Introduction Java Laurent Henocque http laurent henocque free

Introduction à Java Laurent Henocque http: //laurent. henocque. free. fr/ Enseignant Chercheur ESIL/INFO France http: //laurent. henocque. perso. esil. univmed. fr/ mis à jour en Février 2008

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Avertissement • Ceci est une présentation rapide de Java – un « rapide » survol • Doit conduire à l’envie d’entamer la découverte de Java – – langage en tant que tel outil de développement graphique et d’interfaces immense source de logiciel libre outil « WEB » • Tout existe dans la doc en ligne grâce à Javadoc : les commentaires des sources deviennent de la documentation

Introduction / histoire • Origine – années 90 (SUN) • Objectifs – développer un langage de programmation portable sur toutes les plates-formes sans recompiler – développer un micro langage pour calculettes, pda, téléphones, dont les applications pourraient être téléchargées par internet • Explosion – année 95 : apparition de Hot. Java : « Browser » WEB capable de supporter les « applets » (ou appliquettes) Java – aujourd'hui, apparition des premières applications Java vraiment opérationnelles (Eclipse, Poséidon, jfig, produits Ilog. . . )

Introduction • Le formidable développement de Java est dû à : – ses possibilités graphiques, d’IHM et d'interopérabilité – ses liens avec l’internet • applets: applications aux droits limités exécutées directement dans les pages html • mise en oeuvre de rmi, de corba, • notions de servlets, d'ejb • triade Java (Java Server Pages JSP)/Ph. P/Asp • un faux ami: javascript: langage de script de bas niveau pour pages HTML (supporté par les « browsers » ) – – sa gratuité sa simplicité les très nombreuses bibliothèques disponibles outils (Eclipse)

Java est un langage (1/4) • orienté objets – les concepts sont proches de C++, parfois empruntés à smalltalk – quelques sensibles différences avec C++ en pratique • simple – – le comportement par défaut est celui qui est le plus utile « proche » de la syntaxe du C++ non imprégné de C « plus de pointeur » (seulement des pointeurs), « plus de delete » • distribué – les classes où les objets invoqués peuvent l’être à travers le réseau – les fichiers peuvent être locaux ou déportés – flots à travers le réseau

Java est un langage (2/4) • interprété – code source machine) compilateur byte-code – byte code interprète Java exécution du programme (indépendant de la run-times • architecture neutre Java Virtual Machine – il suffit d'une machine virtuelle Java – grâce à l’Abstract Windowing Toolkit (toujours la même apparence), puis à Swing • portable – architecture neutre – spécification complète du langage (comportement arithmétique, implémentation des types, …)

Java est un langage (3/4) • robuste – plus simple que C++, très typé – gestion très différente de la mémoire (pointeurs, libération) – nombreux contrôles de débordement, utilisation systématique des exceptions dans les bibliothèques d'outils • sécurisé – un grand nombre de sécurités intégrées dans le langage (en particulier au niveau des applets et de la gestion mémoire) – 3 niveaux de sécurité • Verifier : vérifie le byte code. (Chaque fichier ". class" possède une marque calculée, permettant d'interdire les modifications triviales : insertion de virus par simple ajout par exemple) • Class Loader : responsable du chargement des classes. • Security Manager : accès aux ressources

Java est un langage (4/4) • « hautes » performances – en fonctionnalités, mais pas en vitesse d’exécution – les performances sont restaurées par la compilation "Just In Time", qui permet à la machine virtuelle de mémoriser, puis ré exécuter le code natif correspondant à une portion de boucle • « multithreaded » (éventuellement sur une machine mono-processeur) • dynamique – adapté à un environnement évolutif – interprété • lié aux design patterns par essence: – itérateurs, objets fonction, inversion de contrôle etc. . .

Java en 3 acronymes • La Java Virtual Machine (JVM) – interpréteurs (java, javaw) • Le Java Development Kit (JDK) – – – compilateur (javac) visualisateur d’applets (appletviewer) générateur de documentation Java (javadoc) déboggeur (jdb) générateur de méthodes C (javah) • génère les. h, la définition des classes sous forme de structures, les entêtes des méthodes) – déassembleur de classes Java (javap) –. . . • Les Application Programming Interfaces (API) – le cœur de Java … – lire la doc. !

