket da mesma forma que em um arquivo):
ServerSocket, Socket, SocketImpl, SocketInputStream, SocketOutputStream.

Exceções: ProtocolException, SocketException, UnknowHostException,
UnknowServiceException, MalformedURLException.
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64
AWT package
Conjunto de classes para implementar o Abstract
Windows Toolkit, o qual implementa uma
graphical user interface (GUI) neutra
relativamente às diversas plataformas.
O AWT fornece classes para janelas, botões, listas,
menus, layout de objetos em containers, etc...
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65
Applet package
Conjunto de classes para a criação de applets. Um
applet é uma pequena aplicação Java que pode ser
“inserida” em uma página WEB e pode ser
executada por um browser (ex.: HotJava,
Netscape, etc...).
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66
Lang Package: a classe Object (i)




Object: é a classe base de todas as outras classes em Java.
Os métodos da classe object estão presentes em todas as classes.
Pode-se, evidentemente, fazer um override destes métodos.
Alguns métodos interessantes da classe Object:
Cada objeto possui uma representação em String. Pode ser um
nome gerado pelo sistema ou, pela classe.
P. ex., a representação de um objeto do tipo String é o próprio
string. Como obtê-la:
Object o = new Object ();
System.out.println (“Object = “+ o); // i)
System.out.println (“Object = “+ o.toString()); // ii)
// i) e ii) são funcionalmente equivalentes.
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67
Lang Package: a classe Object (ii)
O método toString é automaticamente chamado, quando o objeto
faz parte de um println.
 Deve-se providenciar um override para o método toString caso se
deseje uma representação customizada para os objetos de uma dada
classe. Isto é feito para a biblioteca de classes de Java.
 Em Java as classes não possuem um método destructor.
 Em Java o gerenciamento de memória é automático …
 Há, todavia o método finalize () imediatamente antes do gc ().
Deve-se providenciar um override para este método, no caso de se
desejar algumas tarefas específicas tais como: fechar arquivos,
desfazer uma conexão, etc…
 finalize() deve ser usado com cuidado pois não se sabe exatamente
quando é realizada a garbage collection.
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68

Lang Package: a classe Class
Cada classe em Java possui um descriptor.
 A classe Class representa este descriptor, ao qual pode-se ter acesso
através do método getClass () da classe Object.
 Não se pode alterar este descriptor, apenas utilizá-lo para se obter
informações úteis.
 P. ex., o método getSuperclass () retorna o descritor de classe da
superclasse de uma dada classe.
String s = “My name is …”;
System.out.println (“String superclass = “ +
s.getClass().getSuperclass());
 O método getName() retorna o nome da classe.
 métodos wait (), notify e notifyall () // relacionados com threads...
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69

Lang Package: Class String (i)

Literais strings são implementados como objetos da classe String.
String s1 = “A string”;
String s2 = s1 + “with some aditional text”;

Como strings são objetos só se pode operar nos mesmos através de
métodos apropriados, i.e., não se pode alterá-los após criados.
substring(): retorna um string começando em um índice dado.
length(): retorna o comprimento do string.
System.out.println(s2.substring(s1.length()));
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70
Lang Package: Class String (ii)



valueOf(): vários métodos (overloaded) que recebem como
parâmetro um tipo de dado primitivo e retornam uma representação
em string.
Este trecho de código faz a variável string s ter o valor “100”.
int i = 100;
String s = String.valueOf(i); // note que neste exemplo não usamos
//uma instância da classe String para invocar o método valueof().
//valueof() é um método de classe ou método estático.
Equals(): retorna um booleano indicando se dois objetos string
possuem strings internos idênticos.
if (s2.equals(s1)) { ... }
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71
Lang Package: Class StringBuffer (i)

Trata-se de um outro tipo de classe string, mas que pode ser
modificada. Em qualquer ponto no tempo, um objeto StringBuffer
contém uma seqüência de caracteres particular, mas o comprimento
e o conteúdo da seqüência podem ser alterados através da invocação
de certos métodos.

Um StringBuffer tem uma capacidade. Enquanto ela não for
excedida não será necessário criar um novo buffer (array) interno.

StringBuffers podem ser usados por múltiplos threads. Os métodos
são sincronizados, quando necessário, de modo a preservar a
consistência do StringBuffer.
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72
Lang Package: Class StringBuffer (ii)

Exemplo de uso do método append ():
...
String s2 = “A new type of string”
StringBuffer sb = new StringBuffer (s2);
sb.append (‘.’);
System.out.println (sb);
...
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73
Lang Package: Type Wrapper Classes (i)
Type Wrapper Classes
Boolean
Character
Double
Float
Integer
Long
---------------------------------Number
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Tipos de Dados Primitivos
boolean
char
double
float
integer
long
-----------------------------------Superclass que define métodos
para os type wrappers
numéricos
74
Lang Package: Type Wrapper Classes (ii)
Para criar instâncias da classe Integer:
Integer I1= new Integer(6);
Integer I2 = new Integer(“8”);
 Para converter um valor interno para um novo tipo de dados:
double db = I2.doubleValue();
 Existem uma série de métodos estáticos para realizar operações em
tipos de dados primitivos (sem criar uma instância de uma classe).
int i = Integer.parseInt(“7”);
Se o string não puder ser convertido para um número, um objeto
NumberFormatException é lançado (thrown).
 Existem variáveis públicas que dão informações sobre os limites
superior e inferior para os diversos tipos de dados.
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75

Lang Package: Type Wrapper Classes (iii)

Exemplo de uso de classes Type Wrapper
MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-1.java
Mostra:
i) como converter strings em números via os métodos valueOf() ou
parseInt();
ii) Como converter tipos de dados primitivos em objetos, para uso
em outras classes Java (ex., a class Vector).
Isto é essencial quando se usa classes containers (util package).
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76
Lang Package: System Information (i)

Categoria de classes que provêem informações sobre o sistema
operacional e acesso a alguns serviços do sistema operacional.

System: provê um método independente dos sistema, para se ter
acesso à funcionalidade e informações do sistema.
(ver o exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-5.java)
Process: classe instanciada a partir de uma chamada ao método
exec() da classe Runtime. A chamada a exec() é muito comum em
sistemas UNIX, aonde é usada para originar um novo processo. A
classe Process provê métodos para obter o stdin e stdout do
processo, matar (kill) o processo e obter o exit value se o processo
terminou.

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77
Lang Package: System Information (ii)

Runtime: é uma classe adjunta a System.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-6.java)

SecurityManager: é uma classe abstrata que possibilita que uma
política de segurança seja criada e tornada obrigatória em seu
código JAVA. Possui métodos que permitem checks ao
ClassLoader, à criação de arquivos, o acesso de applets a packages,
etc...

ClassLoader: classe abstrata que pode ser estendida para permitir a
carga de classes ou de um arquivo ou, da rede. Este mecanismo
permitirá uma verdadeira distribuição dinâmica de objetos para
qualquer máquina na rede, que disponha de um JAVA run time.
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78
Lang Package: classe Math

Disponibiliza uma série de funções matemáticas
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-7.java)
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79
Lang Package: classes Thread

As classes Threads implementam múltiplos contextos de execução
baseados em prioridades, em um único programa.

Thread: Deve-se criar uma subclasse desta classe para se produzir
um thread. Deve-se fazer o override do método run() da classe
Thread com o código que se deseja ser executado.

ThreadGroup: Permite que se agrupe threads para melhor
manipulá-los. Pode-se, p. ex, alterar as prioridades de todos os
threads de um mesmo grupo...
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-8.java)
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80
Exception Handling (i)





Um dos grandes desafios para os programadores sempre foi o de
como manipular erros em tempo de execução de modo elegante e
eficiente.
Na programação tradicional usava-se o comando return para se
passar um código indicando erro ou sucesso.
O código ficava sobrecarregado com uma série de if ...else em torno
de cada chamada à função.
Freqüentemente os programadores ignoravam o código de retorno e
omitiam o código necessário ao tratamento dos erros, levando o
programa a terminar de maneira abrupta e inesperada.
A causa dos erros não se tornava logo visível.
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81
Exception Handling em JAVA (ii)





Um exception handler é freqüentemente chamado de um
bloco try-catch.
No bloco try encontra-se o código a ser executado e que
corresponde ao curso de ação normal.
Se ocorrer um erro, Java ou o método chamado podem
gerar um objeto (exception object) para indicar o
problema.
O exception object é passado ao run-time system em busca
de um modo para tratar (handle) o erro.
O ato de passar o exception object para o run-time system
é chamado throwing an exception.
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82
Exception Handling em JAVA (iii)




Exceções são , de algum modo, similares a eventos. Java
pára a execução no local em que ocorreu a exceção. O
exception object é então criado e lançado (thrown) pela
correspondente sessão de código.
Como com eventos, a exceção deve ter algum trecho do
código apto a tratá-la. Esta sessão do código que recebe o
exception object captura (catch) a exceção.
Um exception handler possui um bloco opcional colocado
ao final do bloco try-catch chamado finally block.
O finally block provê um código para ser executado
independente da ocorrência ou não da exceção.
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83
Exception Handling em JAVA (iv)




Exceptions são representadas por objetos que são instâncias da
classe java.lang.Exception.
Várias subclasses de Exception fornecem informação especializada
(e eventualmente comportamento) para diferentes tipos de
problemas.
Um comando try pode possuir várias cláusulas catch para
especificar diferentes tipos de exceções.
Ex.: try { readFromFile(“foo”); ...}
catch (FileNotFoundException e) {...} // handle file not found
catch (IOException e) { ...} // handle read exception
catch (Exception e) {...} // handle all other exceptions
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84
Exception Handling em JAVA (v)
O programador pode lançar (thrown) suas próprias exceções em
Java: uma instância da classe Exception, ou de uma de suas prédefinidas subclasses, ou ainda criar suas próprias subclasses mais
especializadas (todas são subclasses da classe Throwable).
 À keyword thrown segue-se a alocação de um objeto (Exception)
do heap.
 O construtor de Exception aceita um objeto String, que poderá
conter uma descrição resumida do problema.
 O método Exception.printStackTrace identifica aonde a exception
foi lançada (thrown), seguindo-se aonde o método X causador da
exception foi chamado, o método que chamou X e assim por
diante...
 As exceptions são propagadas ...
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85

Exception Handling em JAVA (vi)

Exemplos:
i) JavaNow/Chap09/ComplexNumbers.java
JavaNow/Chap09/Myclass.java
ii) JavaNow/Chap09/BankAccount/InsufficientFundsException.java
JavaNow/Chap09/BankAccount/BankAccount.java
JavaNow/Chap09/BankAccount/test.java
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86
Java Exceptions









Exception (super classe)
InterruptedException
ClassNotFoundException
NoSuchMethodException
RuntimeException (JVM)
ArithmeticException
ClassCastException
ArrayStoreException
NullPointerException
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NegativeArraySizeException
IllegalArgumentException
IllegalThreadStateException
NumberFormatException
(capturar sempre)
IndexOutOfBoundsException
ArrayIndexOutOfBoundsException
StringIndexOutOfBoundsException
Security Exception
87
Exception Handling em JAVA (vii)

Ver a relação de exceções em:
Exploring Java, Patrick Nyemeier e Joshua Peck,
cap.IV, pg 96, fig 4.1
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88
Lang Package: Run Time Errors




