Technologie Java - 1

(1)

Ahcene.Bounceur@univ-brest.fr

Introduction au Langage Java

L ^A P ROGRAMMATION

O ^RIENTÉE O ^BJET

(2)

Historique

• 1990 :

Internet peu connu, Web inexistant, Projet Oak de SUN Microsystems

Langage pour la communication des appareils électroniques de poche et domotique

• 1993 :

Le NCSA (National Center for Supercomputing Applications) lance MOSAIC

premier navigateur internet (protocole http, langage html)

Oak s’adapte à la technologie internet

• 1995 :

Annonce officielle de la naissance de la technologie Java (issue de Oak)

(3)

Technologie Java - 1

• Langage de programmation orienté objet

• Machine virtuelle (JVM) Java Virtual Machine

• Bibliothèques de classes standards

(API) Application Programming Interface (> 2500 classes dans java 1.4)

http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/

• Ensemble d’outils (java, javac, javadoc, jar…)

(4)

Technologie Java - 2

interpréteur

Programme

Données

compilateur ^Fichier

exécutable Programme

Données

(Rappels)

(5)

Technologie Java - 3

compilateur

Fichier

« class » Programme

« java »

Données

« interpréteur »

Machine Virtuelle Java

Hello.java

Hello.class

byte-code

(6)

La machine virtuelle

Réseau ou système de fichiers

Class loader

Byte-code verifier Interpreter Security manager

Classes locales

JVM

(7)

Approche orientée objet

• Logiciel = Collection d'objets dissociés définis

par des propriétés

Propriétés :

- Attributs

description de l'état de l'objet - Méthodes

description du comportement de l'objet

(8)

Qu’est-ce qu’un objet ?

• Objet = concept, abstraction, entité … sémantique propre au contexte

Exemple :

Deux éléphants ont le même âge, la même taille, le même poids !!!

Mais sont 2 objets distincts

(9)

Qu’est-ce qu’une classe ?

• Une classe regroupe des définitions d’attributs et de méthodes : c’est une catégorie particulière d'objets.

• Un objet est une instance de sa catégorie de référence.

Exemple : la classe Personne a comme instances eric, maina, ... et ali qui sont des objets distincts.

(10)

Qu’est-ce qu’une méthode ?

• Une méthode est une fonction ou une procédure attachée à une classe.

• Une méthode peut agir sur tous les objets de la classe sans distinction (STATIC) 

méthode de classe

• ou bien n'agir que sur un objet bien particulier (non STATIC)  méthode d’objet

(11)

Exemple

ATTRIBUTS (les variables) METHODES (les fonctions)

Portion invisible de l'extérieur

private

Portion visible de tous les autres

public

(12)

Exécution :

Échanges de messages entre objets

• Les objets interagissent en s'envoyant des messages

• Un message est formé :

1 - d'un objet destinataire du message

2 - du nom d'une méthode, point d'entrée sur l'objet destinataire

3 - d'arguments à associer aux

paramètres de la méthode appelée

nom_objet

.

nom_méthode(arg1, arg2, …);

(13)

Exemple

int x float y char c

…

// Les attributs m1() m2()

m3()

m4()

m5() m6()

…

m7()

int x float y char c

…

// Les attributs m1() m2()

m3()

m4()

m5() m6()

…

m7()

messages

Objet2 Objet1

méthodes méthodes

(14)

Création d’objets :

Constructeurs

• Constructeur(s) d'objet : méthode(s)

particulière(s) ayant le même nom que la classe :

Appel d’un constructeur : on peut voir cela comme un message envoyé au gestionnaire de tous les objets existants.

• Un objet peut avoir à créer un autre objet :

Nom_classe var_objet ; //référence

var_objet = new Nom_classe(arguments… );

(15)

Premier objet ...

public class Essai1 {

public static void main( String [] args ) { System.out.println("Bonjour") ;

} }

Point d’entrée

(16)

Premier objet ...

import javax.swing.*; // librairie graphique public class Essai1 {

public static void main( String [] args ) {

JFrame f1 = new JFrame("Premiers objets...(1)");

JFrame f2 = new JFrame("Premiers objets...(2)");

f1.setSize(300, 300);

f2.setSize(300, 300);

f1.setVisible(true); // pareil que f1.show();

f2.setVisible(true);

} }

Point d’entrée

f1.show();

Méthode déconseillée (depricated) : C’est une méthodes qu’il ne faut pas utiliser Il existe un autre moyen pour faire la même chose

(17)

Premier test ...

