Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός, Εφαρμογές με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού JAVA

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
====== Το περιβάλλον μεταγλώττισης και εκτέλεσης Java (JRE/JDK) ======

H Java είναι μία γλώσσα **υψηλού επιπέδου** η οποία όταν μεταγλωττίζεται παράγεται ένας ιδιαίτερος τύπος κώδικα **χαμηλού επιπέδου** που ονομάζεται [[wp>Java_bytecode|Java Byte Code]]. Το [[wp>Java_bytecode|Java Byte Code]] ομοιάζει με assembly με την ιδιαιτερότητα όμως ότι δεν συμπίπτει με κάποια υφιστάμενη αρχιτεκτονική υπολογιστή. Ο κώδικας αυτός είναι εύκολο να μεταγλωττιστεί και να εκτελεστεί σε πραγματικό χρόνο από μία εικονική μηχανή εκτέλεσης κώδικα (Virtual Machine) στην γλώσσα μηχανής του κάθε υπολογιστή. Η διαδικασία μεταγλώττισης και εκτέλεσης ψευδο-κώδικα σε πραγματικό χρόνο ονομάζεται [[wp>Just-in-time_compilation]].

Το κώδικας που προκύπτει από την μεταγλώττιση των προγραμμάτων Java, απαιτεί για την εκτέλεση του μία  μηχανή εκτέλεσης κώδικα ([[wp>Java_bytecode|Java Byte Code]]), το λεγόμενο [[wp>Java_virtual_machine| Java Virtual Machine (JVM)]]. To [[wp>Java_virtual_machine| JVM ]] είναι μία εικονική μηχανή εκτέλεσης κώδικα (για αυτό και ο όρος Virtual). H μηχανή JVM δεν υλοποιείται σε υλισμικό (hardware) αλλά σε λογισμικό (software).

Αν και η δομή του [[wp>Java_bytecode|Java Byte Code]] επιτρέπει την γρήγορη εκτέλεση του κώδικα **Java** σε οποιαδήποτε αρχιτεκτονική. Παρ' όλα αυτά, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι καθώς  εμπλέκεται λογισμικό στην εκτέλεση του κώδικα (//αντί για εκτέλεση απευθείας πάνω στο υλισμικό//), η γλώσσα Java δεν μπορεί παρά να είναι πιο αργή στην εκτέλεση της από οποιαδήποτε γλώσσα που εκτελείται απευθείας στο hardware, όπως οι C/C++. Από την άλλη, τα σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα είναι αρκετά ισχυρά, ώστε μπορούν να καλύψουν το επιπλέον υπολογιστικό κόστος που εισάγει η μηχανή **JVM** για τις περισσότερες εφαρμογές.

Στα παρακάτω σχήματα απεικονίζεται η διαδικασία μεταγλώττισης και εκτέλεσης ενός προγράμματος **Java**. O κώδικας Java μεταγλωττίζεται σε διαδικά αρχεία **.class** τα οποία είναι εκτελέσιμα από το JVM. To JVM μπορεί να εκτελεστεί σε υπολογιστές διαφορετικής αρχιτεκτονικής. Συμπερασματικά, το ίδιο εκτελέσιμο αρχείο **.class** μπορεί να εκτελεστεί σε υπολογιστές διαφορετικής αρχιτεκτονικής, χωρίς να απαιτηθεί η επαναμεταγλώττιση του.

| {{:java:java-code-lifecycle1.gif?450 |}}  |  {{:java:java-code-lifecycle2.gif?430 |}} |

|{{:java:java-code-lifecycle3.gif? |}} |

| Στην παρακάτω εικόνα απεικονίζεται η διάκριση μεταξύ της εκτέλεσης ενός κώδικα **C/C++** και ενός κώδικα **Java**. | {{:java:java_vs_c_.png?500 |}} |

<WRAP important round>
Κάθε μεταγλωττιστής Java μεταγλωττίζει κώδικα για συγκεκριμένη έκδοση της γλώσσας. Εάν χρησιμοποιήσετε ένα JVM παλαιότερης έκδοσης (π.χ. Java 7) για να εκτελέσετε κώδικα που έχει μεταγλωττιστεί με χρήση compiler νεότερης έκδοσης (π.χ. Java 8) τότε καταλήγετε σε αποτυχία εκτέλεσης λόγω ασυμβατότητας μεταξύ του μεταγλωττισμένου κώδικα και της μηχανής με την οποία επιχειρείτε να τον εκτελέσετε.

