1 Giới thiệu chung ngơn ngữ lập trình Java I.1 Các đặc trưng Java  Đơn giản  Bảo mật  Hướng đối tượng  Phân tán  Độc lập phần cứng hệ điều hành  Đa luồng  Mạnh  Động 1.1.1 Đơn giản Những người thiết kế mong muốn phát triển ngôn ngữ dễ học quen thuộc với đa số người lập trình Do Java loại bỏ đặc trưng phức tạp C C++ thao tác trỏ, thao tác định nghĩa chồng tốn tử, … Java khơng sử dụng lệnh “goto” file header (.h) Cấu trúc “struct” “union” loại bỏ khỏi Java 1.1.2 Hướng đối tượng Java thiết kế xoay quanh mô hình hướng đối tượng Vì Java, tiêu điểm liệu phương pháp thao tác lên liệu Dữ liệu phương pháp mơ tả trạng thái cách ứng xử đối tượng Java 1.1.3 Độc lập phần cứng hệ điều hành Đây khả chương trình viết máy chạy đâu Chúng thể mức mã nguồn mức nhị phân Ở mức mã nguồn, người lập trình cần mơ tả kiểu cho biến Kiểu liệu Java quán cho tất hệ điều hành phần cứng khác Java có riêng thư viện lớp sở Vì chương trình Java viết máy dịch chạy tốt loại máy khác mà không cần viết lại Tính độc lập mức nhị phân, chương trình biên dịch chạy nhiều (phần cứng, hệ điều hành) khác mà không cần dịch lại mã nguồn Tuy cần có phần mềm máy ảo Java hoạt động trình thơng dịch máy thực thi 2 IBM compiler compiler Sparc compiler Hình 1.1 - Cách biên dịch truyền thống Mac Đối với chương trình viết C, C++ ngơn ngữ khác, trình biên dịch chuyển tập lệnh thành mã máy hay lệnh vi xử lý Những lệnh phụ thuộc vào CPU máy bạn Nên muốn chạy loại CPU khác, phải biên dịch lại chương trình Hình 1.1 thể trình để thực thi chương trình viết C++ loại máy khác Bytecode Trình biên dịch Trình thơng dịch Java (Java Interpreter) Độc lập (Platform independent) IB M Sparc Mac Hình 1.2 - Dịch chương trình Java Mơi trường phát triển Java chia làm hai phần: Trình biên dịch trình thơng dịch Khơng C hay C++, trình biên dịch Java chuyển mã nguồn thành dạng bytecode độc lập với phần cứng mà chạy CPU Nhưng để thực thi chương trình dạng bytecode, máy cần phải có trình thơng dịch Java hay cịn gọi máy ảo Java Máy ảo Java chuyển bytecode thành mã lệnh mà CPU thực thi 3 1.1.4 Mạnh mẽ Java ngôn ngữ yêu cầu chặt chẽ kiểu liệu Phải khai báo kiểu liệu tường minh viết chương trình Java kiểm tra lúc biên dịch thời gian thơng dịch Java loại bỏ số loại lỗi lập trình định Java khơng sử dụng trỏ phép toán trỏ Java kiểm tra tất truy nhập đến mảng, chuỗi thực thi để đảm bảo truy nhập khơng ngồi giới hạn kích thước Java kiểm tra chuyển đổi kiểu liệu từ dạng sang dạng khác lúc thực thi Trong môi trường lập trình truyền thống, lập trình viên phải tự cấp phát nhớ Trước chương trình kết thúc phải tự giải phóng nhớ cấp Vấn đề nảy sinh lập trình viên quên giải phóng nhớ xin cấp trước Trong chương trình Java, lập trình viên khơng phải bận tâm đến việc cấp phát nhớ Quá trình cấp phát, giải phóng thực tự động, nhờ dịch vụ thu nhặt đối tượng khơng cịn sử dụng (garbage collection) Cơ chế bẫy lỗi Java giúp đơn giản hóa q trình xử lý lỗi hồi phục sau lỗi 1.1.5 Bảo mật Virus nguyên nhân gây lo lắng việc sử dụng máy tính Trước