Programmierung 1 Applets - Institut für Informatik
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Universität Potsdam
Institut für Informatik
Sommersemester 2014
Programmierung
Lehrblatt Woche 11
1 Applets
In den letzten Wochen haben Sie die graphische Programmierung kennengelernt.
Um Java-Programme direkt im Internet-Browser ausführen zu können, muss man diese
als Applets programmieren. Dementsprechend müssen sie Unterklasse von Applet aus
dem Paket java.applet sein.
1.1 Applets und HTML-Dokumente
Applets werden mittels eines <APPLET>-Tags in HTML-Seiten eingebunden. Man kann
sie über die HTML-Seite mit einem Browser oder alternativ mit dem Applet-Viewer
betrachten. Diesen ruft man mit dem Kommando appletviewer datei.html für eine
Datei datei.html auf.
Wie man ein Applet mit dem Namen HalloInternet in ein HTML-Dokument einbindet
zeigt das folgende Beispiel:
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<HTML>
<HEAD>
<TITLE> Ein Applet - Tester </TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<P>
Hier ist das Applet :
</P>
<APPLET code = " HalloInternet . class "
width = " 200 " height = " 200 " >
</APPLET>
<P>
Ende des Applets ...
</P>
</BODY>
</HTML>
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1.2 Wichtige Methoden der Applet-Klasse
Wie bei Frames wird die Programmlogik von Applets nicht von der main-Methode abgearbeitet. Das Abarbeiten des Haupt-Codes übernehmen andere Methoden:
init()
Die Methode init wird automatisch nach dem Laden des Applets ausgeführt.
start()
Die Methode start() wird direkt nach init und bei jedem Reload oder jeder
Deiconifizierung des Viewers aufgerufen.
stop()
Die Methode stop() wird beim Verlassen der Internetseite (oder bei einem Reload
vor start()) oder bei der Iconifizierung des Viewers ausgeführt.
destroy()
Die Methode destroy() wird beim Entfernen des Applets aus dem Viewer ausgeführt.
paint(Graphics g)
Die Methode paint(Graphics g) zeichnet im Graphik-Kontext g das AppletFenster neu.
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p u b l i c void paint ( Graphics g ) {
g . drawString ( " Hallo Internet " , 50 , 50);
}
Achtung: Graphics ist eine Klasse im Paket java.awt.
1. Arbeiten Sie mit der Java-API1 !
Nennen Sie alle Oberklassen (in der richtigen Reihenfolge) von Applet, beginnend
mit Component!
2. Programmieren Sie ein Applet HalloInternet.java, das den String „Hallo Internet“ ausgibt, und binden Sie es in ein Dokument AppletTester.html ein. (Das
Dokument befindet sich im Ordner /home/rlehre/W11.) Variieren Sie die Position
des ausgegebenen Strings.
a) Welche Pakete müssen importiert werden?
b) Von welcher Klasse muss HalloInternet abstammen?
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http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/applet/Applet.html
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1.3 Einlesen von Parametern
Die Interaktion von Applets erfolgt mit dem HTML-Dokument und nicht mit dem Nutzer. Dadurch kann der Effekt des Applets angepasst werden, ohne die .class-Datei zu
verändern. Paramter werden innerhalb der <APPLET>-Tags definiert:
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<APPLET CODE = " ... " WIDTH = " ... " HEIGHT = " ... " >
<PARAM NAME = " TEXT " VALUE = " ... " >
</APPLET>
Mit Hilfe der Methode String getParameter(String) erfolgt das Einlesen dieser Parameter. Für gewöhnlich prüft man das Vorhandensein des Parameters mit dem Namen
TEXT durch den folgenden Code:
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String text ;
i f (( text = getParameter ( " TEXT " )) == n u l l ) {
text = " Nicht definiert ! " ;
}
3. Kopieren Sie HalloInternet.java in ParamString.java und verändern sie die
Klasse dahingehend, dass der auszugebende String als Parameter eingelesen wird.
4. Nutzen Sie die Methode init() um die Hintergrundfarbe des Applets anzupassen.
Zusatzaufgabe: Erstellen Sie ein Applet, das graphisch ein Balkendiagramm mit zwei Säulen darstellt. Es soll durch zwei Parameter definiert werden.
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2 Multithreading
Jedes Java-Programm ist implizit ein Thread. In Java können mehrere Threads erzeugt
werden, die dann nebenläufig arbeiten.
Threads sind Objekte der Klasse java.lang.Threads und sind:
wie Programme: ein Thread ist eine sequenzielle Folge von Anweisungen
wie Prozesse: mehrere Threads des gleichen Programms können parallel zueinander laufen
anders als Prozesse: Threads des gleichen Programms benutzen den gleichen Speicherbereich, was zum Informationsaustausch genutzt werden kann.
Das Zusammenspiel der Threads muss im Programm selber organisiert werden.
Das Java-Programm läuft immer solange bis alle seine Threads beendet sind.
2.1 Wichtige Methoden von Threads
Ähnlich wie Applets, haben Threads bestimmte eigene Methoden:
void run()
„Hauptprogramm“ des Threads; enthält dein eigentlichen Anweisungsteil, der nach
Aktivierung des Threads, durch den Aufruf der start-Methode, ausgeführt wird.
void start()
startet den Thread durch den Aufruf von run().
(run() sollte niemals direkt aufgerufen werden!)