Uma série de classes extende a classe Error, que por sua vez
extende a classe Throwable, e os objetos correspondentes são
lançados (thrown) pelo Java run time quando ocorre uma condição
anormal. Em geral não precisam ser tratadas pelo seu programa.
ThreadDeath: é lançada quando o método thread.stop() é
invocado. (Não deve ser capturada).
VirtualMachineError: sinaliza que a MVJ esgotou os seus recursos
ou um erro interni irrecuperavel.
StackOverflowError: indica que o stack da MVJ sofreu overflow.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-9.java)
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89
Lang Package: Run Time Errors (i)




OutOfMemoryError: extende VirtualMachineError. Indica que a
MVJ não pode atender a um pedido de memória.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-10.java)
UnknownError: extende VirtualMachineError. A princípio nunca
deveria ocorrer.
LinkageError: estende Erro. Indica que uma classe é dependente
de uma outra classe. Todavia, esta última alterou-se de forma
incompatível, depois da compilação da primeira classe (ver
explicações na pág. 168 do livro do Daconta).
NoClassDefFoundError: Estende LinkageError. A MVJ não
consegue encontrar uma classe (isto pode ocorrer se a classe existia
em tempo de compilação, porém, depois, foi removida).
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90
Lang Package: Run Time Errors (ii)




ClassCircularityError: estende LinkageError. Uma circularidade
foi detectada durante a inicialização da classe (A -->B -->A).
ClassFormatError: estende LinkageError. Indica a detecção de
um formato de arquivo inválido, no momento em tentava carregar
uma classe.
VerifiyError: estende LinkageError. Ocorreu uma verificação ao se
tentar carregar uma classe.
UnsatisfiedLinkError: estende LinkageError. Esta classe é lançada
se um método nativo foi declarado nativ, mas o run time não pode
encontrar a dynamic library para linkar, ou houve o link porém o
método não faz parte daquela library.
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91
Lang Package: Run Time Errors (iii)






IncompatibleClassChangeError
NoSuchMethodError
NoSuchFieldError
AbstractMethodError
IllegalAccessError
InstantiationError
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92
Interface

Conjunto de métodos que especificam o protocolo
(comportamento) que uma ou mais classes devem
implementar.

O conceito de Interface é utilizado em JAVA para
implementar características típicas de Herança
Múltipla.
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93
Util Package: Containers (i)

Conjunto de classes para armazenamento e recuperação efeciente de
outros objetos.

Todos os containers podem armazenar qualquer objeto JAVA.
Os objetos armazenados não precisam ser todos homogêneos.
Pode-se usar run time type information para determinar o tipo on
the fly.
Dictionary: Classe abstrata que descreve um conjunto associativo
(associa chaves a valores). Super classe de HashTable.
HashTable: classe para acesso randômico que usa uma função hash
( o método HashCode()). Há a possibilidade de colisões.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-17.java)




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94
Util Package: Containers (ii)





Properties: extende HashTable. Cria objetos HashTable persistentes
que podem ser salvos em um stream e, carregados de um stream.
Vector: Arrays que podem crescer, i.e., a dimensão não é fixa.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC1-7.java)
Enumeration: Interface que descreve o protocolo para percorrer os
elementos de um conjunto. Possui dois métodos:
hasMoreElements() e nextElement().
VectorEnumerator: Classe final (não pode ser extendida) que
implementa a interface Enumeration.
Stack: Extende Vector. Implementa o conceito de pilhas.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-16.java)
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95
Util Package: Containers (iii)

Observer: Uma interface que possibilita à classe ser observada por
uma instância da classe Observer.

Observable: Uma representação de um objeto ou dados que estejam
sendo observados por um conjunto de observers. Se o objeto é
alterado todos os observers são notificados pela invocação aos
respectivos métodos update() (update() é parte da interface
Observer).

BitSet: Conjunto dinâmico de bits (pode crescer). Operações
possíveis: setar , limpar , ler, AND, OR, XOR.
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96
Util Package: outras classes utilitárias




Math: funções matemáticas.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-7.java)
Date: date e time.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-17.java)
Random: classe para geração de números pseudo-aleatórios.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-8.java)
StringTokenizer: Implementa a interface Enumeration. Separa uma
cadeia de caracteres (string) em seus elementos constituintes
(tokens). Muito útil em parses.
(exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-17.java)
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97
IO em Java




Segue um modelo semelhante ao de C e C++.
Não existe primitivas em Java para operações de IO.
As operações de IO são realizadas por classes do package java.IO.
A classe java.Lang.System provê uma interface system-independent
para certas funções gerais.
–
–
–
–
Objeto
System.in
System.out
System.err
Tipo
Propósito
BufferedInputStream
entrada padrão (keyboard)
PrintStream
saída padrão (display)
PrintStream
erro padrão (display)
As operações de IO em Java baseiam-se no conceito de Stream.
 IO pode não estar disponível em applets, por questão de segurança.
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98

IO Package: File class (i)








Encapsula o acesso a informação sobre arquivos ou diretórios no
filesystem.
Obtém informações sobre atributos dos arquivos
Lista os arquivos de um diretório
Remove arquivos
Cria diretórios ...
Todavia, não lê nem escreve em arquivos. Estas operações são
realizadas por classes do tipo stream.
O filesystem encontra-se fora da JVM e, portanto é suscetível a
diferenças oriundas de arquitetura ou implementações (ex.: file
separator = “/” em UNIX e = “\” em WINDOWS).
Exemplo: ExploringJava/io/ListIt.java
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99
IO Package: File class (ii)
public class java.io.File extends java.lang.Object {
// Fields
public final static String pathSeparator;
public final static char pathSeparatorChar;
public final static String separator;
public final static char separatorChar;
// Constructors
public File(File dir, String name);
public File(String path);
public File(String path, String name);
// Methods
public boolean canRead();
public boolean canWrite();
public boolean delete();
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10
IO Package: File class (iii)
public class java.io.File extends java.lang.Object {
...
//Methods
...
public boolean equals(Object obj);
public boolean exists();
public String getAbsolutePath();
public String getName();
public String getParent();
public String getPath();
public int hashCode();
public boolean isAbsolute();
public boolean isDirectory();
...
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10
IO Package: File class (iv)
public class java.io.File extends java.lang.Object {
...
//Methods
...
public boolean isFile();
public long lastModified();
public long length();
public String[] list();
public String[] list(FilenameFilter filter);
public boolean mkdir();
public boolean mkdirs();
public boolean renameTo(File dest);
public String toString();
}
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10
FileInputStream
InputStream
...
FilterInputStream
...
DataInputStream
File ...
java.lang.Object
RandomAccessFile
OutputStream
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DataOutputStream
FilterOutputStream
...
PrintStream
FileOutputStream
10
ByteArrayInputStream
BufferedInputStream
FileInputStream
DataInputStream
FilterInputStream
InputStream
PipedInputStream
LineNumberInputStream
SequenceInputStream
StringBufferInputStream
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PushbackInputStream
10
ByteArrayOutputStream
BufferedOutputStream
FileOutputStream
DataOutputStream
FilterOutputStream
OutputStream
PrintStream
PipedOutputStream
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10
IO Package

Streams: representam um fluxo de dados ou um canal de
comunicação, em que se escreve de um lado e se lê do outro.

InputStream/OutputStream: classes abstratas que definem a
funcionalidade mínima necessária para se ler ou escrever em uma
seqüência não estruturada de bytes. Todos os outros tipos de
streams em Java são descendentes de InputStream/OutputStream.

FileInputStream/FileOutputStream: classes com operações
básicas de input e output: ler um byte ou um array de bytes; saltar
alguns bytes e fechar (close) o stream.
(exemplo: JavaByExampleBook/applications/IO/CopyFile.java)
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10
IO Package: InputStream (i)
public abstract class java.io.InputStream
extends java.lang.Object {
// Constructors
public InputStream();
// Methods
public int available();
public void close();
public void mark(int readlimit);
public boolean markSupported();
public abstract int read();
public int read(byte b[]);
public int read(byte b[], int off, int
public void reset();
public long skip(long n);
}
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len);
10
IO Package: InputStream (ii)









InputStream(): Construtor padrão.
Avaiable(): Modo não-bloqueado de sabermos o número de bytes
disponíveis para leitura.
Close(): fecha o input stream.
Mark(): Assinala a posição corrente do stream.
Read()
read(byte b[])
read(byte b[], int off, int len)
reset (): reset o stream na última posição assinalada (marked).
Skip (): salta o número especificado de bytes.
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10
IO Package: InputStream (ii)
public abstract int read()
throws IOException
– Reads the next byte of data from this input stream. The value
byte is returned as an int in the range 0 to 255. If no byte is
available because the end of the stream has been reached,
the value -1 is returned. This method blocks until input data is
available, the end of the stream is detected, or an exception is
thrown.
– A subclass must provide an implementation of this method.
– Returns:
the next byte of data, or -1 if the end of the stream is reached.
– Throws: IOException
If an I/O error occurs.
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10
IO Package: InputStream (iii)
public int read(byte b[])
throws IOException
– Reads up to b.length bytes of data from this input instream into
an array of bytes.
– The read method of InputStream calls the the read method of
three arguments with the arguments b, 0, and b.length.
– Parameters:
“b”: the buffer into which the data is read
– Returns:
the total number of bytes read into the buffer, or -1 is there is
no more data because the end of the stream has been
reached.
– Throws: IOException
If an I/O error occurs.
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11
IO Package: InputStream (iv)
public int read(byte b[], int off, int len)
throws IOException
– Reads up to len bytes of data from this input stream into an array of bytes.
This method blocks until some input is available. If the first argument is null,
up to len bytes are read and discarded.
– The read method of InputStream reads a single byte at a time using the read
method of zero arguments to fill in the array. Subclasses are encouraged to
provide a more efficient implementation of this method.
Parameters:
– b- the buffer into which the data is read
– off- the start offset of the data
– len- the maximum number of bytes read
Returns:
– the total number of bytes read into the buffer, or -1 is there is no more data
because the end of the stream has been reached.
Throws: IOException
– If an I/O error occurs.
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11
IO Package: FileInputStream (i)
public class java.io.FileInputStream
extends java.io.InputStream {
// Constructors
public FileInputStream(File file);
public FileInputStream(FileDescriptor fdObj);
public FileInputStream(String name);
// Methods
public int available();
public void close();
protected void finalize();
public final FileDescriptor getFD();
public int read(); // Os métodos read são herdados de InputStream.
public int read(byte b[]);
public int read(byte b[], int off, int len);
public long skip(long n);
}
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11
IO Package:
ByteArrayInputStream/...Output...(i)

ByteArrayInputStream/...Output...: implementa um buffer (array
de bytes que pode ser usado como um inputstream/...output...
Embora o array de bytes localize-se na memória, esta classe stream
permite o acesso ao mesmo via read calls.

Os bytes lidos são supridos pelo conteúdo do array de bytes.

As aplicações também podem ler bytes de um string via o uso da
classe StringBufferInputStream.