Un exemple • Un premier programme Java public class Hello. World { public static void main (String [] args) { System. out. println ("bonjour à tous") ; } } • compilation et interprétation serveur: ~/essai_J> javac Hello. World. java serveur: ~/essai_J> java Hello. World boujour à tous serveur: ~/essai_J>

Quelques points faibles • Les JVM sont par défaut plus lentes que du code natif mais: – compilation "just in time": une boucle déroulée 10000 fois n'est interprétée qu'une seule fois • Java est gourmand en mémoire mais – les options de lancement "java -X. . . " permettent de contrôler les tailles différentes piles et tas : – java -Xmx 32 m -Xms 16 m -Xss 16 m – depuis la V 5, on peut donner des directives au gestionnaire de mémoire • Certaines constructions du langage sont limitées – pas de surcharge d'opérateurs – MAIS : des compilateurs évolués pallient certains manques (on peut en les utilisant perdre la portabilité)

De C++ à Java en quelques différences • Pas de structures ni d’unions • Pas d'alias de types (typedef) • Pas de préprocesseur (mais on peut l'utiliser) • Pas de variables ni de fonctions en dehors des classes • Pas d'héritage multiple de classes • Pas de surcharge d’opérateurs • Pas de passage par copie pour les objets • Pas de pointeurs, seulement des références • Pas d'appel de "delete"

De C++ à Java en quelques différences • • Les varargs sont mieux faits Les templates s'appellent generics, et sont différents Java propose une syntaxe avancée pour la boucle for Java permet la conversion automatique des types de base vers des objets (wrapping ou boxing/unboxing) • Les enums sont typés • Java permet d'attacher au code des annotations • Voir en particulier http: //java. sun. com/j 2 se/1. 5. 0/docs/relnotes/features. html • Java a beaucoup évolué depuis la version 5 (Tiger)

Les bases de Java

Bases de Java : code • Java supporte un code source écrit en Unicode – Code sur 16 bits (7 ou 8 bits pour nos codes usuels) • un caractère Java est sur 16 bits – Permet • tous les caractères altérés • les langages comme – chinois – japonais – … – Les 256 premiers caractères sont nos caractères habituels – Codes utilisables partout dans le programme

Bases de Java : organisation • Hiérarchie imposée Le paquetage (package) Il existe un paquetage sans nom par défaut Les classes Les champs (membres C++) Les méthodes (fonctions membres C++) • Conséquence : – chaque désignation complète est de la forme : package. class. designation

Bases de Java : organisation Organisation pratique en fichiers (1/2) • un package= un dossier • pas de séparation entre la définition et l’implémentation d’une classe: on oublie les. h. . . • une classe publique (Ma. Classe) par fichier (Ma. Classe. java) • Le compilateur crée au moins un fichier objet (Ma. Classe. class) par fichier source • Un programme Java exécutable comprend au moins une classe ayant une méthode déclarée : public static void main(String argv[]) • public : pour pouvoir être utilisée partout • static : méthode de classe, non liée à un objet

Bases de Java : organisation Organisation pratique en fichiers (2/2) • import permet de rendre disponible une classe ou un paquetage pour simplifier les désignations import monpaquetage ; // je peux maintenant utiliser directement maclasse au lieu de monpaquetage. maclasse objet 1 ; monpaquetage. maclasse objet 2 ; • remarques : 1) Plusieurs syntaxes 2) Possibilité d’importer à travers le réseau • Variable d’environnement CLASSPATH • Argument -classpath de l’interpréteur – pour préciser les chemins d’accès – toute ressource utilisée par un programme doit être accessible via le "classpath"

Eléments du langage • Commentaires: comme C, plus javadoc /** ceci est un commentaire très particulier qui sera utilisé par javadoc du JDK pour générer automatiquement la doc (à lire !) en ligne */ x = y ; // ceci est un commentaire qui va jusqu’a la fin de la ligne // c’est aussi un commentaire /* cela marche aussi mais pas de mélange SVP */ syntaxe habituelle pour les commentaires plus /** … */

Types • Les types sont : – Des types de base prédéfinis (boolean, char, byte, short, int, long, float, double) – Des versions "wrappées" (par des classes) de ces types de base (Big. Decimal, Big. Integer, Byte, Double, Float, Integer, Long, Short) – Les classes déclarées par le programme • Transtypage – il peut être • implicite • explicite (syntaxe du C) – Il est requis pour les spécialisations explicites, comme en C++ int i = 1 ; double x = 6. 28 ; x = (float) i ;

Eléments du langage • Les constantes – tout identificateur d’une classe déclaré final est une constante static final int c 1 = 12 ; public final float c 2 = 1. 2 ; • Création d’un objet Ma. Classe mon_objet ; mon_objet = new Ma. Classe () ; // ne fait que déclarer une référence // par défaut initialisée à null // mon_objet fait effectivement référence à un objet Ma. Classe mon_objetbis = new Ma. Classe () ; // le constructeur de Ma. Classe peut ne pas avoir de paramètres mon_objetbis = mon_objet ; // référence à un même objet mais pas copie de l’objet // Pour réaliser une copie : utiliser la méthode clone de tout objet mon_objetbis = mon_objet. clone () ;

Eléments du langage • Les opérateurs = et == appliqués à deux variables s’appliquent à des références et non aux objets référencés ! – pour = (copie) utiliser la méthode clone () (prédéfinie ou à définir) – pour == (comparaison) à définir) utiliser la méthode equals () (prédéfinie ou • Les chaînes de caractères – des chaînes constantes : classe String – des chaînes modifiables : classe String. Buffer – lire la doc. !