Compilation :

javac Essai1.java Exécution :

java Essai1

(18)

Héritage de classe

• Il est possible (et souhaitable) de réutiliser une classe existante pour créer une sous-classe plus spécifique

• La sous-classe :

– dispose des mêmes attributs et méthodes que la classe parente dont elle hérite

– peut avoir des attributs et méthodes supplémentaires, spécifiques

– peut aussi redéfinir des éléments hérités, afin d'adapter une fonctionnalité générale à ses spécificités

(19)

Visibilité

des attributs et des méthodes

(20)

Premiers objets hérités

import javax.swing.*;

public class MesFenetres extends JFrame { public static int nbre=1;

public MesFenetres() {

System.out.println("Premiers objets... "+nbre);

nbre++;

setSize(300,300);

setBackground(new Color(0,255,0));

setVisible(true) ;

} }

(21)

Premiers objets hérités

// Test

public static void main( String args[ ] ) {

MesFenetres f1 = new MesFenetres();

MesFenetres f2 = new MesFenetres();

} }

(22)

Pourquoi faire

de la programmation objet ?

• Pour certaines applications, la programmation structurée devient trop compliquée et trop

« linéaire »

• On déroule des sous-programmes dans un ordre pré-établi a priori

Exemple : une application graphique multifenêtres

(23)

Application multifenêtres

• Cahier des charges :

– Fenêtres dont la taille et la position sont fixées lors de leur création

– Un curseur mobile : une petite croix

– Commandes reliées à l'utilisation d'un périphérique (clavier, souris, ...) :

• Déplacer curseur (4 directions)

• Créer fenêtre (deux coins opposés fixés successivement avec le curseur)

• « PopUp » de fenêtres

(24)

Multifenêtres

(programmation structurée)

struct fenetre { int xsg, ysg; //coin supérieur gauche int xid, yid; //coin inférieur droit

struct bitmap zone; //zone recouverte };

struct listf { struct fenetre F;

struct listf *suivante ; }; //liste de fenêtres

struct pile_file_f { struct listf *debut, *fin; };

//pile ou file des fenêtres selon opération

struct curseur { int cx,cy ; }; //position courante

(25)

Multifenêtres

(programmation structurée)

• Déplacer le curseur : modification des valeurs cx et/ou cy

• Création de fenêtre :

- créer une structure fenêtre supplémentaire - y placer les valeurs de xsg, ysg, xid, yid

et la zone d'écran recouverte - empiler la nouvelle structure fenêtre

( premier plan : sommet de pile_file_f ) - afficher la nouvelle fenêtre

(26)

Multifenêtres

(programmation structurée)

struct pile_file_f PFF; //global, fenêtres actives PopUP : {

Trouvée=FAUX;

liste = PFF->debut;

répéter {

si (contient_position(liste->F,cx,cy) alors Trouvée=VRAI;

sinon liste = liste->suivante; } jusqu'à (Trouvée OU vide(liste));

si (Trouvée) alors { //fenêtre sous curseur si (liste == PFF->debut) alors {

si (PFF->debut != PFF->fin) alors {

enfiler(liste,PFF); // dernier plan dépiler(PFF); } }

sinon {

empiler(liste,PFF); // premier plan

enlever (liste, second(PFF)); // ôter du second plan } }

(27)

Ouf c’est codé ! Un test ?

ça marche !!!

(28)

Un test ?

Popup ! ( il faut gérer les zones couvertes )

(29)

Des solutions ?

• La fenêtre déplacée doit communiquer sa

« zone couverte » à toutes les fenêtres qui se trouve devant elle

– Comme si la fenêtre déplacée avait disparu

• On re-dispose tout à l’écran en partant d’un fond uni et en replaçant les fenêtres dans l’ordre, de l’arrière-plan à l’avant-plan

(30)

Problèmes

de la programmation structurée

• Une légère modification des spécifications oblige à reprendre l'ensemble du logiciel et à re-vérifier que tout fonctionne

• Quelques exemples d’améliorations : - pouvoir détruire une fenêtre

- déplacer une fenêtre

- mettre une fenêtre sous forme d'icône

C'est encore plus gênant quand ce n'est pas la même personne qui fait des modifications !