Muito útil para a leitura de objetos persistentes.
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IO Package:
ByteArrayInputStream/...Output...(ii)
public class java.io.ByteArrayInputStream
extends java.io.InputStream {
// Fields
protected byte buf[];
protected int count;
protected int pos;
// Constructors
public ByteArrayInputStream(byte buf[]);
public ByteArrayInputStream(byte buf[], int offset, int length);
// Methods
public synchronized int available();
public synchronized int read();
public synchronized int read(byte b[], int off, int len);
public synchronized void reset();
public synchronized long skip(long n);
}
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11
IO Package: StringBufferInputStream (i)

Implementa um StringBuffer (string modificável) que pode ser
usado como um InputStream. É similar à classe
ByteArrayInputStream, no sentido de que permite obter dados
serialmente de um StringBuffer através de read() calls.

Apenas os oito bits de mais baixa ordem de cada caracter no string
são usados por esta classe.

Exemplo: JustJava/examples/ch7/io/test7a.java
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11
IO Package: StringBufferInputStream (ii)
public class java.io.StringBufferInputStream
extends java.io.InputStream {
// Fields
protected String buffer;
protected int count;
protected int pos;
// Constructors
public StringBufferInputStream(String s);
// Methods
public synchronized int available();
public synchronized int read();
public synchronized int read(byte b[], int off, int len);
public synchronized void reset();
public synchronized long skip(long n);
}
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11
IO Package: SequenceInputStream (i)

Dada uma série de InputStreams, efetivamente concatena-os,
possibilitando ao programador o acesso aos mesmos como se
constituissem um único (e maior) stream .

Cada InputStream é lido até o final. Então a classe
SequenceInputStream fecha (close) o stream e automaticamente
inicia a leitura do novo stream e, assim, sucessivamente.

Exemplo: JustJavaBook/examples/ch7/io/test7c.java
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IO Package: SequenceInputStream (ii)
public class java.io.SequenceInputStream
extends java.io.InputStream {
// Constructors
public SequenceInputStream(Enumeration e);
public SequenceInputStream(InputStream s1,
InputStream s2);
Methods
public void close();
public int read();
public int read(byte buf[], int pos, int len);
}
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//
11
IO Package:
PipedInputStream/PipedOutputStream (i)


Classes usadas aos pares .
Possibilitam a comunicação entre dois threads via IO calls.

Aquilo que um thread grava em um PipedOutputStream será lido
por um outro thread que instanciou um PipedInputStream.

Estas duas classes fornecem pronto um consumer-producer buffer.

Exemplo: JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/PipeApplet.java
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IO Package: PipedInputStream (ii)
public class java.io.PipedInputStream
extends java.io.InputStream {
// Constructors
public PipedInputStream();
public PipedInputStream(PipedOutputStream src);
// Methods
public void close();
public void connect(PipedOutputStream src);
public int read();
public int read(byte b[], int off, int len);
}
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IO Package: PipedOutputStream (ii)
public class java.io.PipedOutputStream
extends java.io.OutputStream
{
// Constructors
public PipedOutputStream();
public PipedOutputStream(PipedInputStream snk);
// Methods
public void close();
public void connect(PipedInputStream snk);
public void write(byte b[], int off, int len);
public void write(int b);
}
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12
Envia Pedido
(Write)
Consumidor Obtém Resultado
(Read)
P
i
p
e
P
i
p
e
A
B
Recebe Pedido
(Read)
Produtor
Envia Resultado
(Write)
Serviço Pedido
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12
IO Package: FilterInputStream/...Output...





Classe derivada de InputStream. Provê a facilidade de se ter vários
níveis de InputStreams encadeados.
.Cada um destes níveis modificará os dados que passam por ele de
um modo determinado.
Na prática FilterInputStream simplesmente faz o override do
método read() do InputStream subjacente, primeiramente
invocando-o e depois, retornando qualquer valor que assim desejar.
Consegue-se, assim, alterar o InputStream inicial.
Subclasses de FilterInputStream poderão prover o seu próprio
override dos métodos e também adicionar novos métodos e data
members.
Classes derivadas: BufferedInputStream, DataInputStream,
LineNumberInputStream, PushbackInputStream.
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IO Package: FilterInputStream
public class java.io.FilterInputStream
extends java.io.InputStream {
// Fields
protected InputStream in;
// Constructors
protected FilterInputStream(InputStream in);
public int available();
public void close();
public void mark(int readlimit);
public boolean markSupported();
public int read();
public int read(byte b[]);
b[], int off, int len);
// Methods
public int read(byte
public void reset();
public long skip(long n);
}
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12
IO Package: FilterOutputStream
public class java.io.FilterOutputStream
extends java.io.OutputStream
{
// Fields
protected OutputStream out;
// Constructors
public FilterOutputStream(OutputStream out);
// Methods
public void close();
public void flush();
public void write(byte b[]);
public void write(byte b[], int off, int len);
public void write(int b);
}
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IO Package: FilterInputStream - Exemplo

ExploringJava/io/rot13InputStream.java
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IO Package:
BufferedInputStream/...Output ....

Na primeira vez em que os dados são lidos retorna-se para o usuário
apenas os dados (quantidade de bytes) requisitados no read. Os
dados restantes são mantidos em um buffer em memória - 2 kbytes
por default, invisível para a aplicação - a fim de atender a novos
reads. Só quando o buffer é esgotado é que se lê fisicamente do
arquivo ByteArrayInputStream.

exemplo: JavaNow/Chap10/FileIO/FileIO.java
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IO Package: BufferedInputStream
public class java.io.BufferedInputStream
extends java.io.FilterInputStream {
protected byte buf[]; // Fields
protected int count;
protected int marklimit;
protected int markpos;
protected int pos;
public BufferedInputStream(InputStream in); // Constructors
public BufferedInputStream(InputStream in, int size);
public int available(); // Methods
public void mark(int readlimit);
public boolean markSupported();
public int read();
public int read(byte b[], int off, int len);
public void reset();
public long skip(long n);
}
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12
IO Package: DataInputStream/...Output...





Classe que provê métodos para ler, de um InputStream, os diversos
tipos de dados built-in: booleans, floats, integers, etc...
Outros métodos lêem uma linha do InputStream , um número
determinado de bytes, etc...
O método a ser chamado depende do tipo de dado esperado.
Os dados nos streams de input e output sempre tomam a forma
binária.
Assim, p. ex., um inteiro de valor zero corresponderá a 4 bytes de
0x30, que seria o código ASCII para o string impresso “0000”.
Exemplo: MichaelCDaconta/Javasrc/SRC4-17.java)
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IO Package: DataInputStream (i)
public class java.io.DataInputStream
extends java.io.FilterInputStream
implements java.io.DataInput {
// Constructors
public DataInputStream(InputStream in);
// Methods
public final int read(byte b[]);
public final int read(byte b[], int off, int len);
public final boolean readBoolean();
public final byte readByte();
public final char readChar();
public final double readDouble();
public final float readFloat();
public final void readFully(byte b[]);
public final void readFully(byte b[], int off, int len);
...
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IO Package: DataInputStream (ii)
public class java.io.DataInputStream
extends java.io.FilterInputStream
implements java.io.DataInput {
...
public final int readInt();
public final String readLine();
public final long readLong();
public final short readShort();
public final int readUnsignedByte();
public final int readUnsignedShort();
public final String readUTF();
public final static String readUTF(DataInput in);
public final int skipBytes(int n);
}
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13
IO Package: LineNumberInputStream (i)






Classe para entrada de dados que guarda o registro do número de
linhas lidas.
Também fornece a possibilidade de se alterar e de se recuperar o
contador de linhas (line count).
O contador de linha é inicializado com zero.
Uma linha é uma seqüência de bytes terminando com: i) um
carriage return (‘\r’); ii) um caracter de newline (‘\n’); iii) um
carriage return imediatamente seguido por um caracter de linefeed.
Em todos os três casos o caracter indicativo do final da linha será
retornado como um único caracter.
Usualmente utilizada acoplada a outro tipo de stream.
Exemplo: JustJavaBook/examples/ch7/io/test7b.java
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13
IO Package: LineNumberInputStream (ii)
public class java.io.LineNumberInputStream
extends java.io.FilterInputStream
{
// Constructors
public LineNumberInputStream(InputStream in);
// Methods
public int available();
public int getLineNumber();
public void mark(int readlimit);
public int read();
public int read(byte b[], int off, int len);
public void reset();
public void setLineNumber(int lineNumber);
public long skip(long n);
}
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13
IO Package: PushbackInputStream (i)

Esta classe fornece um método para colocar de volta (“push back”)
no input stream, um byte que tenha sido lido.

Esta é uma operação comum quando na fase de análise léxica dos
compiladores.

Permite que se olhe um byte à frente e, então, se decida o que fazer
com o token corrente, em função do contexto.
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13
IO Package: PushbackInputStream (ii)
public class java.io.PushbackInputStream
extends java.io.FilterInputStream {
// Fields
protected int pushBack;
// Constructors
public PushbackInputStream(InputStream in);
// Methods
public int available();
public boolean markSupported();
public int read();
public int read(byte bytes[], int offset, int length);
public void unread(int ch);
}
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13
IO Package: PrintStream (i)






Esta classe implementa alguns métodos adicionais que transformam
os seus argumentos em strings, colocando-os no output stream.
Possui ainda, um conjunto complementar de métodos println() que
adicionam um caracter de newline ao final do string.
Os streams System.out e System.err são instâncias da classe
PrintStream.
PrintStream faz o override de vários métodos de InputStream, de
modo a não lançar uma exceção de IO.
O que causaria uma exceção de IO ativa um flag a que a aplicação
pode ter acesso invocando o método checkError.
Ex: JavaByExampleBook/Applications/Io/TokenizerText.java
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13
IO Package: PrintStream (ii)
public class java.io.PrintStream extends java.io.FilterOutputStream {
// Constructors
public PrintStream(OutputStream out);
public PrintStream(OutputStream out, boolean autoflush);
// Methods
public boolean checkError();
public void close();
public void flush();
public void print(char c); // idem para os tipos primitivos int, long, etc...
public void print(char s[]);
public void print(Object obj);
public void print(String s);
public void println();
public void println(char c); // idem para os tipos primitivos int, long ...
//métodos idênticos a print(...), só que acrescentando newline.
public void write(byte b[], int off, int len);
public void write(int b); }
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IO Package: StreamTokenizer (i)






Classe que possibilita uma análise léxica básica de um input stream.
O input stream é particionado em seus tokens constituintes, os quais
podem ser lidos um de cada vez.
O processo de parsing é controlado por uma tabela e um número de
flags que podem ser ativadas em vários estados.
StreamTokenizer pode reconhecer identificadores, números, strings
com aspas, e vários estilos de comentários.
Uma aplicação típica inicialmente contrói uma instância da classe
StreamTokenizer, inicializa as tabelas de sintaxe, e então executa
um loop invocando repetidamente o método nextToken() em cada
iteração até que seja retornado o valor TT_EOF.
Ex: JavaByExampleBook/Applications/Io/TokenizerText.java
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IO Package: StreamTokenizer (ii)
public class java.io.StreamTokenizer extends java.lang.Object {
// Fields
public double nval;
public String sval;
public int ttype;
// possible values for the ttype field
public final static int TT_EOF;
public final static int TT_EOL;
public final static int TT_NUMBER;
public final static int TT_WORD;
// Constructors
public StreamTokenizer(InputStream I);
// Methods
public void commentChar(int ch);
public void eolIsSignificant(boolean flag);
...
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13
IO Package: StreamTokenizer (iii)
public class java.io.StreamTokenizer extends java.lang.Object { ...
public int lineno();
public void lowerCaseMode(boolean fl);
public int nextToken();
public void ordinaryChar(int ch);
public void ordinaryChars(int low, int hi);
public void parseNumbers();
public void pushBack();
public void quoteChar(int ch);
public void resetSyntax();
public void whitespaceChars(int low, int hi);
public void slashStarComments(boolean flag);
public String toString();
public void whitespaceChars(int low, int hi);
public void wordChars(int low, int hi);
}
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IO Package: RandomAccessFile (i)

Esta classe permite que se mova o ponteiro do arquivo para uma
posição arbitrária no arquivo, antes de se ler ou gravar no mesmo.