Eléments du langage • Les tableaux – – suite d’objets de même type les éléments sont d’un type prédéfini ou des références sur des objets doivent être déclarés, créés, voire initialisés sont des références // déclaration int[] array_of_int; Color rgb_cube[][][]; // équivalent à : int array_of_int[]; // création et initialisation array_of_int = new int [42] ; rgb_cube = new Color [256] ; // utilisation int longueur = array_of_int. length; int e = array_of_int[50]; // longueur = 42 // en dehors du tableau : lève une exception

Initialisation de tableaux • Java permet de construire un tableau lors de sa déclaration ou de son allocation, en fournissant une liste d'initialisation • Java connaît la longueur des tableaux, et celle ci est calculée automatiquement int[] dims={2, 3, 4}; String [] noms = {"toto", "tata", "tutu"}; A [] tab. A={new. A(1), new A(2)}; int i = dims. length; // la longueur du tableau

Eléments du langage Structures de contrôle • Comme en C++ : for , while. . . • Plus génial!: break et continue désignés boucle 1 : while (. . . ) { boucle 2 : for (. . . ) { boucle 3 : while (. . . ) { if (. . . ) continue boucle 1 ; // reprend sur la première boucle while if (. . . ) break boucle 2 ; // quitte la boucle for continue ; // reprend sur la deuxième boucle while … // instructions jamais atteintes } } }

Eléments du langage • varargs et la boucle "for" : énumération implicite d'une collection • write("line 1"); • write("line 2", "line 3"); • write("line 4", "line 5", "line 6", "line 7", "line 8", "line 9", "line 10"); public void write(String. . . records) { for (String record: records) System. out. println(record); }

Eléments du langage : Gestion mémoire • Allocation – new: retourne une "strong reference" • Libération – la libération de la mémoire est automatique et est gérée par un processus appelé garbage collector (= ramasseur de déchets ) qui détecte les objets sans référence – ce processus fonctionne en tâche de fond de faible priorité, dans un thread parallèle, mais peut être déclenché explicitement (méthode System. gc () ) – ne peut libérer que la mémoire allouée par Java – ne peut pas tout libérer malgré tout

Gestion de la mémoire • Plusieurs types de références, en plus de la référence "strong" – weak. Reference (n'empêche pas le gc s'il n'y a plus de strong ref) – soft. Reference (comme weak, mais l'objet dure tant que la mémoire le permet) • utile pour mettre en œuvre des caches – phantom. Reference (permet de savoir quand un objet a été détruit). C'est une alternative saine à la redéfinition de "finalize"

Weak References • Illustration du problème des références. Cette structure de données associe une information à un Socket, au caractère volatile. • Que se passe t'il quand un socket disparaît? • (d'après http: //www-128. ibm. com/developerworks/java/library/j-jtp 11225/)

La fuite de mémoire en action • (d'après http: //www-128. ibm. com/developerworks/java/library/j-jtp 11225/)

Comportement du GC et utilisation de mémoire • (d'après http: //www-128. ibm. com/developerworks/java/library/j-jtp 11225/)

• Solution: utiliser Weak. Hash. Map à la place de Hash. Map: intuition du code • (d'après http: //www-128. ibm. com/developerworks/java/library/j-jtp 11225/)

Mots clés significativement différents de C++ consulter : http: //www. cs. umb. edu/java/keywords • • • • abstract méthode sans implantation/ classe en contenant byte char signé default utilisé comme échappement dans un switch finally utilisé comme échappement dans un try final pour une classe : pas d'héritage possible final méthode : pas de redéfinition possible final champ : traité comme une constante instanceof test d'appartenance à classe native déclare une méthode implantée en C/C++ null la référence vide super la superclasse synchronized empêche l'accès simultané à un objet volatile déclare un champ partagé et évite des optimisations abusives (suppression d'une variable par le compilateur, qui ne voit pas qu' elle est utilisée)

Les concepts des langages de classes ; implémentation en Java

Les classes • La classe est l’élément de base de Java. Tout est classe sauf les types primitifs (int, float, double, . . . ) et les tableaux • Il n’y a pas de fonctions, seulement des méthodes • Toutes les classes dérivent d'une superclasse commune java. lang. Object • L'objet support des méthodes est appelé : this – this est une référence sur l’objet manipulé this. champ

Déclaration d'une classe et de ses constructeurs class Point [extends Object]{ private float x=(float) 0. 0; private float y=(float) 0. 0; public Point(float x, float y){ this. x=x; this. y=y; } public Point(){ this((float)5. 0, (float)2. 3); } }