có Java, lập trình viên phải qt virus tệp trước tải hay thực chúng Thơng thường việc khơng loại trừ hồn tồn virus Ngồi chương trình thực thi có khả tìm kiếm đọc thơng tin nhạy cảm máy người sử dụng mà người sử dụng không hay biết Java cung cấp môi trường quản lý thực thi chương trình Nó cho khơng có đoạn mã an tồn Và Java khơng ngơn ngữ lập trình túy mà cung cấp nhiều mức để kiểm sốt tính an tồn thực thi chương trình Ở mức đầu tiên, liệu phương thức đóng gói bên lớp Chúng truy xuất thông qua giao diện mà lớp cung cấp Java khơng hỗ trợ trỏ khơng cho phép truy xuất nhớ trực tiếp Nó ngăn chặn khơng cho truy xuất thơng tin bên ngồi kích thước mảng kỹ thuật tràn cung cấp kỹ thuật dọn rác nhớ Các đặc trưng tạo cho Java an toàn tối đa có khả động cao Trong lớp thứ hai, trình biên dịch kiểm sốt để đảm bảo mã an toàn, tuân theo nguyên tắc Java Lớp thứ ba đảm bảo trình thơng dịch Chúng kiểm tra xem bytecode có đảm bảo qui tắc an toàn trước thực thi Lớp thứ tư kiểm soát việc nạp lớp vào nhớ để giám sát việc vi phạm giới hạn truy xuất trước nạp vào hệ thống 1.1.6 Phân tán Java dùng để xây dựng ứng dụng làm việc nhiều phần cứng, hệ điều hành giao diện đồ họa Java thiết kế hỗ trợ cho ứng dụng chạy mạng Vì chúng sử dụng rộng rãi công cụ phát triển Internet, nơi sử dụng nhiều phần khác 1.1.7 Đa luồng Chương trình Java đa luồng (Multithreading) để thực thi công việc đồng thời Chúng cung cấp giải pháp đồng luồng Đặc tính hỗ trợ đa luồng cho phép xây dựng ứng dụng mạng chạy hiệu 1.1.8 Động Java thiết kế ngôn ngữ động để đáp ứng cho mơi trường mở Các chương trình Java chứa nhiều thông tin thực thi nhằm kiểm soát truy nhập đối tượng lúc chạỵ Điều cho phép khả liên kết động mã I.2 Các kiểu chương trình Java Chúng ta xây dựng loại chương trình Java sau: 1.2.1 Applets Applet chương trình tạo để sử dụng Internet thơng qua trình duyệt hỗ trợ Java IE hay Netscape Bạn dùng Java để xây dựng Applet Applet nhúng bên trang Web Khi trang Web hiển thị trình duyệt, Applet tải thực thi trình duyệt 1.2.2 Ứng dụng thực thi qua dịng lệnh Các chương trình chạy từ dấu nhắc lệnh không sử dụng giao diện đồ họa Các thông tin nhập xuất thể dấu nhắc lệnh 1.2.3 Ứng dụng đồ họa Đây chương trình Java chạy độc lập cho phép người dùng tương tác qua giao diện đồ họa 1.2.4 Servlet Java thích hợp để phát triển ứng dụng nhiều lớp Applet chương trình đồ họa chạy trình duyệt máy trạm Ở ứng dụng Web, máy trạm gửi yêu cầu tới máy chủ Máy chủ xử lý gửi kết trở lại máy trạm Các Java API chạy máy chủ chịu trách nhiệm xử lý máy chủ trả lời yêu cầu máy trạm Các Java API chạy máy chủ mở rộng khả ứng dụng Java API chuẩn Các ứng dụng máy chủ gọi Servlet, Applet máy chủ Xử lý Form HTML cách sử dụng đơn giản Servlet Chúng cịn dùng để xử lý liệu, thực thi giao dịch thường thực thi thông qua máy chủ Web 1.2.5 Ứng dụng sở liệu Các ứng dụng sử dụng JDBC API để kết nối tới sở liệu Chúng Applet hay ứng dụng, Applet bị giới hạn tính bảo mật I.3 Công cụ phát triển editor để biên tập chương trình 1.3.1 Bộ cơng cụ phát triển JDK (Java Development Kit) Sun Microsystem đưa ngôn ngữ lập trình Java qua sản phẩm có tên Java Development Kit (JDK) Ba phiên là: Java 1.0 - Sử dụng lần đầu vào năm 1995 Java 1.1 – Ðưa năm 1997 với nhiều ưu điểm phiên trước Java – Phiên JDK chứa cơng cụ sau: a Trình biên dịch, 'javac' Cú pháp: javac [options] sourcecodename.java b Trình thơng dịch, 'java' Cú pháp: java [options] classname c Trình dịch ngược, 'javap' javap dịch ngược bytecode in thông tin thuộc tính (các trường), phương thức lớp Cú pháp: javap [options] classname d Công cụ sinh tài liệu, 'javadoc' Tiện ích cho phép ta tạo tệp HTML dựa lời giải thích mã chương trình (phần nằm cặp dấu /* */) Cú pháp: javadoc [options] sourcecodename.java e Chương trình tìm lỗi - Debug, 'jdb‘ Cú pháp: jdb [options] sourcecodename.java hay jdb -host -password [options] sourcecodename.java f Chương trình xem Applet , 'appletviewer‘ Cú pháp: appletviewer [options] url 1.3.2 Cấu trúc chương trình Java Phần đầu chương trình Java xác định thơng tin mơi trường Để làm việc này, chương trình chia thành lớp gói riêng biệt Những gói dẫn chương trình Thơng tin với trợ giúp lệnh “import” Mỗi chương trình có nhiều lệnh "import" Dưới ví dụ: import java awt.*; Lệnh khai báo sử dụng gói ‘awt’ Gói dùng để tạo đối tượng GUI Ở java tên thư mục chứa gói ‘awt’ Ký hiêu “*” tất lớp thuộc gói Trong java, tất mã, bao gồm biến cách khai báo nên thực phạm vi lớp Bởi vậy, khai báo lớp tiến hành sau lệnh "import" Một chương trình đơn giản có vài lớp Những lớp mở rộng thành lớp khác Mỗi lệnh kết thúc dấu chấm phẩy “;” Chương trình cịn bao gồm ghi chú, dẫn Khi dịch, chương trình dịch tự loại bỏ ghi Dạng lớp xác định sau: class classname { /* Đây dòng ghi chú*/ int num1,num2; // Khai báo biến với dấu phẩy biến Show() { // Method body statement (s); // Kết thúc dấu chấm phẩy } } “Token” đơn vị riêng lẻ, nhỏ nhất, có ý nghĩa trình biên dịch chương trình Java Một chương trình java tập hợp “token” Chương trình Java Chúng ta chương trình Java cổ điển với ứng dụng đơn giản Chương trình sau cho phép hiển thị thơng điệp: Chương trình 1.1 // This is a simple program called “First.java” class First { public static void main(String args[]) { System.out.println(“My first program in Java”); } } Tên file đóng vai trị quan trọng Java Chương trình biên dịch Java chấp nhận phần mở rộng java Trong Java, mã lệnh phải nằm lớp Bởi tên lớp tên file phải trùng Java phân biệt chữ hoa chữ thường Ví dụ tên file ‘First’ ‘first’ hai file khác Để biên dịch mã nguồn, ta sử dụng trình biên dịch javac Trình biên dịch xác định tên file nguồn dịng lệnh mơ tả đây: C:\jdk1.2.1\bin>javac First.java Trình biên dịch javac tạo file First.class chứa mã “bytecodes” Những mã chưa thể thực thi Để chương trình thực thi ta cần dùng trình thơng dịch “java interpreter” Lệnh thực sau: C:\jdk1.2.1\bin>java First Kết hiển thị sau: My first program in Java 1.3.3 Một số công cụ để biên tập chương trình Với cách biên tập thực chương trình khó khăn