Permite o acesso randômico ao arquivo.

Ao se abrir o arquivo deve-se fornecer um string indicativo do
modo de acesso ao arquivo:
– read access only - “r
– “read and update access - “rw”

Exemplo: JustJavaBook/examples/ch7/io/test7e.java
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IO Package: RandomAccessFile (ii)
public class java.io.RandomAccessFile extends java.lang.Object
implements java.io.DataOutput java.io.DataInput {
// Constructors
public RandomAccessFile(File file, String mode);
public RandomAccessFile(String name, String mode);
// Methods
public void close();
public final FileDescriptor getFD();
public long getFilePointer();
public long length();
public int read();
public int read(byte b[]);
public int read(byte b[], int off, int len);
public final boolean readBoolean();
public final byte readByte();
public final char readChar(); ...
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14
IO Package: RandomAccessFile (iii)
public class java.io.RandomAccessFile extends java.lang.Object
implements java.io.DataOutput java.io.DataInput { ...
public final double readDouble();
public final float readFloat();
public final void readFully(byte b[]);
public final void readFully(byte b[], int off, int len);
public final int readInt();
public final String readLine();
public final long readLong();
public final short readShort();
public final int readUnsignedByte();
public final int readUnsignedShort();
public final String readUTF();
public void seek(long pos);
public int skipBytes(int n);
public void write(byte b[]); ...
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14
IO Package: RandomAccessFile (iv)
public class java.io.RandomAccessFile extends java.lang.Object
implements java.io.DataOutput java.io.DataInput { ...
public void write(byte b[], int off, int len);
public void write(int b);
public final void writeBoolean(boolean v);
public final void writeByte(int v);
public final void writeBytes(String s);
public final void writeChar(int v);
public final void writeChars(String s);
public final void writeDouble(double v);
public final void writeFloat(float v);
public final void writeInt(int v);
public final void writeLong(long v);
public final void writeShort(int v);
public final void writeUTF(String str);
}
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Abstract Window Toolkit

Interface independente de plataforma que permite o
desenvolvimento de uma GUI que pode ser executada na maior
parte das plataformas existentes.

Em todos os produtos cross-plataform o desenvolvedor deve
escolher entre as seguintes estratégias:
– mesma aparência (common look and feel) entre diferentes
plataformas (Common Desktop Environment)
– funcionalidade comum, com aparência específica para cada
plataforma

O awt adota abordagem common functionality/specific
implementation.
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Abstract Window Toolkit

Três conceitos são utilizados em JAVA AWT para implementar a “funcionalidade
comum / aparência específica” da plataforma:
– objetos abstratos
– toolkits
– peers

Todos elementos de GUI suportados pelo AWT possuem uma classe.
Os objetos GUI do AWT são abstrações de uma GUI independentes da
plataforma (objetos abstratos).
O toolkit é uma implementação, para cada plataforma específica, de todos os
elementos GUI suportados pelo AWT.
Cada toolkit implementa os elementos GUI específicos para cada plataforma,
através da criação de um GUI peer.



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Abstract Window Toolkit

Como ter acesso ao toolkit default e imprimir propriedades específicas da
plataforma do toolkit e do hardware.
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley & Sons, Inc. Pág.
293. SRC6-1.java

Código que ilustra a criação em separado de um objeto AWT do seu peer.
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley & Sons, Inc.
Pág. 293. SRC6-2.java
Deve-se ressaltar que:
– peers são separados dos objetos AWT (são implementados usando a idéia de
containment e, não, herança.
– O peer não é criado até o momento em que existe uma representação física do
screen (no exemplo, o método show do objeto myFrame, que é uma instância
da classe Frame).
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Principais Elementos do AWT (I)

Components: O elemento fundamental de toda GUI. É
implementado via uma classe abstrata Component, a qual possui
subclasses para implementar componentes específicos.

Events: Ação do usuário que é trazuzida em uma estrutura de dados
Event (armazena o tipo da ação, quando ela ocorreu, etc...) e
enviada para o interpretador JAVA pelo sistema operacional. Events
são enviados para serem tratados pelo componente GUI a que
pertencem.
Manipula-se eventos em JAVA fazendo-se o “override”do método
handleEvent ou de um dos métodos específicos para tratamento de
eventos na classe Component.
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14
Principais Elementos do AWT (II)

Containers: São componentes que armazenam outros
componentes.

Layout: Trata-se de uma metodologia para dispor
components em um container. Um layout determina
aonde os components serão desenhados.

Painting e Updating: Java provê os métodos paint(),
repaint() e update() para customizar os desenhos de sua
aplicação.
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Button
Choice
Component
Label
Canvas
List
Checkbox
Text Component
TextField
Container
TextArea
Frame
Window
MenuComponent
Panel
Dialog
Applet
MenuIten
MenuBar
Menu
FileDialog
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Components (i)
São os objetos que automaticamente nos vêm a mente quando
pensamos em uma GUI.



Canvas:
Representa uma área retangular do vídeo, na qual a aplicação pode
desenhar algo, ou da qual a aplicação possa capturar input events
gerados pelo usuário.
A aplicação deve criar uma subclasse da classe Canvas, de modo a
conseguir algum nível útil de funcionalidade. Deve-se fazer um
override do método paint de forma a se desenhar gráficos
customizados no canvas.
O AWT envia ao canvas todos os eventos de mouse, keyboard e
focus que ocorrem no mesmo. (Deve-se fazer um override dos
métodos gotFocus, lostFocus, keyDown, keyUp, mouseEnter,
mouseExit, mouseMove, mouseDrag, mouseDown e mouseUp, de
modo a se capturar os eventos do usuário.
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Components (ii)
Containers:






São components que armazenam outros components e os dispõem
segundo um Layout manager.
A representação em vídeo de um container é um retângulo. Portanto
os components são dispostos dentro do retângulo.
Existem dois tipos de components: windows e panels.
Uma window é o elo entre a sua aplicação e o mundo exterior.
Através dela o usuário comunica-se com a aplicação.
Um panel é uma seção de uma window.
Os panels possibilitam que uma window seja subdividida em
subseções, cada qual com o seu próprio Layout manager.
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Components (iii)


Containers:
Um Applet é um panel que é apresentado dentro de uma janela
(window) de um browse.
Existem vários tipos de windows, cada uma com um propósito
diferente:
– Window: uma window de mais alto nível que não possui bordas (borders) e
nem barra de menu (menu bar). Ideal para implementar menus pop-up.
– Frame: window de mais alto nível que possui bordas e que pode ter uma
barra de menu. A barra pode ter um título para o frame.
– Dialog: trata-se de uma window com uma borda que é normalmente uma
subwindow em uma aplicação e que é usada para se obter input do usuário.
Existem os modal dialog (obrigatório o fornecimento da informação) e
modeless dialog (fazer Modal = false no construtor da classe AWT dialog).
– File Dialog: diálogo especial usado para abrir e salvar arquivos.
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Como estruturar components dentro dos containers
(i)





AWT GUIs devem executar em múltiplas plataformas e sistemas
operacionais. Isto causa problemas para o ordenamento das
coordenadas dos components, porque estes têm diferentes tamanhos
em diferentes sistemas operacionais.
A Interface LayoutManager descreve os métodos que uma classe
deve implementar de modo a ordenar (layout) um container.
Por laying out a container quer-se dizer uma classe que usa uma
metodologia específica para dispor componentes dentro de um
retângulo de um container (especificado por sua dimensão Dimension).
Todo container deve possuir um LayoutManager.
O Layout manager default é o BorderLayout.
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15
Como estruturar components dentro dos containers
(ii)

Métodos dos containers que são específicos para dispor os (laying
out) components:
public setLayout(LayoutManager mgr): associa a classe
LayoutManager ao component.
Existe um conjunto pré-definido de LayoutManagers que podem
ser associados.
Pode-se associar o LayoutManager a null e customizar-se a
apresentação dos components no container usando-se o método
reshape () na classe component.
Isto não é recomendável porque a sua GUI provavelmente só estará
correta para o seu sistema. Em outras plataformas ....!?
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Como estruturar components dentro dos containers
(iii)



public LayoutManager getLayout(): retorna o LayoutManager
corrente.
public synchronized Component add(String name, Component
comp): Este método adiciona um component tanto ao container
quanto ao LayoutManager.
Public synchronized Component add(Component comp): adiciona
um component apenas ao container, e não, ao Layout manager. Os
components não serão mostrados se adicionados deste modo, a
menos que se chame explicitamente reshape() para cada
component.
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Layout Managers pré-definidos para o AWT
(classes pré-definidas no AWT e que implementam a
interface LayoutManager)



BorderLayout: Layout que representa uma conjunto de components
que envolvem um component central. É implementado admitindo
apenas 5 (cinco) components identificados por “North”, “South”,
“East”, “West” e “Center”. Pode-se especificar gaps horizontais e
verticais entre os components.
FlowLayout: Layout que representa components dispostos
linearmente.. É implementado dispondo-se os components ao longo
de uma linha, da esquerda para a direita.
GridLayout: Layout que representa uma grade simples com apenas
um component por célula. É implementado especificando-se o
número de linhas e colunas da grade. Todas as células são do
mesmo tamanho. Os components são adicionados às células
preenchendo-se, primeiro, as linhas.
15
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Layout Managers pré-definidos para o AWT
(classes pré-definidas no AWT e que implementam a
interface LayoutManager)

GridBagLayout: Layout que representa uma grade muito flexível. É
implementado via uma grade retangular de células, em que um
component pode ser colocado em qualquer célula, podendo ocupar
mais de uma célula.
Especifica-se o local de um component alterando-se as variáveis
gridx e gridy das restrições (constraints) de cada component.
As variáveis gridheight e gridwidth especificam a largura e a altura
de uma subgrade dentro da grade.
Uma vez determinada a área em que um component será mostrado,
pode-se especificar aonde, nesta área ele deverá ser ancorado, no
caso da área ser maior que o component.
Ver os programas SRC6-7.java e SRC6-8.java, Pág. 319 e 328 do livro:
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley & Sons, Inc.
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Graphics Context (i)


Todos os sistemas GUI têm o conceito de estrutura de dados
gráfica, para armazenar informações específicas de contexto sobre
uma área de desenho. Esta área pode ser todo o screen, parte do
screen (como um único component), ou ainda uma impressora.
Pode-se, assim, subdividir o monitor físico em um número
arbitrário de áreas de desenho.
Cada contexto gráfico (e portanto, cada área de desenho) pode
possuir um conjunto diferente de características gráficas
(background color, default font, line size, etc ...).
–
–
–
–
MS Windows --- Device Context (DC)
X Windows --- Graphics Context (GC)
Macintosh --- GrafPort
Java --- classe abstrata Graphic
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15
Graphics Context (ii)


Os contextos gráficos possibilitam que o desenho ocorra de modo
genérico, sem especificar-se aonde o mesmo ocorrerá. Isto o torna
independente do dispositivo.
O graphic context é instanciado quando o método show() é
invocado (similar à instanciação do toolkit e peer). É específico
para cada plataforma.
Ver o programa SRC6-9.java, Pág. 332 do livro:
Java for C/C++ Programmers. Michael C. Daconta. John Wiley & Sons, Inc.