La classe Object • Object() Constructor • protected Object clone() – crée et retourne une copie de l'objet. boolean equals(Object obj) – permet de comparer deux objets (requis pour les tables de hash code). protected void finalize() – appelé par le garbage collector avant la récupération de l'esapce occupé par l'objet. Class get. Class() – renvoie la classe d'un objet int hash. Code() – renvoie la clé de hash code associée à l'objet void notify() – réveille un thread bloqué sur cet objet. void notify. All() – réveille tous les threads en attente pour cet objet. String to. String() – retourne une chaîne de caractère. Utilisée par la jvm pour toutes les conversions en chaînes void wait() – bloque un thread sur cet objet, en attendant qu'un autre appelle notify() • •

La classe "Class" public final class Class extends Object implements Serializable • Les classes sont construites par la JVM automatiquement, et sur appel de define. Class dans un class loader. void print. Class. Name(Object boo) { System. out. println("La classe de " + boo + " est " + boo. get. Class(). get. Name()); } • La formulation suivante s'applique aussi à un type de base System. out. println("Le nom de classe de Boo est : "+Boo. class. get. Name());

Méthodes statiques de Class • static Class for. Name(String class. Name) – renvoie l'objet Class d'un nom donné – Class t = Class. for. Name("java. lang. Thread") • static Class for. Name(String name, boolean initialize, Class. Loader loader) – pareil, mais en utilisant un class loader particulier, avec l'option d'initialiser ou non la classe désignée • La possibilité de charger dynamiquement une classe en Java, est à la base de possibilités d'utilisation extrêmement flexibles du langage. • Par exemple, un programme peut générer le source java d'une classe, invoquer le compilateur sur ce source, puis charger dynamiquement la classe avec la fonction "for. Name" pour enfin en créer des instances et appeler n'importe laquelle de ses fonctions : par exemple "main" dans Eclipse • Ce n'est possible en C++ qu'au prix de grandes difficultés (utilisation d'édition de liens dynamique (voir "ld")), sachant qu'on ne pourra de toutes façons appeler sur un objet que des méthodes déjà connues (par exemple des fonctions virtuelles définies pour une classe compilée statiquement)

Méthodes de Class • • String get. Name() – le nom Package get. Package() – le package int get. Modifiers() – un int contenant des booléens pour public, static etc. . . Class get. Superclass() – la superclasse Class[] get. Interfaces() – retourne les interfaces implantées par la classe Class[] get. Classes() – tableau de toutes les classes et interfaces publiques membres de cette classe Class[] get. Declared. Classes() – tableau de toutes les classes et interfaces membres. Class get. Declaring. Class() – retourne la classe dont on est membre (éventuellement)

Accesseurs de Class • • • boolean is. Assignable. From(Class cls) – est ce que cls est une sous classe? boolean is. Instance(Object obj) – est ce que obj est une instance de cette classe boolean is. Interface() – interface? . boolean is. Primitive() – type primitif? (int, void, etc. . . ) boolean is. Array() – un tableau? Class get. Component. Type() – le type des composants d'un "array".

Accès aux constructeurs • • Constructor get. Constructor(Class[] parameter. Types) Constructor[] get. Constructors() Constructor get. Declared. Constructor(Class[] parameter. Types) Constructor[] get. Declared. Constructors() – retournent les constructeurs publics, ou déclarés • Object new. Instance() – crée une nouvelle instance

Accès aux membres • • Field get. Declared. Field(String name) Field[] get. Declared. Fields() Field get. Field(String name) Field[] get. Fields() – retournent les champs de la classe publics ou non • • Method get. Declared. Method(String name, Class[] parameter. Types) Method[] get. Declared. Methods() Method get. Method(String name, Class[] parameter. Types) Method[] get. Methods() – retournent les méthodes

Class: fonctions diverses • • • Class. Loader get. Class. Loader() – le chargeur de cette classe. Protection. Domain get. Protection. Domain() – le domaine de protection de cette classe. URL get. Resource(String name) – trouve une ressource de nom donné (les ressources sont tous les fichiers de paramètres, ou de données accessibles dans le class. Path). • Input. Stream get. Resource. As. Stream(String name) – id, mais renvoie directement un flux d'entrée sur cette ressource, prêt à en lire le contenu. • • Object[] get. Signers() – renvoie les "signers" de la classe - certificats d'authenticité-. boolean desired. Assertion. Status() – renvoie le statut par défaut pour assert de la classe (les assertions peuvent être contrôlées sur une base "classe par classe")

Interfaces • Une classe ne contenant pas de données peut être déclarée comme interface public interface. . . {. . . } • Les interfaces n'ayant pas de données, elles servent juste à définir des interfaces de programmation (d’où leur nom), souvent encore appelées "protocoles". • On appelle une interface de programmation un protocole quand les appels possibles sont régis par un automate (par exemple, on ne peut appeler "dépile()" sur une pile vide)

Classes abstraites • Une classe contenant des méthodes abstraites doit être déclarée abstract public abstract class. . . {. . . public abstract void foo(); } • C++ ne prévoit pas cette déclaration, toute classe contenant une méthode définie par zéro (f()=0; ) étant abstraite par nature • Aucun constructeur d'une classe abstraite ne peut être appelé explicitement.

Héritage • Au niveau des classes seul l’héritage simple est possible class B extends A { …} • L'héritage multiple des interfaces est possible class B extends A implements I 1, I 2 {. . . } • Il ne doit pas y avoir de conflit dans les noms de fonctions apportés par la classe héritée et les différentes interfaces. Java ne propose aucun mécanisme de désambiguïsation à ce propos (comme la syntaxe A: : f() de C++) • Toute classe Java (sauf Object) possède exactement une superclasse (qui est Object par défaut), ce qui permet à Java d'introduire le mot clé "super" pour désigner cette superclasse

Les classes : masquage Masquage de l’information • Pour les classes – public : visible de partout – par défaut : visibilité limitée au paquetage • Pour les champs et les méthodes, il s’effectue à 3 niveaux – public: accès illimité – protected : accès réservé aux sous classes – private : accès réservé à la classe – à préciser pour chaque champ et chaque méthode • Attention, comme en C++, protection au niveau de la classe, pas de l’objet

Les classes : constructeurs Les constructeurs (1/2) • Le constructeur par défaut • Des constructeurs avec des listes de paramètres différentes • Un cas particulier intéressant Class Maclasse { public Maclasse ( … première liste de paramètres … ) {…} public Maclasse ( … deuxième liste de paramètres … ) {…} public Maclasse () { // appel d’un autre constructeur. Le constructeur appelé // dépend de la concordance des arguments - paramètres this (une liste de paramètres) ; } }

Les classes : constructeurs Les constructeurs (2/2) • Constructeurs des classes dérivées – doit faire appel (explicitement) à un constructeur de la classe de base Class Maclasse extends Maclassedebase { public Maclasse () { super (…. ) ; // appel avec paramètres … } public Maclasse ( … première liste de paramètres … ) { super () ; // si n’existe pas, est rajouté automatiquement … } } – même hiérarchie d’appels qu’en C++

Les classes : pas de destructeur, mais: La méthode finalize • La libération de la mémoire est : – automatique - donc normalement on ne doit pas la gérer – désynchronisée • Le « garbage collector » ne peut toutefois libérer que la mémoire allouée par Java, et seulement si toutes strong references ont disparu • La méthode finalize est appelée par le GC avant la destruction: – permet la libération de toutes les autres ressources – permet la "résurrection de l'objet" en en créant une référence "strong" • canevas de la forme : void finalize () { super. finalize () ; …. }

Les classes : méthodes • Tous les arguments (types primitifs ou pointeurs) sont passés par valeur • Une copie des types primitifs est passée – une variable d’un type primitif ne peut jamais être modifiée par une méthode • Java ne fait jamais de copie d'objets! utiliser "clone()" • Une copie des références sur les objets est passée – on peut modifier sans risque le paramètre – toute modification sur l’objet référencé s’effectue sur l’unique objet associé • Surcharge possible des méthodes

Les classes : méthodes et classes abstraites • La méthode est déclarée abstract public abstract int ma_methode ( …) { … } • La classe doit alors être déclarée abstract class Ma. Classe { … public abstract int ma_methode ( …) { … } }

Les classes : méthodes et classes finales • Une méthode déclarée final ne peut être redéfinie public final int ma_methode ( …) { … } • Une classe déclarée final ne peut être dérivée final class Ma. Classe { … public final int ma_methode ( …) { … } }

« Héritage multiple » : Interfaces • Une interface est une classe particulière – abstraite – n’ayant que des champs static final (des constantes) • C’est une promesse de services qui reste à implémenter • Une interface peut dériver de plusieurs interfaces • Une classe peut être l’implémentation de plusieurs interfaces et hériter d’une classe interface A {…} interface B {…} interface C {…} interface D extends A, B {…} classe Ma. Classe extends Une. Classe implements C, D { …}

Les paquetages • Un paquetage sert à structurer un ensemble de classes, d’interfaces, … et de paquetages – offre une structuration logique des classes – donc plus de lisibilité – conditionne la visibilité et le nommage package cours. monpaquet ; // Ma. Classe fait partie du paquetage cours. monpaquet class Ma. Classe { … } – facilite la recherche effective des classes au chargement – fige une architecture physique – l’accès au fichier Ma. Classe. java est …/cours/monpaquet/Ma. Classe. java

Les exceptions en Java • Une méthode doit spécifier ses exceptions dans son entête public void ma_methode (…. ) throws my_exception 1, IOException {…} • Après un bloc try, avec passage ou non dans un gestionnaire catch, exécution de la clause finally … try {…} catch (type exception 1 paramètre 1) {…} … finally { // on passe nécessairement par ici. . . } • Les exceptions dérivent de la classe Throwable ou des classes dérivées Error ou Exception