(31)

Les interfaces

• C’est un modèle d'implémentation

public interface I_GestionDuSon {

public void reglerVolume( int valeur ) ; public int volume() ;

… }

(Toutes les interfaces portent implicitement le modificateur abstract)

• implements permet d'indiquer que la classe fournit une implémentation pour une ou

plusieurs interfaces

public class Magnetophone implements I_GestionDuSon { public void reglerVolume( int valeur ) {

… // description du comportement }

… }

(32)

Les interfaces

• Lorsque des objets fonctionnent bien et ont été testés d’autres programmeurs peuvent les utiliser :

1 - Appels des méthodes de ces objets 2 - Héritage à partir d’objets existants 3 - Raccordement d’un objet créé par l’utilisateur à un objet existant par

des interfaces

Exemple : la gestion d’événements.

(33)

Gestionnaire d’événements - 1

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

public class Controleur implements WindowListener { public void windowOpened (WindowEvent e)

{ System.out.println(e.toString()); }

public void windowClosing (WindowEvent e) { System.out.println(e.toString()); }

public void windowClosed (WindowEvent e) { System.out.println(e.toString()); } public void windowIconified (WindowEvent e)

{ System.out.println(e.toString()); } public void windowDeiconified (WindowEvent e)

{ System.out.println(e.toString()); }

public void windowActivated (WindowEvent e) { System.out.println(e.toString()); }

public void windowDeactivated (WindowEvent e) { System.out.println(e.toString()); } }

(34)

Gestionnaire d’événements - 2

public class MesFenetres extends JFrame { public static int nbre=1;

public MesFenetres(Controleur c) {

System.out.println("Premiers objets... "+nbre);

nbre++;

addWindowListener(c);

setSize(300,300);

setBackground(new Color(0,255,0));

setVisible(true);

} }

(35)

Gestionnaire d’événements - 3

public static void main( String [] args) {

Controleur co = new Controleur();

MesFenetres f1 = new MesFenetres(co);

MesFenetres f2 = new MesFenetres(co);

} }

(36)

Auto-référence - 1

• Le mot clé this permet :

– de faire référence à l’objet courant (celui que l’on est en train de définir),

– ou de désigner ses attributs, ses méthodes ou ses constructeurs :

this.nomAttribut this.nomMethode()

this(Arguments, …) // un constructeur

(37)

Auto-référence - 2

• Le mot clé super permet :

– de faire référence à l’objet de la super-classe dont hérite l’objet courant,

– ou de désigner les attributs, les méthodes ou les constructeurs de la super-classe :

super.nomAttribut super.nomMethode()

super(Arguments, …) // un constructeur

(38)

Auto-référence - 3

public class MesMenetres extends JFrame implements WindowListener { public static int nbre=1;

public MesFenetres() {

super("Premiers objets...(" + nbre + ")");

nbre++;

this.addWindowListener(this);

this.setSize(300,300);

this.setBackground(new Color(0,255,0));

this.setVisible(true);

}

public void windowOpened (WindowEvent e) { } public void windowClosing (WindowEvent e) {

System.exit(0) ; }

public void windowClosed (WindowEvent e) { } public void windowIconified (WindowEvent e) { } public void windowDeiconified (WindowEvent e) { } public void windowActivated (WindowEvent e) { } public void windowDeactivated (WindowEvent e) { } }

(39)

Auto-référence - 4

…

public void windowOpened (WindowEvent e) { }

public void windowClosing (WindowEvent e) { System.exit(0); }

public void windowClosed (WindowEvent e) { } public void windowIconified (WindowEvent e) { } public void windowDeiconified (WindowEvent e) { } public void windowActivated (WindowEvent e) { } public void windowDeactivated (WindowEvent e) { } }

(40)

Le polymorphisme

• Un même nom de méthode peut être utilisé pour des usages différents

C’est l’objet manipulé qui va en déterminer la fonction Exemple : signification de + ?

Addition d’entiers, de réels, "a"+"bc", bleu+vert

• Les paramètres sont des références à des objets (comme des pointeurs en C)

On peut avoir en argument des objets très différents et leur appliquer une méthode de nom identique

(41)

Polymorphisme ad hoc

• Possibilité d'avoir des méthodes de même nom dans des classes sans aucun rapport entre elles

public class Armoire {

public void remplir( ) {

… // traitement spécifique à l’armoire }

}

public class Bouteille {

public void remplir( ) {

… // traitement spécifique à la bouteille }

}

(42)

Polymorphisme d’héritage

• Possibilité de redéfinir une méthode dans des classes héritant d'une classe de base

public abstract class Piece {

public abstract void deplacer();