É importante registrar-se que, ao desenharmos em contextos
gráficos, se uma janela se sobrepõe à janela em que desenhamos,
quando a trouxermos novamente para foreground (via click do
mouse, p.ex.), os desenhos desaparecerão da janela.
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16
Graphics Context (iii)


Um método especial paint é a solução para este problema e é
automaticamente invocado sempre que o component (no caso, a
janela) é exposto, i.e., tornado visível.
Em cada component existem três métodos painting críticos:
– paint(Graphics g): o método paint default de cada component nada faz. É
preciso fazer-se o override deste método para desenhar no component. Este
método é chamado quando o component é mostrado pela primeira vez - via
invocação de show() - e, então, toda vez que a janela é novamente exposta,
após ter sido coberta por outra janela.
– repaint(): Sem argumentos, este método invoca o método update do
component tão cedo quanto possível. Pode-se especificar um número de
milisegundos para se invocar update().
– update(Graphics g): O método default limpa o component preenchendo-o
com a cor de background, fixa a cor do graphic context como a cor de
foreground e, então, invoca o método paint() [origem do animation flicker].
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16
Threads
Fluxo de controle
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Package java.lang: Thread Class (i)








Um thread é um fluxo sequencial de execução.
Similar ao conceito de processo.
Cada processo possui o seu próprio address space.
Já os threads compartilham um mesmo address space.
Um processo pode conter um ou mais threads, em um ambiente
operacional que suporte multithreading.
Como os threads compartilham o mesmo address space irão
compartilhar as mesmas instance variables, mas não as variáveis
locais.
Um thread pode criar outros threads.
Em Java vários threads estão presentes (Ex. Garbage Colector,
paint(), etc...).
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Package java.lang: Thread Class (ii)

Em Java há duas alternativas para se criar um novo thread:
– estendendo-se a classe java.lang.Thread e fazendo-se o override
do método run().
– Implementando-se a Runnable Interface. Neste caso, deve-se
definir o método run().

Todo Thread em Java inicia a sua existência via a execução de um
método run().
– run() deve ser public;
– não pode retornar um valor;
– não pode lançar (thrown) qualquer exceção.
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java.lang.Thread extensions
class PrimeThread extends Thread {
long minPrime;
PrimeThread(long minPrime) {
this.minPrime = minPrime;
}
public void run() {
// computa números primos maiores que minPrime
...
}
}
// O código a seguir criaria um thread e iniciaria a sua execução
...
PrimeThread p = new PrimeThread(143);
p.start();
...
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Runnable Interface
class PrimeRun implements Runnable {
long minPrime;
PrimeRun(long minPrime) {
this.minPrime = minPrime;
}
public void run() {
// computa números primos maiores que minPrime
...
}
}
// O código a seguir instancia uma classe que implementa a
Runnable Interface e cria um novo Thread passando-a como
parâmetro. Inicia-se, então, o novo Thread.
PrimeRun p = new PrimeRun(143);
new Thread(p).start();
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16
Runnable Interface - código alternativo
class PrimeRun implements Runnable {
Thread MyThread;
long minPrime;
PrimeRun(long minPrime) {
this.minPrime = minPrime;
MyThread = new Thread (this);
MyThread.Start();
}
public void run() {
// computa números primos maiores que minPrime
...
}
}
// O código a seguir criaria um thread e iniciaria a sua execução
PrimeRun p = new PrimeRun(143);
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16
Criando Threads - exemplos
JustJavaBook/examples/ch5/thread5a.java
(modos alternativos para criar threads)
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/LineApplet1/LineApplet.java
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/LineApplet2/LineApplet.ver1.java
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/ LineApplet3/
LineApplet.ver2.java
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/LineApplet4/LineApplet.ver3.java
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Package java.lang: Thread Class (iii)

Um novo Thread é criado instanciando-se a classe java.lang.Thread

O objeto Thread representa um thread para o interpretador Java e
serve como um handle para controlar e sincronizar a sua execução.

Java é uma linguagem sem herança múltipla. Uma classe derivada
de Thread não poderia, p. ex., rodar a classe Applet como um
Thread.

Assim, Java também implementa threads via a interface Runnable.
A sua classe deve, pois, implementar Runnable e deve definir um
método run(). Após, instancia-se um Thread e passa-se a classe que
implementa a Runnable Interface como parâmetro.
16
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Métodos para controlar os Threads (i)







start() dá início à execução do Thread.
run() contém o código a ser executado no Thread.
stop() acaba com o Thread.
suspend() suspende (bloqueia) a execução do Thread.
resume() reinicia a execução do Thread (que anteriormente invocou
um suspend()).
suspend() e resume() devem ser usados em situações em que o
processo de setup do Thread seja muito dispendioso (abertura de
sockets e comunicações mais elaboradas, p. ex.).
sleep() método estático que causa um delay na execução do Thread
corrente de um número específico de milisegundos.
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Métodos para controlar os Threads (ii)

Thread.sleep() lança (throwns) uma InterruptedException se
interrompido por um outro Thread.

join() faz com que o thread que ativou o presente thread espere até
que este último realmente esteja morto.
É sempre muito perigoso não se esperar pela morte de um thread. O
thread pode ativar certos objetos (ex. um applet) que não mais
sejam válidos. Isto pode causar uma exceção ou travar um applet.
Existem versões adicionais de join() que só esperarão por t
milisegundos (time-out value).
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17
Sincronização (i)

Mecanismo para sincronizar as atividades de vários threads.

As classes, em java, devem ser threads-safe, i.e., vários threads
devem, a princípio, utilizar concorrentemente/simultâneamente a
mesma classe.

Há trechos de código, as regiões críticas, que não podem ser
executadas concorrentemente/simultâneamente.

Deve-se sincronizar o acesso a estes trechos de código.
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17
Regiões críticas - exemplos (i)
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Regiões críticas - exemplos (ii)

toiletes em restaurantes, aeronaves, etc...

caixas de supermercado

controle de estoque

pilhas
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Regiões críticas - exemplos (iii)


class TestStack, uma pilha que não é threads-safe
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/TestStack.java (pág. 240)
JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/StackApplet.java (pág. 238)
razão: dois diferentes threads poderiam usar ao mesmo tempo
TestStack, com a seguinte seqüência de código:
PUSH: ++top;
POP: Integer I = s[top];
POP: s[top] = null;
POP: --top;
PUSH: s[top] = item;
No caso, pop() tentaria retornar um topo de stack que ainda não teria sido
atribuído.
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Scheduling e Prioridades (i)

Preemptive Time Scheduling: O Scheduler dá às tasks (process ou
threads) pequenas fatias de tempo (time-slices) para que sejam
executadas nestes intervalos.
Ex.: Windows 95 e Unix.

Nonpremptive Time Scheduling: uma task não dá a uma outra task
a chance de ser executada, até que ela tenha terminado o seu
processamento ou tenha, ela própria, cedido o seu tempo.
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Priority preemptive, round robin scheduling
Alta
Prioridade
Baixa
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Priority preemptive, round robin scheduling

A qualquer momento, se um thread de mais alta prioridade que o
thread corrente torna-se executável (runnable), ele ganha o controle
da CPU em detrimento do thread corrente e inicia execução.

Por default, aplica-se o schedule round robin a threads de mesma
prioridade, o que quer dizer que uma vez que o trhead inicie a sua
execução, a mesma continua até que o thread:
Sleeps -- invoca Thread.sleep() ou wait()
Espere por um lock -- para executar um método sincronizado
bloqueie em I/O -- em invocações a xread() ou em accept()
Explicitamente libere controle -- invoca yield()
Termine -- Completa o seu método alvo (target) ou é terminado por
uma invocação a stop.
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Priority preemptive, time-sliced scheduling
Alta
Prioridade
Baixa
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Sincronização em Java (ii)








O mecanismo para sincronização das atividades dos threads é
baseado no conceito de monitor (C.A.R.Hoare).
Um monitor é, essencialmente um lock.
É associado ao recurso a que vários threads pretendem ter acesso.
Através do lock controla-se o acesso ao recurso.
Java controla todo o processo de aquisição e gerenciamento dos
locks.
Tudo o que o usuário precisa fazer é especificar os recursos que
necessitam locks.
A keyword synchronized assinala os locais aonde um thread deve
adquirir o lock antes de continuar.
Em Java cada classe e cada instância de classe possui o seu lock.
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Synchronized keyword (i)



class SpeechSyntethizer {
synchronized void say (String words) {
//implementação do método ...
}
}
Antes de um thread X executar say() deverá adquirir um lock. Isto é
dito pela keyword synchronized.
Se outro thread Y já possui o lock, então o thread X deverá
aguardar até que o thread Y libere o lock e, possivelmente, terá que
concorrer com outros threads pelo uso do lock.
Quando threads são sincronizados, apenas um thread estará
executando o trecho do código.
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Synchronized keyword (ii)


A keyword synchronized também pode ser usada para blocos de
código arbitrários.
Synchronized (my object) {
// funcionalidade a se sincronizada
....
}
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18
Synchronized keyword (iii)

Synchronized void MyMethod() {
....
}
é equivalente a:

void MyMethod() {
synchronized (this) {
...
}
}
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Exemplos de Sincronização

JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/SyncTestStack.java

JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/NotifyWaitTestStack.java

JavaAppsHopson&Ingram/Chap08/PipeApplet.java

Exploring/threads/Clock.java
Exploring/threads/UpdateApplet.java

Exploring/threads/messagepasser/Consumer.java
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18
A Sincronização entre Threads

wait(): quando invocado libera o monitor do objeto (lock) e
simplesmente espera (sem efetuar qualquer processamento
adicional) até que seja notificado .
Existe um método wait() alternativo com opção de timeout.

notify(): é invocado por um thread X para acordar um thread que
esteja em wait (esperando). O thread acordado passa a buscar
possuir o controle do monitor (lock).
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Prioridades

