Java: архитектура и интерфейсы

Многим наверняка уже известно, что язык Java был разработан фирмой
Sun, как платформенно-независимый, переносимый, объектно-ориентированный язык для Internet и Intranet. Я не вижу особого смысла перечислять преимущества языка, его отличия от C++ - это уже описано в десятках книг и сотнях публикаций, как за рубежом, так и в нашей стране. Здесь мы остановимся на том, что представляет собой платформа Java сегодня, из каких компонентов она состоит и какие средства, доступны для разработчиков. Таким образом, по завершении данного цикла вы должны будете получить достаточно четкое представление о том, что предлагает фирма Sun, какими средствами разработки можно пользоваться, какие существуют компоненты и средства для их создания и как с помощью Java можно создавать корпоративные решения.

Технология Java
Технология Java обеспечивает разработчиков основой для создания решений, при разработке которых не нужно задумываться об операционной системе и аппаратной платформе, на которых эти решения будут функционировать. Часто используемое выражение "Написано однажды – работает везде" лучшим образом характеризует основное назначение этой технологии. Независимость от платформы достигается за счет того, что уникальные характеристики каждой из поддерживаемых Java 2 платформ, реализованы в виде оболочки, называемой
Java Runtime Environment (JRE). Во время создания приложения разработчик пишет код на языке Java так, как если бы в мире была бы всего одна программно/аппаратная платформа. Компилятор языка Java преобразует код в последовательность байт-кодов, которая будет выполняться на одной из платформ в рамках JRE.

Java Runtime Environment содержит специальные средства проверки кода, обеспечивающие надежность и защищенность программ, загрузчик классов, который динамически загружает классы в процессе выполнения и виртуальную машину Java (Java VM), которая выполняет последовательность байт-кодов, взаимодействую с конкретной операционной системой. Такой подходт освобождает разработчика от необходимости обращать внимания на специфику какой-то конкретной операционной системы и позволяет внедрять Java- приложения на более чем одной платформе. Компоненты JavaRuntime Environment показаны на следующей диаграмме.

[pic]

То, что язык Java за короткое время стал одним из самых популярных коммерческих объектно-ориентированных языков программирования, помогает распространению технологии Java и подтверждается тем, что в настоящее время этот язык использует около 1 млн. разработчиков (80% из них создает кросс- платформенные приложения), продукты для Java выпускают сотни фирм, а число копий JDK, загруженных с сайта фирмы Sun, превысило 2.5 млн.
Платформа Java 2

Платформа Java 2 (Java Development Kit 1.2), объявленная фирмой Sun в декабре 1998 года, представляет собой физическую реализацию технологии
Java. Собственно говоря, она заключена в небольшом по объему файле и состоит из следующих основных компонентов:
. Средства разработки на Java – редактор, компилятор, отладчик и средство для документации Java API
. Богатый набор Java-библиотек и базовых классов (foundation classes), которые используются для создания графических интерфейсов, доступа к базам данных, реализации сетевых функций, разработки приложений, работающих с несколькими языками и т.п.
. Java 2 Runtime Environment – средство для динамической загрузки Java- классов, их проверки и выполнения Java-байт-кода.

Архитектура платформы Java 2 показана на следующей диаграмме.
[pic]

Изначально, Sun выпустила Java 2 Runtime Environment для следующих платформ: Solaris, Windows NT Server 4.0 и Windows 95/98. В ближайшие месяцы поставщики других платформ выпустят соответствующие JRE. Таким образом, Java 2 будет реализована на следующих платформах:
|AIX |Digital UNIX |HP-UX |
|IRIX |Linux |Mac OS |
|NetWare |OpenServer |OpenVMS |
|OS/2 |OS/390 |RISC-OS |
|Solaris |Windows 95 |Windows 98 |
|Windows NT |Windows NT-Alpha |UnixWare |
| |(DEC) | |

Java 2 в деталях

Давайте рассмотрим состав Java 2 более подробно. Я выделил три основных компонента - средства разработки на Java, набор Java-библиотек и базовых классов и Java 2 Runtime Environment.
Средства разработки на Java

В состав JDK 1.2 входит большое число утилит, которые можно подразделить на несколько категорий:
. Базовые утилиты
. RMI-утилиты
. Средства для локализации приложений
. Средства для защиты приложений
. IDL-утилиты
Базовые утилиты

Утилиты, относящиеся к этой категории, служат основой Java Development
Kit. Они используются для компиляции и отладки создаваемых Java-приложений.
К базовым утилитам относятся:
|javac |Компилятор языка Java |
|java |Загрузчик Java-приложений. Используется и в стадии |
| |разработки, и в стадии внедрения приложений |
|javadoc |Генератор документации для API |
|appletviewer |Утилита для запуска и отладки приложений без |
| |использования web-браузера |
|jar |Утилита для управления Java Archive (JAR)-файлами |
|jdb |Отладчик Java-приложений. |
|javah |Генератор заголовочных файлов и заголушек для языка C |
|javap |Дизассемблер Java-классов |
|extcheck |Утилита для обнаружения конфликов между JAR-файлами |

RMI-утилиты

Утилиты, относящиеся к этой категории, используются для создания приложений, взаимодействующих между собой по Internet или другим типам сетей. К таким утилитам относятся:

|rmic |Утилита для генерации заглушек и скелетов для удаленных |
| |объектов |
|rmiregistry |Утилита для регистрации удаленных объектов |
|rmid |Средство системной активации RMI |
|serialver |Возвращает serialVersionUID.для данного класса |

Средства для локализации приложений

К средствам для локализации приложений относится утилита native2ascii, выполняющая преобразование текста в Unicode Latin-1.
Средства для защиты приложений

Утилиты, относящиеся к этой категории, используются для задания уровней защиты и создания приложений, который работают на удаленных узлах.
К таким утилитам относятся:
|keytool |Средство для управления сертификатами |
|jarsigner |Утилита для генерации и проверки цифровых подписей в |
| |JAR-файлах |
|policytool |Графическое средство для управления файлами доступа |

IDL-утилиты

Утилиты, относящиеся к этой категории, используются при создании приложений, использующих CORBA для доступа к базам данных. К таким утилитам относятся:

|tnameserv |Обеспечивает доступ к сервисам имен (naming service) |
|Idltojava |Создает java-файлы для интерфейсов OMG IDL и позволяет |
| |приложениям, написанным на языке Java, использовать |
| |функциональность CORBA |

Набор Java-библиотек и базовых классов

Ядром Java 2 является библиотека классов Java Foundation Classes (JFC) версии 1.1, предназначенная для создания графических интерфейсов Java- приложений. В ее состав входят собственно библиотека JFC версии 1.1
(которая была доступна для JDK 1.1 с февраля прошлого года) и следующие интерфейсы:
. Abstract Windowing Toolkit (AWT)
. Swing
. Java 2D
. Drag and Drop
. Accessibility
Архитектура Java Foundation Classes показана на следующей диаграмме.
[pic]

Abstract Windowing Toolkit позволяет создавать программы с графическими интерфейсами, независящими от конкретной платформы. Более того, программный интерфейс AWT намного проще и понятнее программных интерфейсов Windows, Motif или OS/2. В JDK 1.2 было добавлено много новых классов и интерфейсов, включая поддержку функций рисования, вывода на принтер, обработки изображений и поддержки Drag and Drop и Java 2D.