VL12-AktiveObjekte

Dezentrale Kontrolle:
Aktive Objekte
Aktive Objekte
Die Klasse AnimatorThread
Aktivierung
Objekte beobachten
Die Java-Klasse Thread
Passive Objekte
 Bieten Dienste auf Abruf an:
- eine Zahl von der Konsole lesen
- Daten im Bahälter speichern
- eine Zufallszahl liefern
 Oft dient ein Interface als "Bedienungsanleitung":
Benutzende
Klasse
Interface
kennt
Dienstleisterklasse
implementiert
 Objekte sind passiv, sie tun nur etwas, wenn sie
(genauer: ihre Methoden) gerufen werden
- dienstleister.liesZahl();
- dienstleister.add("Montag");
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Aktive Objekte
• Bälle in BallWorld verhalten sich anders:
• Sie reagieren zwar auf Impulse (Klick),
aber sie haben vor allem ein Verhalten ohne Impulse
von außen.
• Das allgemeine Benutzungsschema ist gleich
BallWorld
Ball, Animate
kennt
implementiert
Exploder
• aber Ball-Objekte verhalten sich anders!
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Wie kommt es zur Objekt-Aktivität?
Modell
• Prozedurale Programmierung:
Call-Center
• Objekte scheinen aktiv zu sein,
• reagieren aber auf Stimuli des rufenden Prozesses
 Der BallWorld-Prozess ruft in einer Endlosschleife
die act()- Method aller Ball-Objekte
Modell
Service
•
•
•
•
OO-Programmierung:
Objekte sind unabhängige, interagierende Einheiten
Sie handeln selbständig (reagieren zusätzlich auf Stimuli)
Jeder Ball hat seinen eigenen Prozess,
der in einer Endlosschleife act() ruft.
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Counter und Timer
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Gemeinsames Interface
public interface Incrementor {
public void increment();
public void reset();
public int getValue();
}
public class Counter implements Incrementor {
protected int value = 0;
public void increment() { value++; }
public void reset() { value = 0; }
public int getValue() { return value; }
}
Aufruf z.B.
durch
Knopfdruck
public class Timer extends Counter implements Animate {
public void act() { increment(); }
}
Der einzige
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
Unterschied
6
Prozesse und Threads
... wer ruft act()?
Ein Prozess ist ein Ausführer, der vom Betriebssystem
gestartet und kontrolliert wird.
An Ausführer, der innerhalb eines Prozesses gestartet
und kontrolliert wird, heißt Thread ("Lebens-Faden").
Threads in Java sind Instanzen der Klasse Thread .
Ein Thread-Object kann gestartet werden.
Dann ist es "lebendig" und kann andere Objekte
animieren (z.B. act() aufrufen).
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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AnimatorThread animiert Timer
act!
AnimatorThread –
Objekt
(hat eigenen Thread)
(c)schmiedecke 06
"animiert" passives Objekt
vom Typ Animate
(ohne eigenen Thread)
Inf1-7a: Animation
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AnimatorThread animiert Exploder-Ball
act!
Exploder
AnimatorThread –
Objekt
(hat eigenen Thread)
(c)schmiedecke 06
"animiert" passives Objekt
vom Typ Animate
(ohne eigenen Thread)
Inf1-7a: Animation
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Die Klasse AnimatorThread (cs101)
Animator
Thread
Animate
kennt
implementiert
Animiertes
Objekt
 Jede Instanz von AnimatorThread hat einen eigenen Thread.
 Im Konstruktor wird sie an ein (passives) Animate-Objekt gekoppelt,
das sie dann "animiert":
 Sobald die Instanz gestartet ist, ruft sie act() in einer Endlosschleife.
Animate timer = new Timer();
AnimatorThread timerThread = new AnimatorThread(timer);
timerThread.startExecution();
Animate
:timerxBall = new Exploder();
Animate
:timer
AnimatorThread
timerThread
= newimplementiert
AnimatorThread(xBall);
Thread
kennt
timerThread.startExecution();
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Die Klasse AnimatorThread
package cs101.lang;
public class AnimatorThread extends Thread {
public AnimatorThread(Animate animatedObject);
public
public
public
public
void
void
void
void
startExecution();
stopExecution ();
suspendExecution ();
resumeExecution ();
//Endlosschleife
//endgültig
//vorübergehend
//nach supend
public void setSleepMinInterval(long millis);
public void setSleepRange(long millis);
}
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Start "von außen"
public class BallWorld extends World{
// ...