A classe Thread provê três variáveis públicas que podem ser usadas
para estabelecer a prioridade do thread:
MIN_PRIORITY: indica o valor mínimo de prioridade em que um
thread pode ser executado.
NORMAL_ PRIORITY: indica o valor default da prioridade em
que um thread é executado.
MAX_ PRIORITY: indica o valor máximo de prioridade em que
um thread pode ser executado. Um thread executando com esta
prioridade consumirá a maior parte do tempo disponível da cpu.
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Outros métodos da classe Thread









currentThread(): retorna uma referência para o Thread corrente.
getName(): obtém o nome do Thread.
getPriority: retorna a prioridade do Thread.
getThreadGroup: retorna o ThreadGroup do thread.
isAlive: retorna se o Thread está ativo, i. e., foi ativado via start,
mas ainda não morreu (stop).
run(): método que define a atividade do Thread.
setDaemon(): estabelece o Thread como um daemon.
setPriority(): fixa uma prioridade para o Thread.
yield(): concede o time-slice do Thread corrente para um outro
Thread.
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public class java.lang.Thread
extends java.lang.Object
implements java.lang.Runnable
{
// Fields
public final static int MAX_PRIORITY;
public final static int MIN_PRIORITY;
public final static int NORM_PRIORITY;
//
public
public
public
public
public
public
Constructors
Thread();
Thread(Runnable target);
Thread(Runnable target, String name);
Thread(String name);
Thread(ThreadGroup group, Runnable target)
Thread(ThreadGroup group,
Runnable target, String name);
public Thread(ThreadGroup group, String name);
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// Methods
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
public
static int activeCount();
void checkAccess();
int countStackFrames();
static Thread currentThread();
void destroy();
static void dumpStack();
static int enumerate(Thread tarray[]);
final String getName();
final int getPriority();
final ThreadGroup getThreadGroup();
void interrupt();
static boolean interrupted();
final boolean isAlive();
final boolean isDaemon();
boolean isInterrupted();
final void join();
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// Methods
...
public final void join(long millis);
public final void join(long millis, int nanos)
public final void resume();
public void run();
public final void setDaemon(boolean on);
public final void setName(String name);
public final void setPriority(int newPriority);
public static void sleep(long millis);
public static void sleep(long millis, int nanos)
public void start();
public final void stop();
public final void stop(Throwable obj);
public final void suspend();
public String toString();
public static void yield();
}
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Applets
import java.applet.Applet;
import java.awt.*;
public class HelloMan extends Applet
{
public void paint(Graphics g)
{
g.drawString("Hello, world", 0, 20);
}
}
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<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Hello World</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<APPLET CODE="HelloMan.class"
WIDTH=250
HEIGHT=100>
</APPLET>
</BODY>
</HTML>
19
A classe Applet (i)






Applets são programas que podem ser embutidos em páginas WEB
(documentos html).
Podem ser executados por browsers WEB ou pelos Appletviewers.
Todos os applets estendem a classe Applet, a qual inclui métodos
que permitem operações próprias de ambientes em redes.
Estes métodos permitem carregar recursos de um servidor WEB e
acompanhar o progresso do download.
O Applet é também um panel, que é um tipo de container. Pode,
portanto ter vários components e capturar eventos (gerados via
teclado, mouse, etc...).
Os applets podem implementat Threads através da Runnable
Interface.
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19
html docs x applets
Os applets são referenciados nas páginas WEB (documentos html)
através da tag html APPLET.
<html>
<head><title>Exemplo de Applet embutido em uma página html
</title></head>
<body> ...
<applet code="AudioItem" width=15 height=15>
<param name=snd value="Hello.au|Welcome.au">
Java applet that plays a welcoming sound.
</applet> ...
</body>
</html>
19

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<!ELEMENT APPLET - - (PARAM | %text)*>
<!ATTLIST APPLET
codebase %URL #IMPLIED -- code base -code CDATA #REQUIRED -- class file -alt CDATA #IMPLIED -- for display in place of applet -name CDATA #IMPLIED -- applet name -width %Pixels #REQUIRED -- suggested width in pixels -height %Pixels #REQUIRED -- suggested height in pixels -align %IAlign #IMPLIED -- vertical or horizontal alignment -hspace %Pixels #IMPLIED -- suggested horizontal gutter -vspace %Pixels #IMPLIED -- suggested vertical gutter ->
<!ELEMENT PARAM - O EMPTY>
<!ATTLIST PARAM
name NMTOKEN #REQUIRED -- The name of the parameter -value CDATA #IMPLIED -- The value of the parameter -19
>
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Métodos básicos da classe Applet
Todo applet possui os seguintes métodos:

init(): invocado na primeira vez em que o applet é carregado (ou
sempre que o mesmo é recarregado) pelo browser.

start(): invocado sempre que o applet mostrado.

stop(): invocado sempre que o applet torna-se oculto.

destroy(): invocado quando o usuário abandona o applet.
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19
Alguns exemplos de Applets






JavaNow/Chap13/CrossHair/CrossHair.java
JavaNow/Chap13/CrossHair2/CrossHair.java
JavaNow/Chap13/ConnectTheDots/ConnectTheDots.java
JavaNow/Chap13/ConnectTheDots2/ConnectTheDots.java
JavaNow/Chap13/ScreenType/ScreenType.java
JavaNow/Chap13/ScreenType2/ScreenType.java
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19
Métodos da classe Applet para operações em
networks (i)

CodeBase: diretório, no servidor, de onde provém o applet.

DocumentBase (Code): diretório, no servidor, de onde provém o
documento html em que o applet se acha embutido.

public URL getDocumentBase():
retorna a URL da página html que contém o applet, no servidor.

public URL getCodeBase()
retorna a URL do diretório do applet, no servidor.

ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/AppletBases.java
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Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading imagens (i)

public Image getImage (URL u)
recupera a imagem localizada na URL especificada e coloca-a em
um objeto do tipo imagem.
Este método depende do AppletContext (do browser WEB ou do
applet viewer) para recuperar e interpretar a imagem. Assim, só
pode recuperar imagens nos formatos aceitáveis pelo
AppletContext.

ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/ImageView.java

public Image getImage(URL path, String, filename)
método similar ao anterior
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19
Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading imagens (ii)

O método getImage() ,p. ex., retorna imediatamente, ainda mesmo
antes de saber se a imagem realmente existe.

A imagem não é carregada até que alguma outra parte do programa
realmente tente desenhá-la, ou se explicitamente força o download.

Neste ponto, o interpretador JAVA inicia um novo thread, em
separado do thread principal do programa, para fazer o download
e processar o arquivo de imagens. As imagens são processadas
assincronamente.

O programa pode fazer outra coisa enquanto se processa o
download.
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19
Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading imagens (iii)



A operação assíncrona das imagens trás alguns problemas:
– como sabermos que o download da imagem já foi efetuado?
– e se desejarmos trabalhar com os dados da imagem à medida
que eles cheguem?
– e se desejarmos saber algo sobre as propriedades da imagem
antes de podermos realmente trabalharmos com a mesma?
– e se acontecer algum erro durante o download da imagem?
Objetos ImageObservers tratam estes problemas. Eles
implementam a interface ImageObserver.
Todas as operações que desenham ou examinam objetos Image
retornam imediatamente, todavia elas recebem um objeto
ImageObserver como parâmetro.
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20
A Interface ImageObserver (i)

A interface java.awt.image.ImageObserver permite que:
– um objeto monitore o processo de download (se a imagem está completa, se
houve erro, recebe informações sobre os atributos da imagem - width e
height, etc...).
– o usuário seja informado e use a imagem o mais rápido possível, assim que
ela estiver disponível.

Java.awt.Component implementa a interface ImageObserver.
(cada Component é o seu próprio ImageObserver default)

Um applet, p. ex., serve como um ImageObserver e invoca
repaint() implicitamente, a fim de redesenhar a imagem, quando
necessário.
20
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A Interface ImageObserver (ii)

Exemplo: g.drawImage(thisImage, 0, 0, this) // em um applet
– this é um ImageObserver no exemplo.
– Se a imagem está completa ela é desenhada e pronto.
– Se a imagem não está completa o método ImageUpdate() do
Component será invocado periodicamente, dando uma chance de
se checar o estado da imagem e responder de acordo.
– Graphics.drawImage() retorna um boolean. O boolean diz se a
imagem foi, ou não, desenhada com sucesso (true= OK).
20
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A Interface ImageObserver (iii)
public interface java.awt.image.ImageObserver
{
// flags for the infoflags argument to imageUpdate
public final static int ABORT;
public final static int ALLBITS;
public final static int ERROR;
public final static int FRAMEBITS;
public final static int HEIGHT;
public final static int PROPERTIES;
public final static int SOMEBITS;
public final static int WIDTH;
// Methods
public abstract boolean
imageUpdate(Image img, int infoflags,
int x, int y, int width, int height);
}
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20
A Interface ImageObserver (iv)

Outros métodos que têm um objeto ImageObserver como
argumento:
– Image.getWidth(ImageObserver)
– Image.getHeight(ImageObserver)
– Image.getProperty(String, ImageObserver)
– Component.checkImage(Image, ImageObserver)
– Component.checkImage(Image, int, int, ImageObserver)
– Component.prepareImage(Image, ImageObserver)
– Component.prepareImage(Image, int, int, ImageObserver)
– ComponentPeer.checkImage(Image, int, int, ImageObserver)
– ComponentPeer.prepareImage(Image, int, int, ImageObserver)
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20
A Interface ImageObserver (v)



A passagem de um objeto ImageObserver como parâmetro a
qualquer um dos métodos anteriores sinaliza que o ImageObserver
está interessado na imagem e deve ser notificado quando o estado
da imagem se alterar.
Se a imagem ainda não está disponível, o método ImageUpdate()
do Component será invocado periodicamente, quando necessário,
pelo objeto ImageObserver. Ele não é invocado explicitamente pelo
usuário.
ImageUpdate(): retorna:
– false se a imagem está completa e não mais precisa ser atualizada.
– true se a imagem ainda precisa ser atualizada, i.e., ainda não está completa.

The ImageUpdate() method answers the question:
Does this image need to be updated?
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20
A Interface ImageObserver (vi)

A sua implementação de ImageUpdate() precisa fazer 3 coisas:
– Verificar o que se alterou na imagem, via o uso das constantes mneumônicas
infoflags;
– Realizar qualquer ação necessária para atualizar o estado do programa em
execução;
– Retorna true se precisa de updates adicionais e false se toda a informação
necessária sobre a imagem já está disponível.

Infoflags: combinação de constantes mneumônicas que indicam que
informação sobre a imagem está disponível
ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/ShowImage.java
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Constantes infoflags
•
•
•
•
•
•
•
•
ImageObserver.WIDTH = 1
ImageObserver.HEIGTH = 2
ImageObserver.PROPERTIES = 4
ImageObserver.SOMEBITS = 8
ImageObserver.FRAMEBITS = 16
ImageObserver.ALLBITS = 32
ImageObserver.ERROR = 64
ImageObserver.ABORT = 128
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20
Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading sons (i)

Métodos play(): executam o download do arquivo de som e
imediatamente o tocam.
Métodos getAudioClip(): salvam o arquivo de som para
posteriormente tocá-lo.
O AppletContext do browser ou do Applet viewer executa o
trabalho de download e de tocar o arquivo de som.
public void play(URL u):
Procura por um arquivo de som na URL u. Se o arquivo é
encontrado executa o download e toca-o. Em caso contrário nada
acontece.
public void play(URL u, String filename)

ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/PlaySound.java




Copyright ©2012 by Oscar Luiz Monteiro de Farias, D.Sc.
20
Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading sons (ii)

public AudioClip getAudioClip(URL u)
A interface AudioClip representa um som. getAudioClip() faz o
download de um arquivo de som de um site WEB.
Uma vez de posse do objeto AudioClip, pode-se tocá-lo invocandose os métodos do clip: play() e loop().

AudioClip.play(): toca o arquivo uma vez.

AudioClip.loop(): toca o arquivo repetidamente.
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20
Métodos da classe Applet para operações em
networks: downloading sons (iii)

AudioClip.play() e AudioClip.loop() permitem guardar o clip de
áudio para uso futuro.

