4.1 Java Grundlagen

4 Objektorientierte
Programmierung mit Java
4.1 Java-Grundlagen
Highlights:
objektorientierte Sprache
Plattformunabhängigkeit bei Hardware
und Betriebssystem
optimale Einbindung im Internet und Intranet
sprachliche Nähe zu C++
Softwareentwicklung / Programmierung II
Wellnitz
4.1 Java-Grundlagen
Historie:
1991 Ingenieure bei Sun Microsystems zu
Integration verteilter Informationstechnologie in
elektronischen Geräten: „Green Project“ unter
James Gosling zu Grundanforderungen wie
Zuverlässigkeit, Bedienbarkeit, Sicherheit...
Erweiterung der benutzten C++ Compiler
Erkenntnis: unpassend
Folge: „Green Team“ Softwaresystem für
elektronische Verbrauchergeräte zu entwickeln,
Name „Oak“ (später aus urheberrechtlichen Gründen
in „Java“ umbenannt)
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Historie:
Herbst ‘92 Patrick Naughton präsentiert System *7
(starseven), in Oak geschrieben, sollte
Betriebssystem mit Programmiersprache und
Entwicklungsumgebung für neue
Hardwareplattformen sein
dann Stagnation, aber
1994 WWW war etabliert
Naughton und Jonathan Payne mit Idee, einen
Web-Browser in Java zu schreiben
Java entwickelt für architektur-neutrale,
echtzeitfähige, zuverlässige und sichere
Client/Server - Anwendungen
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Historie:
Java entwickelt für architektur-neutrale,
echtzeitfähige, zuverlässige und sichere
Client/Server Anwendungen
ideal als Werkzeug für die Programmierung im
WWW
Folge: Arbeit an Web-Runner-Browser ,später in
Hot-Java umbenannt, begann
Java wurde selbst noch einmal neu in Java
geschrieben (offiziell auf der SunWorld95 im Mai ’95
vorgestellt, mit der kostenlosen Verfügbarkeit aus
dem Internet java.sun.com)
der DURCHBRUCH
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Eigenschaften:
Objektorientiert:
Klassen, die Daten und Methoden(Verhalten)
enthalten
Klasse als Schablone, aus der viele Objekte
generiert werden können
Datenkapselung
(Einzel-) Vererbung
Schnittstellen können implementiert werden
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Eigenschaften:
Verteilt:
Pakete = packages, Modularität
Funktionen für den Netzwerkzugriff integriert
(http, FTP)
Aufruf über mitgelieferte Bibliotheken, ähnlich den
Header-Dateien
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Eigenschaften:
Robust:
Überprüfungsroutinen (beim Compilieren und
Ausführen)
dadurch auch Vermeidung von Laufzeitfehlern in
Anwendungen
Speichermanagement nicht dem Entwickler
überlassen, wird über die JVM
(Java Virtual Machine) realisiert
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Eigenschaften:
… Robust:
keine Pointerarithmetik, direkte Adressierung über
Pointer nicht möglich
Integer kann nicht zum Pointer gecastet werden
(geringere Fehleranfälligkeit beim Programmieren)
if(object != null) notwendig,
if(object) geht nicht, nur wenn object boolean
wäre
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Eigenschaften:
Sicher:
geladener Code entspricht den Java-Regeln
wird beim Laden über das Netz nicht manipuliert
Schutz vor potentiellen Viren, da nicht Compiler,
sondern hardwareabhängiges Runtime-System
kein Zugriff auf physikalischen Speicherplatz
keine Manipulationen
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Eigenschaften:
… Sicher:
lokaler Code kann nicht durch importierten Code
überschrieben werden
keine Möglichkeit für Java-Anwendungen, direkt auf
Systemressourcen zuzugreifen
private bleibt private,
anders in C++:
#define private public
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vor dem ersten include
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Eigenschaften:
Architekturunabhängig:
auf jeder Hardware- und Betriebssystemplattform
lauffähig
Compiler produziert keine maschinenspezifischen
Instruktionen, sonder einen neutralen Byte Code
Byte Code wird über einen Java Interpreter auf
jeder Plattform ausgeführt oder von einem
Just-in-Time-Compiler beim Start der Anwendung
übersetzt
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Eigenschaften:
Portabel:
Größe der Basisdatentypen unabhängig von der
Prozessorarchitektur (nicht C++ int)
Einfache Datentypen:
bool
byte
short
int
long
float
double
char
Wahrheitswert
ganzzahlig
ganzzahlig
ganzzahlig
ganzzahlig
Fließkomma
Fließkomma
Unicode
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1 Byte
1 Byte
2 Byte
4 Byte
8 Byte
4 Byte
8 Byte
2 Byte
true / false
-128 .. +127
-32768 ... +32767
-2,14 *109 ... +2,14 *109
-9,22 *1018 ... +9,22 *1018
+/- 3,40 *10+/-38
+/- 1,80 *10+/-308
incl. ASCII
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Eigenschaften:
Multithreaded:
Threads = parallele Ablaufpfade in einem
Programm, die gleichzeitig ausgeführt werden
erlaubt z.B. Darstellung von Animationen und
gleichzeitiges Abspielen von Musik, während eine
Internetseite gescrollt wird
Threads = Klasse, aus denen neue Thread-Objekte
generiert werden können
Methoden zum Starten, Ausführen und Anhalten
von Threads, Abfrage des Thread-Zustandes
Echtzeitfähigkeit
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Eigenschaften:
Garbage Collection (Speicherplatz-Management):
keine Gedanken über Speicherplatzbelegung seines
Byte-Codes
Programmierer müssen nicht permanent Speicher
freigeben
malloc() und free() fehlen
Speicher wird freigegeben, wenn Objekte nicht
mehr referenziert werden
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Eigenschaften:
Dynamisch:
Objekt-Klassen werden zur Laufzeit von JavaAnwendungen referenziert
diese können jederzeit verändert werden
JDK: Java Developement Kit (bzw. neu SDK)
kostenlos zu beziehen über http://java.sun.com
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