cho người lập trình Hiện có số mơi trường kết hợp (IDE) cho phép biên tập, dịch thực chương trình cách thuận lợi JEDPLUS JCREATOR, JBUILDER 9 Editor JEDPLUS gọn nhẹ giúp cho biên tập thực chương trình cách nhanh chóng, cách sử dụng giống editor NNLT Pascal C Editor JCREATOR tiện lợi JEDPLUS có khả tự động sinh số đoạn mã chương trình hỗ trợ tốt việc tra cứu helf Website Tốt cịn có chức hiển thị tham số phương thức giúp người lập trình đưa xác tham số JBUILDER hỗ trợ lập trình trực quan (Visual ) thiết kế Form theo kiểu rê thả sau chương trình tự sinh mã cho Form vừa thiết kế Giúp người lập trình tiết kiệm nhiều thời gian công sức để thiết kế Form 10 Chương 2: Giới thiệu số gói (pakage) Java II.1 Giới thiệu Nhân Java API thay phiên Nó gồm số package thơng dụng như: 2.1.1 java.lang Chứa lớp quan trọng ngôn ngữ Java Chúng bao gồm kiểu liệu ký tự, số nguyên,… Chúng chứa lớp làm nhiệm vụ xử lý lỗi lớp vào chuẩn Một vài lớp quan trọng khác String hay StringBuffer 2.1.2 java.applet Đây package nhỏ chứa lớp Applet Các Applet nhúng trang Web hay chạy appletviewer thừa kế từ lớp 2.1.3 java.awt Package gọi Abstract Window Toolkit (AWT) Chúng chứa lớp dùng để tạo giao diện đồ họa Một số lớp bên là: Button, GridBagLayout, Graphics 2.1.4 java.io Cung cấp thư viện vào chuẩn Chúng cho phép tạo quản lý dòng liệu theo nhiều cách 2.1.5 java.util Package cung cấp số cơng cụ hữu ích Một vài lớp package là: Date, Hashtable, Stack, Vector StringTokenizer 2.1.6 java.net Cung cấp khả giao tiếp với máy từ xa Cho phép tạo kết nối tới Socket URL 11 2.1.7 java.awt.event Chứa lớp, giao diện dùng để xử lý kiện chương trình chuột, bàn phím 2.1.8 java.rmi Cơng cụ để gọi hàm từ xa Chúng cho phép tạo đối tượng máy khác sử dụng đối tượng máy cục 2.1.9 java.security Cung cấp công cụ cần thiết để mã hóa đảm bảo tính an tồn liệu truyền máy trạm máy chủ 2.1.10 java.sql Package chứa Java DataBase Connectivity (JDBC), dùng để truy xuất sở liệu quan hệ Oracle, SQL Server, Trong trình phát triển Java cải tiến bố sung thêm số đặc trưng Các phiên trước Java thích hợp để viết ứng dụng nhỏ Web xây dựng ứng dụng chạy mạng để đảm nhiệm tồn cơng việc của cơng ty hệ thống phân tán Java đáp ứng yêu cầu 2.1.11 Swing Đây tập lớp giao diện dùng để tạo giao diện ứng dụng đồ họa 2.1.12 RMI RMI (Remote Method Invocation) cho phép ứng dụng gọi phương thức đối tượng máy khác cho phép giao tiếp với chúng  ... nhỏ nhất, có ý nghĩa trình biên dịch chương trình Java Một chương trình java tập hợp “token” Chương trình Java Chúng ta chương trình Java cổ điển với ứng dụng đơn giản Chương trình sau cho phép... Form 10 Chương 2: Giới thiệu số gói (pakage) Java II.1 Giới thiệu Nhân Java API thay phiên Nó gồm số package thông dụng như: 2.1.1 java. lang Chứa lớp quan trọng ngôn ngữ Java Chúng bao gồm kiểu... kiểu chương trình Java Chúng ta xây dựng loại chương trình Java sau: 1.2.1 Applets Applet chương trình tạo để sử dụng Internet thơng qua trình duyệt hỗ trợ Java IE hay Netscape Bạn dùng Java để xây