Nos métodos play anteriores os dados do arquivo de som são
descartados após serem tocados.

public AudioClip getAudioClip(URL u, String filename)

ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/RelativeGong.java
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21
Java.awt.MediaTracker (i)

Classe utilitária que monitora o download de uma imagem ou
grupo de imagens (audio clips) e permite-nos verificar o seu estado
periodicamente, ou esperar até que a operação esteja completa.

Como usar um MediaTracker:
– i) criar uma instância da classe MediaTracker.
– ii) invocar o método addImage() para cada imagem a ser monitorada.
Pode-se associar um identificador único para cada imagem. O identificador
controla tanto a ordem de prioridade em que as imagens são trazidas, como
possibilita a identificação única de subsets de imagens que podem ser
carregadas independentemente. Imagens com um id baixo são carregadas
preferencialmente àquelas com id alto.
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21
Java.awt.MediaTracker (ii)

Antes de se usar a imagem deve-se usar um método como
checkID() para verificar se a imagem já está pronta.

Outros métodos permitem que se:
– force o início do download;
– descubra quais as imagens em um grupo não
conseguiram ser carregadas;
– espere pelo término do processo de download das imagens, etc...


ElliotteRustyHarold/java.netprog/javanetexamples/06/trackImage.java
myexamples/ImageBlaster.java
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21
Java.awt.MediaTracker (ii)
public class java.awt.MediaTracker
extends java.lang.Object {
// Fields
public final static int ABORTED;
public final static int COMPLETE;
public final static int ERRORED;
public final static int LOADING;
// Constructors
public MediaTracker(Component comp);
// Methods
public void addImage(Image image, int id);
public void addImage(Image image, int id, int w, int h);
public boolean checkAll();
public boolean checkAll(boolean load);
public boolean checkID(int id);
public boolean checkID(int id, boolean load);
...
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21
Java.awt.MediaTracker (iii)
...
// Methods
...
public Object[] getErrorsAny();
public Object[] getErrorsID(int id);
public boolean isErrorAny();
public boolean isErrorID(int id);
public int statusAll(boolean load);
public int statusID(int id, boolean load);
public void waitForAll();
public boolean waitForAll(long ms);
public void waitForID(int id);
public boolean waitForID(int id, long ms);
}
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Métodos de Java.awt.MediaTracker (i)

public MediaTracker(Component comp)
construtor para criar um objeto MediaTracker que monitora as
imagens para um dado Component.

public void addImage(Image img, int id)
Adiciona o objeto img (do tipo Image) à lista das imagens
monitoradas pelo objeto MediaTracker e associa a img um id.

public void addImage(Image img, int id, int w, int h)
... A imagem será eventualmente redimensionada tendo em vista as
dimensões w e h.
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21
Métodos de Java.awt.MediaTracker (ii)

public boolean checkID(int id)
Verifica se todas as imagens com o ID dado que estão sendo
monitoradas pelo MediaTracker terminaram o processo de
download. Em caso afirmativo retorna true, senão false.
Vários objetos Image podem partilhar o mesmo IDI.

public synchronized boolean checkID(int id, boolean load)
... Se o argumento load (boolean) é true, todas as imagens com
aquele ID que ainda não iniciaram o processo de download passam
a fazê-lo.
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21
Métodos de Java.awt.MediaTracker (iii)

public synchronized boolean checkAll(boolean load)
Verifica se todas os objetos Image monitorados pelo MediaTracker
terminaram o processo de download. Em caso positivo retorna true,
senão, false. Se o argumento load (boolean) é true, inicia a carga
de qualquer objeto que ainda não tenha sido carregado

Os métodos wait() iniciam o download dos objetos Image
monitoradas pelo MediaTracker e, então ficam bloqueados (wait)
até que as imagens terminem o download.

Caso você não deseje que o seu programa fique em wait esperando
as imagens, invoque estes métodos em um novo thread.
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21
Métodos de Java.awt.MediaTracker (iv)

public void waitForID(int id) throws InterruptedException
Força as imagens com o id dado, que são monitoradas por este
MediaTracker, a iniciar o loading e, então, espera (wait) até que
cada uma tenha terminado o loading, abortado ou recebido um erro.
Uma exceção é lançada se um outro thread interromper este thread.

public synchronized boolean waitForID(int id, long ms)
throws InterruptedException
... Ou até que ms milisegundos tenham sido transcorridos.
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21
Métodos de Java.awt.MediaTracker (v)

public synchronized boolean waitForAll()
throws InterruptedException
Inicia o loading de todas as imagens que são monitoradas por este
MediaTracker, e, então, espera (wait) até que cada uma tenha
terminado o loading, abortado ou recebido um erro.
Uma exceção é lançada se um outro thread interromper este thread.
Este método deve ser usado por applets de animação a fim de
carregar todos os frames antes de iniciar a apresentação dos slides.

public synchronized boolean waitForAll(long ms)
throws InterruptedException
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21
Métodos de Java.awt.MediaTracker (vi)

Se há um erro quando um objeto Image é carregado ou
redimensionado, o objeto Image é considerado completo,
encerrando-se o processo de loading.

public synchronized boolean isErrorAny()
Verifica se um erro ocorreu durante a carga de qualquer imagem
monitorada por este MediaTracker.

public synchronized Object[] getErrorsAny()
Retorna um array contendo todos os objetos monitorados por este
MediaTracker e que apresentaram erro durante a carga.
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22
Métodos de Java.awt.MediaTracker (vii)

public synchronized boolean isErrorID(int id)
Retorna true se qualquer objeto com o ID especificado apresentou
um erro enquanto carregava; senão retorna false.

public synchronized Object[] getErrorsID(int id)
Retorna um array contendo todos os objetos com o ID especificado
e que apresentaram erro durante a carga.
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22
Métodos de Java.awt.MediaTracker (viii)

É possível checar o estado de grupos de objetos Image , porém não
de objetos isolados.

Media Status Constants
– MediaTracker.LOADING = 1 - pelo menos um objeto Image do
grupo ainda está em processo de download.
– MediaTracker.ABORTED = 2 - o processo de loading abortou
para pelo menos um objeto Image do grupo.
– MediaTracker.ERRORED = 4 - Um erro ocorreu durante o
processo de loading para pelo menos um objeto Image do grupo.
– MediaTracker.COMPLETE = 8 - pelo menos um objeto Image
do grupo foi carregado com sucesso.
22
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Métodos de Java.awt.MediaTracker (ix)

public int statusAll(boolean load)
Retorna o status de todos os objetos monitorados por este
MediaTracker.
Se o argumento load é true qualquer objeto que ainda não iniciou o
loading vai iniciá-lo. Em caso contrário, não.

public int statusID(int id, boolean load)
Retorna o status de todos os objetos que compartilham o id
especificado e que são monitorados por este MediaTracker.
Se o argumento load é true qualquer objeto com o id especificado e
que ainda não iniciou o loading vai iniciá-lo. Em caso contrário,
não.
22
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Transmissão de Informação na Internet

Datagrama = Header + Payload

Header = (Address + Port)source + (Address + Port)destination +
(informações para permitir a transmissão confiável)

Payload = os dados

Protocolos:
– Connection Oriented (TCP - Transmission Control Protocol)
– Connectionless (UDP - User Datagram Protocol)
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22
O Paradigma Cliente-Servidor (i)
Solução para o problema do “rendevous”
prog A
prog B
host X
host Y
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O Paradigma Cliente-Servidor (ii)

Solução no Modelo Cliente / Servidor
Em qualquer par de aplicações que se comuniquem, um lado deve
iniciar a execução e esperar indefinidamente que o outro lado o
contacte.
Servidor: O programa que aguarda os pedidos dos clientes.
Cliente: O programa que toma a iniciativa de iniciar a
comunicação.
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O Paradigma Cliente-Servidor na Internet
clientes - “sw”
servidores - “sw”
ports
ftp server
ftp client
telnet 23
Netscape
smtp 25
Host A - “HW”
httpd
http 80
smtp s.
Host B - “HW”
/etc/services - quais são as portas associadas a que serviços
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World Wide Web
Copyright ©1997 by Oscar Luiz
Monteiro de Farias, D.Sc
host 1 - br
host 2 - ca
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
ffdf
999
ooiopiopop
pooopioiop
poiipoiopi
uiouuioui
iuiouuuiui
nmm,mnm
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
host 3 - br
ooiopiopop
pooopioiop
poiipoiopi
uiouuioui
iuiouuuiui
nmm,mnm
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
jjlkdjjdjjj
dsdadadd
dsdasd
ooiopiopop
pooopioiop
poiipoiopi
uiouuioui
iuiouuuiui
nmm,mnm
ooiopiopop
pooopioiop
poiipoiopi
uiouuioui
iuiouuuiui
nmm,mnm
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
hfhgfh
jjghjhgjhg
kjlkjlllllll
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
lljkljkl
khjkhjkkk
rerererre
ytghgfhg
gfhgfhgfh
nnbvnbnb
ffdf
999
ooiopiopop
pooopioiop
poiipoiopi
uiouuioui
iuiouuuiui
nmm,mnm
host 4 - fr
World Wide Web
host 5 - us
java.net.InetAddress (i)

uma unstância de java.net.InetAddress representa um endereço na
Internet

data members:
– String hostName;
– int
address (32 bit IP address)

Não há construtores public

Há três métodos estáticos que retornam objetos InetAddress
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23
java.net.InetAddress (ii)

public static InetAddress InetAddress.getByName(String hostame)
usa o DNS para retornar o endereço IP do host.
InetAddress address = InnetAddress.getByName(“www.lncc.br”)

public static InetAddress[] InetAddress.getByName(String
hostame)
(para máquinas com vários Ips - endereços Internet)

public static InetAddress InetAddress.getLocalHost()
(retorna o endereço IP da máquina que está executando o programa)
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23
java.net.InetAddress (iii)
Métodos para se obter o valor dos DataMembers:
 public String getHostName()
retorna um String que contém o hostname do objeto

public byte[] get.Address()
retorna um endereço IP como um array de bytes em network byte
order;
o byte mais significativo do endereço IP é o 10 byte do array;
os bytes retornam sem sinal;
bytes com valor >= 127 são tratados como números negativos
int unsignedByte = myByte <0 ? myByte + 256 : myByte
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23
java.net.InetAddress (iv)
Métodos herdados da classe Object e que sofrem override:

public boolean equals(Object myObject)

public int HashCode()
retorna um int, quando os objetos InetAddress são usados como
chaves em hash tables.

public String toString()
ex.: método invocado implicitamente objetos InetAddress são
passados como argumentos para System.out.println().
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23
java.net.URL (i)

Ë a forma mais simples de um programa JAVA localizar e recuperar
dados na Internet.

Não precisa se preocupar com:
– protocolo
– o formato dos dados (que se deseja recuperar)
– Atualmente JAVA só pode manipular poucos protocolos e
content types (formatos de dados)

O usuário pode adicionar novos protocol handles e content types.
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23
java.net.URL (ii)

É uma abstração para uniform resource locator (URL)

URL inclui: protocol, hostname, port, path, filename e document
section.

Os campos de java.net.URL só são visíveis às classes do package
java.net.

Todavia, pode-se recuperá-los via acessors (get methods) e
inicializá-los via construtores.