// method is called when button is pressed
public void startExploder() {
// create and launch ball
Exploder xBall = new Exploder();
this.addBall(xBall);
// animate ball
AnimatorThread explThread =
new AnimatorThread(xBall);
explThread.startExecution();
}
//...
}
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Start "von innen"
class Throbber implements Ball, Animate {
World world;
// Animation in the constructor
public Throbber(World world) {
this(); // initialize x, y, radius
this.world = world;
// create and grasp your own thread
AnimatorThread throbThread =
new AnimatorThread(this);
throbThread.startExecution();
}
public void act() { // called by throbThread
}
//...
}
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Activer Timer
public class Timer extends Counter implements
Animate {
private AnimatorThread timerThread;
public Timer () {
timerThread = new AnimatorThread(this);
timerThread.startExecution();
}
public void act() {
increment();
}
}
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Verzögerter Start
public class Timer extends Counter implements
Animate {
private AnimatorThread timerThread;
public Timer () {
timerThread = new AnimatorThread(this);
}
public void init() {
timerThread.startExecution();
}
public void act() {
init() wird für
increment();
Aktionen
verwendet, die
}
}
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
zu Beginn 1x
gerufen werden
sollen. 15
Ausgaben im GUI machen:
public class VisibleTimer extends Timer {
private AnimationGUI gui;
public VisibleTimer(AnimationGUI gui){
super();
this.gui = gui;
}
public void increment() {
super.increment();
gui.updateTimer(value); // value im GUI anzeigen
}
public void reset() {
super.reset();
gui.updateTimer(0);
}
}
(c)schmiedecke 06
// im GUI 0 anzeigen
Inf1-7a: Animation
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AnimationGUI steht im DownloadBereich. Alles andere können Sie
selbst schreiben.
Die Klasse AnimationGUI
(nur für Neugierige...)




zeichnet die Benutzerschnittstelle (das GUI)
instanziiert VisibleCounter und VisibleTimer
ruft bei Knopfdruck deren Methoden increment() und reset()
definiert die Ausgabe-Methoden updateCounter() und
updateTimer(), die in VisibleCounter und VisibleTimer bei
jedem increment() oder reset()gerufen werden.
 Die Knöpfe "pause" and "cont." rufen die Timer-Methoden pause()
und continue(), die Sie noch implementieren müssen 
 Hinweis: Es ist allgemein üblich, die main-Methode in die GUI-Klasse
zu setzen.
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Objekt-Beobachtung
(zwei aktive Objekte beteiligt)
public class CountingMonitor implements Animate {
Objekt im
private Counter whoToMonitor;
Konstruktor
private AnimatorThread mover;
kennenlernen
public CountingMonitor(Counter whoToMonitor ) {
this.whoToMonitor = whoToMonitor;
this.mover = new AnimatorThread( this );
this.mover.startExecution();
}
public void act()
{
Console.println( "The timer says " +
whoToMonitor.getValue() );
test it!
}
}
Timer timer = new Timer(); // interner Start
CountingMonitor
monitor
= Animation
new CountingMonitor(timer);
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a:
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Wieviele Threads sind möglich?
 Beliebig viele.
 Ein Objekt kann beliebig viele Threads starten.
 Ergebnis:
Ein "Baum" von laufenden Threads
 Das Programm endet erst, wenn alle Threads beendet
sind!
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Java Standard-Threads
package java.lang;
Interface Runnable
{ public void run(); } // vgl. Animate
public class Thread {
// vgl. AnimatorThread
public Thread(Runnable runnerObject);
public void start();
public boolean isAlive();
public void interrupt();
public void join();
static void sleep(long millis)
throws InterruptedException;
static void yield();
// ...
}(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Java Thread -- AnimatorThread
 Gleiches Konzept:
wenn Sie mit AnimatorThread umgehen können, dann auch mit Thread
 Das animierte Objekt muss Runnable implementieren
(statt Animate)
Runnable ticker;
// hat eine run()-Methode
Thread tickerthread = new Thread(ticker);
tickerThread.start(); // ruft run(), aber NUR EINMAL
 Thread hat keine Endlosschleife!
Sie muss ggf. in der run()-Methode implementiert werden.
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Was passiert beim Programmstart?
Das Betriebssystem startet die VM als
neuen Prozess
Die VM startet einen neuen Thread, in
dem es die main-Methode aufruft
(c)schmiedecke 06
Inf1-7a: Animation
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Mit aktiven Objekten kann man viel
mehr Spaß haben als mit passiven!