}

public class Cavalier extends Piece { public void deplacer( ) {

… // traitement spécifique au cavalier }

}

public class Reine extends Piece { public void deplacer( ) {

… // traitement spécifique à la reine }

}

(43)

Polymorphisme paramétrique

• Possibilité de définir plusieurs fonctions de même nom mais possédant des paramètres différents (en nombre et/ou en type)

public class Voiture {

public float faire_le_plein() {

… // traitement return(prix);

}

public void faire_le_plein( int jauge, Carburant c ) {

… // traitement }

public void faire_le_plein( float kms, Carburant c ) {

… // traitement }

}

(44)

Les « packages »

Package : regroupement de classes ayant un lien logique entre elles

– pour les utiliser dans d'autres classes – pour les « spécialiser »

En plus d’un langage de programmation,

l’environnement Java définit une API (Application Programmer’s Interface) comportant de nombreux

« packages »

(ou paquetage)

(45)

API

Principaux packages - 1

java.lang : classes essentielles objet, types de base, processus

java.util : structures de données (collections)

listes, ensembles, hashtables, arbres, itérateurs …

java.awt: interface graphique (Abstract Window Toolkit) fenêtres, boutons, événements ...

java.io : entrées / sorties

flot de données provenant : d'un fichier, d'un buffer, d'un "pipe » java.net : réseau

URL, sockets

(46)

API

Principaux packages - 2

java.rmi : objets distribués (Remote Method Invocation) java.sql : JDBC (Java Data Base Connectivity)

connexion à une base de données relationnelle envoi de requêtes SQL, récupération des résultats java.beans : composants logiciels

composants logiciels autonomes pouvant être contrôlés dynamiquement et assemblées pour former des applications

modèles de composants de SUN

environnement d'exécution des JavaBeans intégré dans la plate-forme Java

javax.swings : interface graphique

composants d’interface de plus haut niveau que ceux de awt look and feel indépendant de l ’OS (Operating System)

exploitation du modèle MVC (Model View Controler )

(47)

Le JDK

JDK Java Developer’s Kit : environnement standard (Windows, Solaris ou linux) diffusé gratuitement par Sun : http://java.sun.com

– outils de développement : compilateur,debugger, … – "librairies" de classes standards

– documentation

Version actuelle Java 1.6 Version 1.7 (en cours ?)

(48)

Le JDK 1.7

• Ajout de type String dans la commande switch

• Automatisation de certains accès aux ressources

– Fermeture automatique des fichiers ouverts

• Ajout de certaines initialisations aux collections

– List<String> list = ["item"];

• Les underscores (entiers et binaires) :

– int billion = 1_000_000_000;

– int binary = 0b1001_1001;

• Amélioration des performances

(49)

LES FENÊTRES ET LES

APPLETS

(50)

Les applets

• Hériter de la classe Applet de Java

• Définir les méthodes :

- init : réservation des ressources, initialisation - start : première activation

- stop : arrêt dès que la page de l’applet n’est plus vue

(reprise d’activité dès qu’on la revoit ) - destroy : libération des ressources, fin

(51)

Les applets

import java.awt.event.*;

import java.applet.*;

public class essai6 extends Applet { outils6 mesoutils;

TextArea messages;

public void init() {

messages=new TextArea("Hello!",2,40);

setLayout(new BorderLayout());

add("North",mesoutils=new outils6(messages));

add("Center",messages);

messages.append(" init fini! ");

}

public void destroy() {

remove(mesoutils);

remove(messages);

}

public void start() {

messages.append(" start fait! ");

}

(52)

Les applets

public void stop() {

messages.append(" applet stoppee! ");

}

public static void main( String args[ ] ) { Frame f= new Frame("applet");

essai6 monapplet = new essai6();

monapplet.init();

monapplet.start();

f.add(monapplet);

f.setSize(300,300);

f.setBackground(new Color(0,0,255));

f.show();

} }

class outils6 extends Panel implements ActionListener { TextField e;

TextArea ptrmessages;

(53)

Les applets

outils6(TextArea ta) { Button b = null;

ptrmessages=ta;

add(e = new TextField("45", 4));

b = new Button("Dessin");

b.addActionListener(this);

add(b);

b = new Button("Reset");

b.addActionListener(this);

add(b);

}

public void actionPerformed(ActionEvent ev) { String label = ev.getActionCommand();

System.out.println(ev.toString());

System.out.println(label + " " + e.getText().trim());

ptrmessages.append(" "+label + " " + e.getText().trim());

} }

(54)