JDK 1.02 suporta: http, ftp, news, mailto, gopher, files URLs.
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23
java.net.URL (iii)
Construtores:




public URL URL (String url) throws MalformedURLException
public URL URL(String protocol, String host, String file) throws
MalformedURLException
public URL URL(String protocol, String host, int port, String file)
throws MalformedURLException
para usar com portas não default
public URL URL(URL u, String s)
throws MalformedURLException
Constrói uma URL absoluta, a partir de uma URL relativa
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23
java.net.URL (iv)

Outras fontes de objetos URL:
– getDocumentBase() - da classe java.applet.Applet - pg. html
– getCodeBase() - da classe java.applet.Applet - dir. do applet

Particionamento de uma URL - como recuperar os data members
(fields) da classe URL.
– public String getProtocol()
– public String getHost()
– public int getPort()
– public String getFile()
– public String getRef() // retorna a named aanchor da URL
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23
java.net.URL (v)
Como Recuperar dados da URL:

public final InputStream openStream() throws java.io.IOException
– estabelece uma conexão com o recurso referenciado pela URL
especificada
– executa o handshake entre o cliente e o servidor
– retorna um InputStream de onde os dados podem ser lidos
– os dados do InputStream são raw data correspondente ao
conteúdo do arquivo referenciado pela URL

Exemplo: ElliotteRustyHarold/05/viewsource.java
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23
java.net.URL (vi)

Se desejarmos ver os headers do protocolo deveremos usar o
método openConnection().

Para recuperar os dados de um .GIF ou .JPEG pode-se ler o
InputStream byte a byte com readByte().

Caso se deseje processar um arquivo de um determinado tipo (ex.
html), a melhor abordagem é escrever um content handler para
arquivos html e, então, invocar getContent().
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23
java.net.URL (vii)

public URLCOnnection openConnection() throws
java.io.IOException
– abre um socket para a URL especificada e retorna um objeto
URLConnection
– o objeto URLConnection representa uma conexão aberta para
um recurso da Internet.
– usado para comunicação direta com o servidor
– além dos dados do arquivo recebe todos os headers do protocolo
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24
java.net.URL (viii)

public final Object getContent() throws java.io.IOException
– outra forma de fazer o download dos dados referenciados pela
URL
– getContent() tenta construir um objeto:
texto em ASCII ou html --- algum tipo de InputStream
.GIF ou JPEG --- ImageProducer
– getContent() opera via o campo Content-type do MIME header
dos dados que ele recupera do servidor.
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24
java.net.URL (ix)
– se o servidor não usa MIME headers ou envia um Content-type
não familiar lança uma ClassNotFoundException..
– lança uma IOException se o objeto não pode ser recuperado.
– a maior parte dos tipos de dados ainda não é suportada por Java
– usar o operador instanceof para ver o tipo do objeto retornado.

Exemplo: ElliotteRustyHarold/05/getObject.java
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24
java.net.URL (x)



Métodos utilitários da classe URL
public boolean samefile (URL other)
– verifica se dois objetos URL apontam para o mesmo recurso.
– Compara apenas a URL e não o conteúdo dos arquivos
(www.lncc.br é diferente de www.lncc.br:80)
public String toExternalForm()
– retorna um string que representa a URL
– método redundante e equivalente a toString
Métodos da classe Object que sofrem override pela classe URL:
– public String toString()
– public boolean equal(Object o)
– public int hashCode()
24
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java.net.URL (xi)

public static synchronized void setURLStreamHandlerFactory
(URLStreamHandlerFactory fac)
É responsável por fazer o parsing da URL - recuperar o tipo de
protocolo - e, então construir o objeto URLConnection apropriado
para manipular a conexão com o servidor.

A classe URL encoder codifica todos os caracteres da URL que não
sejam letras, dígitos, e underscore.
– como codificar: percentsign (%) + dois dígitos hexadecimais
com o valor ASCII do caracter (space = %20)
– public static String encode(String s)
retorna um novo string com a URL devidamente codificada
24
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Sockets

Socket
– Inovação do Berkeley UNIX
– Permite ao programador tratar uma conexão em rede como
qualquer outro stream de dados, em que se pode ler ou gravar.
– Semelhante a arquivos, inclusive usando ss mesmas funções
para ler, gravar, etc ...
– A comunicação é bidirecional (full duplex)
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24
Operações Básicas dos Sockets
1. Estabelecer uma conexão com um host remoto
(para enviar e receber dados)
2. Enviar dados
3. Receber Dados
4. Fechar a conexão
5. Associar-se (bind) a uma porta
6. Escutar (listen) os dados que chegam
7. Aceitar conexões de máquinas remotas na porta especificada
1, 2, 3 e 4 --- Clientes e Servidores --- classe java.net.Socket
5, 6 e 7 --- Servidores --- classe java.net.ServerSocket
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24
Cliente
Servidor
início
Aceita conexões
Cria o socket
protocolo
Cria o Server-socket
Troca de dados
Close socket
protocolo
Close socket
fim
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24
A Comunicação Cliente-Servidor: Abrindo uma Conexão





Quando um servidor está executando, ele está ouvindo uma porta e
esperando pela ocorrência de uma conexão.
Tecnicamente falando, o cliente abre um “socket” e associa este
“socket” com a porta.
Como em UNIX tudo é arquivo, um “socket” é um tipo especial de
arquivo que possibilita I/O para a rede.
Quando se abre um “socket”, do ponto de vista do cliente está se
criando um arquivo virtual.
Quando se escreve neste arquivo, na realidade está se enviando
dados para a rede
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java.net.Socket (i)
Construtores

public Socket (String host, int port)
throws UnknownHostException, IOException
Cria um socket TCP na porta dada do host remoto e intenta
conectar-se ao mesmo.

Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/lookForPorts.java

public Socket (InetAddress host, int port)
throws IOException
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24
java.net.Socket (ii)

public Socket (Strinh host, int port, InetAddress interface, int
localPort) throws IOException (só em Java 1.1)
Cria um socket TCP na porta dada do host especificado (dois 1os
argumentos) e tenta conectar-se. A conexão é feita a partir da
interface de rede e da porta local especificados nos dois últimos
argumentos.
Se localPort = 0 escolhe uma das portas livres disponíveis.

public Socket (InetAddress host, int port, InetAddress interface,
int localPort) throws IOException (só em Java 1.1)
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25
java.net.Socket (iii)

protected Socket() (só em Java 1.1)
– usado para construir uma subclasse de Socket e implementar um tipo especial
de Socket.
– inicializa a superclasse sem conectar o socket.
– instala o SocketImpl default (factory ou java.net.PlainSocketImpl).
– a maior parte da implementação do novo tipo de Socket (nova classe) será
escrita num objeto SocketImpl.

protected Socket(SocketImpl impl) (só em Java 1.1)
– instala o objeto SocketImpl impl quando cria o novo objeto Socket.
– O objeto Socket é criado, mas não conectado.
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25
java.net.Socket (iv)
Como obter informações sobre um socket:
 public InetAddress getInetAddress()
retorna o IP do host.
 public int getPort()
retorna a porta, no host remoto, em que o socket está conectado.
 public int getLocalPort()
a porta local é escolhida pelo sistema em run time dentre as portas
livres disponíveis .
 public InetAddress getLocalAddress()
diz em que network interface o socket está conectado.
 Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/getSocketInfo.java
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25
java.net.Socket (v)


Lendo e Gravando em Sockets:
public InputStream getInputStream() throws IOException
– retorna um raw input stream que pode ser usado pelo programa
para ler dados do socket.
– normalmente encadeia-se o InputStream em um
DataInputStream para maior funcionalidade.
– Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/daytimeClient.java
public OutputStream getOutputStream() throws IOException
– retorna um raw output stream que pode ser usado pelo programa
para gravar dados na outra ponta do socket.
– Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/echoClient.java
25
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java.net.Socket (vi)

public synchronized void close() throws IOException
– método para fechar a conexão.
– Boa prática de programação, especialmente levando-se em conta
servidores, que rodam por um período indefinido de tempo.

Métodos da classe Object:
– Apenas o método toString sofre override.

Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/finger.java

Exemplo: ElliotteRustyHarold/07/whois.java
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25
Ciclo de Vida de um Servidor (i)
1. Cria-se um novo ServerSocket em uma porta determinada
(construtor ServerSocket()).
2. O ServerSocket escuta (listens)a porta usando o método accept(),
esperando por novas conexões. accept() bloqueia o servidor até
que um cliente tente uma conexão. Neste ponto accept() retorna
um objeto socket que conecta o cliente ao servidor.
3. Efetua-se a ocnversação entre o cliente e o servidor, de acordo
com um determinado protocolo.
(Os métodos getInputStream() e getOutputStream() são usados,
respectivamente, para ler e gravar no socket.)
25
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Ciclo de Vida de um Servidor (ii)
4. O servidor ou o cliente (ou ambos) fecham a conexão.
5. O servidor retorna ao passo 2 e espera por novas conexões.

Freqüentemente instancia-se um novo thread para cada nova
conexão (passos 3, 4 e 5 do ciclo de vida )

Exemplo:ExploringJava/net/httpd/TinyHttpd.java
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25
java.net.ServerSocket (i)


Construtores:
public ServerSocket(int port) throws IOException, BindException
– cria um server socket na porta especificada.
– se port = 0, escolhe uma porta dentre as disponíveis (anonymous
port).
– Exemplo: ElliotteRustyHarold/08/lookForLocalPorts.java
public ServerSocket(int port, int queuelength)
throws IOException, BindException
– cria um ServerSocket na porta dada, com um tamanho de fila
pré-determinado.
– recusa novas conexões se #conexões > queuelength.
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java.net.ServerSocket (ii)


public ServerSocket(int port, int queuelength, InetAddress
bindAddress) throws IOException
(java 1.1)
– cria um ServerSocket na porta dada, com um tamanho de fila
pré-determinado.
– recusa novas conexões se #conexões > queuelength.
– Este construtor é útil para servidores com múltiplos endereços
IP. O ServerSocket só se associa (binds) com o endereço IP local
especificado.
Protected ServerSocket (java 1.1)
– Usado em subclasses de ServerSocket quando se quer prover
um SocketImpl próprio, talvez para implementar protocolos de
segurança ou transitar via um proxy server.
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java.net.ServerSocket (iii)



public Socket accept() throws IOException
– método invocado quando todo o set up do servidor já terminou
e ele está pronto para aceitar conexões.
– bloqueia, i. e., suspende o fluxo de execução, e espera até que
um cliente se conecte.
– quando o cliente se conecta, retorna um objeto Socket.
– usa-se então, os métodos getInputStream e getOutputStream no
Socket retornado para efetivar a comunicação com o cliente.
Exemplo: ElliotteRustyHarold/08/daytimeServer.java
public void close() throws IOException
– ServerSocket close - libera a porta no host local, possibilitando a um outro
server associar-se (binds) à porta.
– Server close - quebra a conexão entre os hosts local e remoto.
25
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java.net.ServerSocket (iv)

public InetAddress getInetAddress()
retorna o endereço IP do servidor (local host).

public int getLocalPort()

ServerSocket faz o override do método toString da classe Object.

Exemplo: ElliotteRustyHarold/08/clientTester.java
particularmente interessante para testar clientes, de forma similar à usada pelo
telnet para testar servidores.

Exemplo: ElliotteRustyHarold/08/Redirector.java
Um redirecionador.
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26