Lancement d'exception • Attention en Java, on ne crée pas d'objets locaux. • Une exception doit toujours être allouée par new • Une exception est lancée avec "throw" void foo() throws Mon. Exception {. . . throw new Mon. Exception(. . . ); }

catch (. . . ) ? • C++ offre une syntaxe élidée (. . . ) permettant de capter toute exception possible. – En C++, tout type de base peut être utilisé comme exception (il est possible de lancer un "in", ou un "char *") ce qui justifie ce mécanisme. • En Java, toutes les exceptions dérivent de Exception, et tout ce qui peut être "lancé" dérive de Throwable (Error + Exception) • catch(Exception e){} correspond donc à catch (. . . ) • Noter que l'on n'est pas supposé écrire catch (Throwable t){}, car on laisse normalement la machine virtuelle gérer les erreurs (Assertion. Error, ou échec de lancement de Thread par exemple)

Pointeurs de fonctions • Java ne permet pas de manipuler explicitement de pointeur de fonction. • Le seul moyen d'obtenir ces pointeurs se fait via des méthodes, qui sont toujours virtuelles en Java. class Demon { public abstract void execute(/*params*/); } class Ailleurs { Demon undemon; Ailleurs(Demon d ){undemon=d; } void execute. Demon(){undemon. execute(/*params*/); } }

Classes anonymes Le problème de devoir déclarer des classes pour avoir des pointeurs de fonctions, c'est qu'il faudrait les nommer. Heureusement, Java permet de déclarer des classes "au vol", anonymes. abstract class A { abstract void g(); } class Z { void h(A a){. . . a. g(); . . . } }. . . { Z z=new z(); z. h(new A(){ void g(){. . . }}); }

Classes locales • Il est possible de déclarer des classes imbriquées, comme en C++ • Il est également possible de déclarer une classe locale, dans une fonction. Sa visibilité est alors limitée au corps de la fonction

Assertions

assert • Java intègre depuis la 1. 4 la prise en compte de assert. • Pour que les assertions soient testées, il faut exécuter avec l'otion "-ea", pour "enable assertions". – java -ea • assert expression_booléenne [: expression_non_void] • "assert" provoque une erreur si son expression_booléenne est fausse, et la trace va tenter d'appeler la méthode "to. String" de la deuxième expression, si elle est présente

assert • le test d'assertions peut être contrôlé à trois niveaux : global, package et classe • public void set. Default. Assertion. Status(boolean enabled); • public synchronized void set. Package. Assertion. Status(String package. Name, boolean enabled); • public void set. Class. Assertion. Status(String class. Name, boolean enabled); • public void clear. Assertion. Status(); • public boolean desired. Assertion. Status(); • class Assertion. Error

utilisation de "assert" • L'instruction "assert" permet la spécification contrôlée d'invariants • Un invariant est une propriété qui doit toujours être vraie en un point d'exécution du programme • On ne doit pas utiliser de tests (if. . . then. . . else) pour contrôler les invariants mais toujours utiliser "assert" • Cela sépare deux notions distinctes, et améliore la lisibilité des programmes. "assert" permet que la spécification d'un programme soit testée à l'exécution. • Pour compiler les assert conditionnellement comme en C++, il suffirait d'utiliser une variable globale, en faisant confiance à l'optimiseur : – static final boolean Test. Assertions=false; – if Test. Assertions assert. . . ; • C'est normalement inutile

Threads

Les threads • Petits morceaux de programme « légers » faits pour fonctionner « en parallèle » en partageant les données du même processus – écriture d’un texte – bande son – animation d’une image • Différents états – – crée actif endormi tué

Etendre Thread class Prime. Thread extends Thread { long min. Prime; Prime. Thread(long min. Prime) { this. min. Prime = min. Prime; } public void run() { // calcule les nombres premiers supérieurs à min. Prime. . . } } //// pour lancer: Prime. Thread p = new Prime. Thread(143); p. start();

Implanter Runnable class Prime. Run implements Runnable { long min. Prime; Prime. Run(long min. Prime) { this. min. Prime = min. Prime; } public void run() { // calcule les nombres premiers supérieurs à min. Prime. . . } } //// pour lancer: Prime. Run p = new Prime. Run(143); new Thread(p). start();

API de thread static int active. Count() nombre de threads actifs dans le groupe static Thread current. Thread() le thread courant static boolean holds. Lock(Object obj) le thread courant a t'il un lock sur l'objet? static boolean interrupted() le thread courant a-t-il été interrompu? . static void sleep(long millis[, int nanos]) static void yield() arrête temporairement, et permet aux autres de s'exécuter static int enumerate(Thread[] tarray) copie les threads actifs du groupe void check. Access() possibilité de modifier ce thread? (throws Security. Exception) void destroy() static void dump. Stack()