…

<applet height=100 width=100 codebase="myclasses/"

code="My.class">

</applet>

…

… Ma_page.html

Du Java sur le web

(55)

Une applet toute simple

import java.applet.*;

public class essai7 extends Applet { TextArea messages;

messages=new TextArea("Hello!",2,40);

add("Center",messages);

messages.append(" init fini! ");

}

public void destroy() {

remove(messages);

}

messages.append(" start fait! ");

}

messages.append(" applet stoppee! ");

} }

(56)

Thread = Tâche

Thread monProcess = new Thread();

Modification des propriétés

monProcess.setPriority(MAX_PRIORITY);

Démarrage

monProcess.start();

Appel de la méthode run() de monProcess

Définition de la méthode run()

Spécialisation de run() dans une sous-classe de Thread Implémentation de l’interface Runnable

Les Threads

(57)

Synchronisation (verrou) sur un objet

Exemple :

public class Bouteille {

private double volume;

public Bouteille() { volume = 0;

}

public synchronized double niveau() { return volume;

}

public synchronized void remplir(double quantite) { volume = volume + quantite;

} }

niveau et remplir sont exécutés en exclusion mutuelle

(58)

Synchronisation

Bloquer une tâche ^wait();

sur un objet quelconque

Réveiller d’une tâche ^notify();

sur l’objet cause du blocage

Réveiller toutes les tâches notifyAll();

sur l’objet cause du blocage

Passer en état d'attente sleep(delai); // en millisecondes Génère une InterruptedException

Redonner le contrôle au scheduler ^yield();

Attendre ^{try {}

wait(delai); // en millisecondes } catch (InterruptedException e) {

// Actions à faire si le délai est dépassé }

(59)

Les Threads : exemple

import java.awt.Graphics;

import java.awt.Color;

import java.util.*;

import java.text.DateFormat;

public class Clock extends java.applet.Applet implements Runnable { private Thread clockThread = null;

setBackground(Color.white);

}

if (clockThread == null) {

clockThread = new Thread(this, "Clock");

clockThread.start();

} }

(60)

Les Threads : exemple

public void run() {

Thread myThread = Thread.currentThread();

while (clockThread == myThread) { repaint();

try {

Thread.sleep(1000);

}

catch (InterruptedException e) { } }

}

public void paint(Graphics g) {

Calendar cal = Calendar.getInstance();

Date date = cal.getTime();

DateFormat dateFormatter = DateFormat.getTimeInstance();

g.drawString(dateFormatter.format(date), 5, 10);

}

clockThread = null;

} }

(61)

Technologie Java - 1

Introduction au Langage Java

L A P ROGRAMMATION

O RIENTÉE O BJET

Historique

Technologie Java - 1

Technologie Java - 2

Technologie Java - 3

La machine virtuelle

Approche orientée objet

Qu’est-ce qu’un objet ?

Qu’est-ce qu’une classe ?

Qu’est-ce qu’une méthode ?

Exemple

Exécution :

Échanges de messages entre objets

.

Exemple

Création d’objets :

Constructeurs

Premier objet ...

Premier objet ...

Premier test ...

Héritage de classe

Visibilité

des attributs et des méthodes

Premiers objets hérités

Premiers objets hérités

Pourquoi faire

de la programmation objet ?

Application multifenêtres

Multifenêtres

(programmation structurée)

Multifenêtres

(programmation structurée)

Multifenêtres

(programmation structurée)

Ouf c’est codé ! Un test ?

ça marche !!!

Un test ?

Popup ! ( il faut gérer les zones couvertes )

Des solutions ?

Problèmes

de la programmation structurée

Les interfaces

Les interfaces

Gestionnaire d’événements - 1

Gestionnaire d’événements - 2

Gestionnaire d’événements - 3

Auto-référence - 1

Auto-référence - 2

Auto-référence - 3

Auto-référence - 4

Le polymorphisme

Polymorphisme ad hoc

Polymorphisme d’héritage

Polymorphisme paramétrique

Les « packages »

API

Principaux packages - 1

API

Principaux packages - 2

Le JDK

Le JDK 1.7

• Les underscores (entiers et binaires) :

• Amélioration des performances

LES FENÊTRES ET LES

APPLETS

Les applets

Les applets

Les applets

Les applets

Du Java sur le web

Une applet toute simple

Les Threads

Synchronisation (verrou) sur un objet

Synchronisation

Les Threads : exemple

Les Threads : exemple

L ^A P ROGRAMMATION

O ^RIENTÉE O ^BJET