Thread Thread.currentThread()
liefert den aktuellen Thread zurück
void Thread.sleep(long ms)
lässt den aktuellen Thread ms Millisekunden pausieren
void join(Thread t)
wartet auf das Ende von Thread t
void yield()
der aktuelle Thread lässt anderen Threads den Vortritt
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2.2 Erzeugen von Threads
Um Threads zu erzeugen, gibt es zwei Möglichkeiten:
1) Unterklasse von Thread
2) Implementation von Runnable
class T
extends Thread {
...
public void run() { ... }
...
}
class XYZ {
...
T t = new T(...);
t.start();
}
class R
implements Runnable {
...
public void run() { ... }
...
}
class XYZ {
...
Thread t = new Thread(new R(...));
t.start();
}
3. Kopieren Sie sich aus dem Ordner /home/rlehre/W11 die Dateien Thread1.java,
Thread2.java und ThreadDemo.java. Analysieren Sie diese Dateien und testen
Sie sie.
4. Nennen Sie eine Gemeinsamkeit und einen Unterschied von Multitasking und Multithreading.
Gemeinsamkeit:
Unterschied:
5. Geben Sie den vollständigen Programmcode (einschließlich der Exception-Behandlung) an, um die Ausführung eines Thread um 2,5 Sekunden zu unterbrechen:
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2.3 Zustände von Threads
In Abbildung 1 werden die verschiedenen Zustände aufgezeigt, die ein Thread durchlaufen kann.
Abbildung 1: Zustände eines Threads
Wie alle Objekte, werden Threads durch den Aufruf des Konstruktors mittels new()
erzeugt . Durch den Aufruf von start() werden sie in den Zustand rechenwillig
gesetzt. Im Zustand rechenwillig können verschiedene Zustände erreicht werden.
Im Normalfall wartet der Thread darauf, dass ihm vom Scheduler Rechenzeit zugewiesen
wird, wodurch jener in den Zustand rechnend versetzt wird. Nach Ablauf der Rechenzeit wird der Thread vom Scheduler wieder in den Zustand rechenwillig versetzt. Der
gleiche Übergang geschieht auch, wenn während der Ausführung des Threads der Aufruf
von yield() ausgeführt wird.
Mit der Methode sleep() kann man den Thread in den Zustand schlaf end überführen. Nach Ablauf der übergebenen Zeit wechselt der Thread zurück in den zustand
rechenwillig .
6. Programmieren Sie eine Unterklasse InThread von Thread. Dabei ist ein InThread
ein Thread, der in einer Endlosschleife wiederholt auf der Konsole die Aufforderung
„Bitte geben Sie Ihren Vornamen ein!“ ausgibt und dann einen String von der
Standardeingabe (Tastatur) einliest.
7. Testen Sie InThread in einer Applikation UseInThread, die ein Exemplar von
InThread erzeugt, startet und nach einer Wartezeit von 10 Sekunden den aktuellen
Wert des Datenelements von InThread ausdruckt.
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8. Kopieren Sie die Datei Blinker.java aus dem Verzeichnis /home/rlehre/W11 und
analysieren Sie diese.
a) Warum kann die Klasse Blinker nicht Unterklasse von Thread sein?
b) Welche Methoden gehören zur Klasse Applet?
c) Welche Methoden gehören zum Interface Runnable (zur Klasse Thread)?
9. Programmieren Sie ein Applet IOThread, das neben InThread einen Thread startet, dessen run-Methode in IOThread implementiert ist, und der im Appletfenster
im Abstand von 2 Sekunden den von InThread eingelesenen Vornamen an wechselnden Positionen ausgibt. Solange noch kein Vorname eingelesen wurde, soll der
String „Hallo“ an diesen Positionen ausgegeben werden. Beide Threads sollen solange laufen, bis das Applet endgültig beendet wird.
2.4 Synchronisation – Monitore
Wenn sich ein Thread mit einem anderen Thread synchronisiert oder auf benötigte
Ressourcen warten muss, dann kommt ein Thread in den Zustand blockiert .
Mittels dem Schlüsselwort synchronized wird ein Objekt obj für einen Thread reserviert, bis der Anweisungsblock (geschützter Bereich) verlassen wird:
...
synchronized (obj) { ... }
...
oder:
synchronized ResultType method(...) { ... }
ist kurzform für
ResultType method(...) {
synchronized (this) { ... }
}
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Abbildung 2: Synchronisation von Threads
2.5 Synchronisation – Datenübergabe
Wenn ein Objekt obj reserviert ist, dann
• löst obj.wait() die Reservierung und blockiert den aktuellen Thread
• löst obj.notify() die Blockierung des wartenden Threads
Beispiel:
synchronized (obj) {
...
// obj vorbereiten
obj.wait();
// auf Ergebnis in obj warten
...
// Ergebnis weiterverarbeiten
}
...
synchronized (obj) {
...
// rechnen, Ergebnis in obj ablegen
obj.notify(); // Fertigmeldung
}
10. Analysieren Sie mit dem Dozenten die Dateien Lager.java, Lieferant.java und
LagerDemo.java.
11. Zusatzaufgabe 1: Programmieren Sie eine Applikation. Diese Applikation soll
in einem Fenster laufen. Das Fenster soll einen Button mit der Aufschrift „Fang
mich!“ haben. Das betätigen des Buttons soll das Fenster schließen. Mittels der
Methode setLocation(int, int) soll der Button nach einer zufälligen Zeit an
eine andere Stelle gesetzt werden.
12. Zusatzaufgabe 2: Ändern Sie das Programm aus Zusatzaufgabe 1 derart ab, dass
es keine Unterklasse von Frame ist. Dazu müssen Sie ein Frame-Objekt erzeugen
und die entsprechenden Methoden des Frames über das Frame-Objekt aufrufen.
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