API de thread Class. Loader get. Context. Class. Loader() String get. Name(); void set. Name(String name) int get. Priority(); void set. Priority(int new. Priority); Thread. Group get. Thread. Group(); void interrupt(); boolean is. Alive(); boolean is. Daemon() ; boolean is. Interrupted() void join([long millis [, int nanos]]) attend la terminaison de ce thread void run() void set. Context. Class. Loader(Class. Loader cl) void set. Daemon(boolean on) void start() lance le thread. la machine virtuelle java appelle run()

Classes Génériques

Classes Génériques en Java • http: //java. sun. com/j 2 se/1. 5/pdf/generics-tutorial. pdf • Un programme sans génériques • Un programme avec génériques

Déclaration d'interfaces génériques

Sémantique des génériques • Très différente de C++ qui génère une nouvelle classe pour chaque spécialisation d'un template • Ici, le compilateur génère une seule représentation de la classe générique, une fois pour toutes. L'information de type explicite ou implicite (passage d'un paramètre de type connu) lui permet de générer automatiquement les casts. • Le code Java produit par des génériques reste compatible avec du code java standard

Sous typage • Le comportement du compiltauer pour le sous typage peut paraître contre intuitif: • List<String> ls = new Array. List<String>(); //valide • List<Object> lo = ls; //invalide • C'est normal si l'on considère cet exemple: • lo. add(new Object()); // ok • String s = ls. get(0); // invalide: on a un "Object" à la place d'une "String"

Le type "Wildcard" • Comment faire alors pour déclarer une fonction qui prendrait en paramètre un conteneur de n'importe quoi? • A l'ancienne: • Mauvaise idée: • La solution: utiliser le "Wildcard"

Désigner une sous hiérarchie • Considérons une méthode devant dessiner une liste de formes (naivement List<Shape>). • Le compilateur refusera un appel avec List<Circle>, alors que c'est raisonnable • Il faut utiliser: • public void draw. All(List<? extends Shape> shapes) {. . . }

Méthodes Génériques • On peut également paramétrer des méthodes par un type. • On utilise ce mécanisme normalement quand il existe une dépendance – entre les types d'un ou plusieurs paramètres – et/ou celui de la valeur de retour. • Exemple: ranger les éléments d'un tableau dans une collection: • Ne compile pas: • Il faut écrire:

Wildcard OU Générique ? • En cas d'ambiguité, s'il n'y a pas de dépendance entre types, on préfère le "Wildcard" • VS:

Wildcard ET générique? • Voici la déclaration de la fonction copy des collections. • Elle copie une liste de T ou de sous types (src) vers une liste de T (inutile d'en dire plus)

Génériques imbriqués • Bien sur, on peut utiliser un type générique comme paramètre d'un autre. • Exemple: la fonction "draw. All" conserve un historique dans une liste statique:

Annotations

Annotations • Les annotations constituent un mécanisme puissant par lequel un source peut se voir attacher des informations exploitées par le compilateur • ou par des outils annexes capables de générer du code auxiliaire. • L'intérêt est de permettre au développeur de ne maintenir qu'un seul source.

Types d'annotations • Les annotations sont typées, en utilisant une variante de notion d'interface. Exemple de définition: • public @interface My. Annotation { • String do. Something(); • } • Exemple d'utilisation: • My. Annotation (do. Something="What to do") • public void mymethod() { • . . • }

Trois types d'annotations • Les annnotations ont trois types, dépendant du nombre de leurs fonctions membres: • Marker: pas de donnée – un type seul • Single Element : une seule fonction membre • Multi Value : plusieurs fonctions membre • // Marker • public @interface My. Annotation {} • @My. Annotation public void mymethod() {. . }

Exemple Single Valued • public @interface My. Annotation • { • String do. Something(); • } • Utilisation: pas besoin de nommer le paramètre • @My. Annotation ("What to do") • public void mymethod() { • . . • }

Exemple Multi Valued • public @interface My. Annotation { • String do. Something(); • int count(); • String date(); • } • Utilisation : • @My. Annotation (do. Something="What to do", count=1, • date="09 -09 -2005") • public void mymethod() { • . . • }

Restrictions • Les méthodes déclarées ne doivent pas avoir de paramètres • Pas de clauses de lancement d'exceptions non plus • Les types de retour ne peuvent appartenir qu'à la liste suivante: • • • types primitifs (int, float. . . ) String Class enum ou des tableaux des types ci dessus

Annotations prédéfinies • Annotations simples: – – – Override Deprecated Suppresswarnings • Méta annotations – – Target Retention Documented Inherited

Override • • • public class Test { @Override public String to. String() { return super. to. String() + "Override"; } } • Si le nom de la fonction (to. String) ne corespond pas à une méthode de la super classe, le comilateur génère une erreur

Deprecated et Suppress. Warnings • Deprecated permet de générer des avertissements lors de la compilation, si un programme utilise une fonction dépréciée • Suppress. Warnings permet de désactiver les avertissements du compilateur

Méta annotation « Target » • Target est une annotation d'annotations qui permet de spécifier ses emplois possibles. • • @Target(Element. Type. TYPE)—tout élément @Target(Element. Type. FIELD)—donnée membre @Target(Element. Type. METHOD) @Target(Element. Type. PARAMETER) @Target(Element. Type. CONSTRUCTOR) @Target(Element. Type. LOCAL_VARIABLE) @Target(Element. Type. ANNOTATION_TYPE) – Indique le type déclaré est une méta annotation. – Ex: – @Target(Element. Type. ANNOTATION_TYPE) – public @interface Meta. Annotation. Type {. . . }

Utilisation des tableaux • On peut grouper les paramètres des « single » • @Target({Element. Type. FIELD, Element. Type. METHOD}) • public @interface Ok { • . . . • } • Mais on ne peut pas les répéter: • @Target({Element. Type. FIELD, Element. Type. FIELD}) • public @interface Erreur { • . . . • }

Exemple de Target • @Target(Element. Type. METHOD) • public @interface Test { • public String do(); • } • Utilisation correcte: • @Test_Target("glop") • public void methode 1() {. . . } • Utilisation incorrecte: • @Test_Target("pas glop") • String mon. Attribut; • }

Retention • La méta annotation « Retention » indique la durée de vie de l'annotation: source seul, classe, machine virtuelle • Retention. Policy. SOURCE – ignorées par le compilateur • Retention. Policy. CLASS – ignorées par la machine virtuelle, mais utilisables par un outil qui accède aux. class • Retention. Policy. RUNTIME – lisibles à l'exécution

Documented • Cette méta annotation indique Javadoc doit documenter l'annotation • @Retention(Retention. Policy. RUNTIME) • public @interface Test_Retention {. . . } • @Documented • public @interface Test_Documented {. . . } • public class Test. Annotations { • public static void main(String arg[]) {. . . } • @Test_Retention (. . . ) public void methode 1() {. . . } • @Test_Documented(. . . ) public void methode 2() {. . . } • // @Test_Documented apparaîtra dans la javadoc

Inherited • Par défaut, les annotations d'une classe ne sont pas héritées par les sous classes • La méta annotation « @Inherited » permet de modifier ce comportement sélectivement • Ne s 'applique qu'aux annotations attachées aux classes • L'annotation peut etre surchargée, le mécanisme cherchant à partir de la classe courante • Les annotations ne sont pas héritées par les classes qui implémentent des interfaces

Javadoc Génération automatique de documentation

Javadoc • Java permet par un outil appelé Javadoc de générr automatiquement le manuel de référence d'une bibliothèque à partir de commentaires normalisés, en « html » a format suivant: • Début par « /** » • Utilisation de « <p> » pour formatter les paragraphes • Utilisation de « { @link. . . } pour désigner un élément de la documentation • Utilisation de @param, @return. . . pour désigner les éléments visés par la documentation • • /** * * */

Exemple • http: //java. sun. com/j 2 se/javadoc/writingdoccomments/index. html

Résultat

Consignes • La première phrase devrait être courte et constituer un bref résumé/présentation de l'ensemble. • Javadoc la placera dans la table des matières et dans l'index. • Javadoc s'arrête au premier point. Si la phrase doit en contenir un, il faut ne pas le fare suivre par un espace: • • • /** * This is a simulation of Prof. <!-- --> Knuth's computer. */

Tags utilisables • Les tags Javadoc doivent être fournis dans cet ordre: • • • @param (classes, interfaces, méthodes and constructeurs) @return (méthodes) @exception (ou encore @throws) @author (classes et interfaces, requis) @version (classes and interfaces, requis) @see @since @serial (or @serial. Field or @serial. Data) @deprecated (pour déclarer une api obsolete)

Conclusions sur Java • Ce cours est un survol de Java, illustrant les différences essentielles avec C++ • Java est plus simple que C++ • Découvrir Java sur le WEB • L’apprentissage du langage – ne peut être que progressif – n’a d’intérêt que face à des problèmes précis Il faut prendre du recul – se situer le plus possible au niveau conceptuel – les concepts restent, les langages changent – refuser les astuces et avoir une logique « multi-langages » • Ne pas rater la révolution du WEB et du multimédia

Pointeurs • http: //www. javasoft. com : Site officiel Java – (JDK et documentation, téléchargement) • http: //www. javaworld. com : Info sur Java • http: //www-sor. inria. fr/~dedieu/java/ • Le langage Java, Touraivane, cours ESIL, Dpt GBMA • Le polycopié de C. Chaouiya, cours ESIL, Dpt GBMA • La première version de ce support de cours a été produite par Marc Daniel, ESIL • Google : http: //www. google. fr/search? q=java