Αντίθετα εάν επιχειρήσετε να εκτελέσετε κώδικα μεταγλωττισμένο από compiler παλαιότερης έκδοσης (π.χ. Java 7) σε μηχανή νεότερης έκδοσης (π.χ. Java 8) τότε το πρόγραμμα σας θα εκτελεστεί κανονικά. Ισχύει δηλαδή η αρχή της συμβατότητας προς τα πίσω, όχι όμως και το αντίστροφο.
</WRAP>

==== Το περιβάλλον εκτέλεσης - Java Runtime Environment ====

|{{ :java:jre-stack.png?300|}}|

To περιβάλλον εκτέλεσης οποιουδήποτε προγράμματος Java (το λεγόμενο JRE) αποτελείται από τα εξής:
  - Java Virtual Machine (JVM)
  - Java API classes (standard βιβλιοθήκη της Java)

Χωρίς τα δύο παραπάνω κανένα πρόγραμμα Java δεν μπορεί να εκτελεστεί.

===== Το περιβάλλον μεταγλώττισης =====

Το περιβάλλον μεταγλώττισης αποτελείται από το Java compiler (**javac**). Κάθε κλάση στη Java οφείλει να είναι ένα αυτόνομο αρχείο, του οποίου το όνομα να είναι ίδιο με το όνομα της κλάσης ακολουθούμενο από την κατάληξη **.java**. Για παράδειγμα, η κλάση **FirstProgram** πρέπει να είναι σε ένα αρχείο με όνομα **FirstProgram.java**. 

Κάθε κλάση μεταγλωττίζεται με την εντολή **javac** ακολουθούμενη από το όνομα του αρχείου όπου βρίσκεται η κλάση, δηλ
<code>
javac FirstProgram.java
</code>

Το αποτέλεσμα είναι ένα πρόγραμμα byte-code του οποίου το όνομα αρχείου είναι το ίδιο με το όνομα της κλάσης ακολουθούμενο από την κατάληξη **.class**, για το παραπάνω παράδειγμα, το εκτελέσιμο αρχείο έχει όνομα **FirstProgram.class**.

===== Το πρώτο μου πρόγραμμα =====

<code java MyFirstProgram.java>

public class MyFirstProgram {
  public static void main(String args[]) {
    if( args.length > 0 ) {
      System.out.print("Hello ");
      System.out.print(args[0]);
      System.out.println("! Welcome to Java world.");
    }
    else {
      System.out.println("Hello! Welcome to Java world.");
    }
  }
}
</code>

Ο παραπάνω κώδικας μεταγλωττίζεται ως εξής: 
<code>
javac MyFirstProgram.java
</code>

και εκτελείται ως εξής: 
<code>
java MyFirstProgram
ή 
java MyFirstProgram <YourName>
</code>

Παρατηρήστε ότι κατά την μεταγλωττίζουμε και εκτελούμε καλώντας το όνομα της κλάσης. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εκτέλεση ενός προγράμματος Java είναι η ύπαρξη της μεθόδου **main** μέσα στην κλάση την οποία επιχειρούμε να εκτελέσουμε. Η μέθοδος **main** ορίζεται ως εξής:

<code java>
public static void main(String args[]) {
   ... 
   σώμα της main 
   ...
}
</code>

όπου ''String args[]'' είναι ένας πίνακας από ορίσματα τύπου [[ http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/String.html |java.lang.String]], τα οποία λαμβάνει το πρόγραμμα από την γραμμή εντολών. Αναλυτικότερα τα ορίσματα έχουν ως εξής.
  - args[0]: το 1ο όρισμα
  - args[1]: το 2ο όρισμα
  - args[N-1]: το N-οστό όρισμα.

<WRAP center round todo 60%>
Κατεβάστε και τρέξτε το παραπάνω αρχείο ακολουθώντας τις παραπάνω οδηγίες μεταγλώττισης και εκτέλεσης.
</WRAP>

===== Garbage Collection =====

Μία από τις βασικές ιδιότητες τις Java είναι ότι ο προγραμματιστής δεν απαιτείται να ασχοληθεί με την δέσμευση και κυρίως με την αποδέσμευση μνήμης στο πρόγραμμα του. Η Java δεσμεύει μνήμη δυναμικά για όλα τα αντικείμενα που δημιουργεί και αποδεσμεύει την μνήμη αυτόματα μέσω ενός μηχανισμού που ονομάζεται //Garbage Collector//. Ο μηχανισμός αυτός έχει την δυνατότητα να αναλύει την δομή της δεσμευμένης μνήμης κάθε προγράμματος και να εντοπίζει τα αντικείμενα που δεν είναι πλέον σε χρήση. Για τα αντικείμενα αυτά αποδεσμεύει την μνήμη που καταλαμβάνουν. Ο μηχανισμός αυτός δεν ελέγχεται από τον προγραμματιστή, συνήθως πρόκειται για ένα ξεχωριστό thread το οποίο εκτελείται για κάθε εκτελούμενο Java πρόγραμμα σε τακτά χρονικά διαστήματα.

Δείτε περισσότερα [[ java:objects#Garbage Collection|εδώ]] και [[http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%CF%85%CE%BB%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CE%B1%CF%80%CE%BF%CF%81%CF%81%CE%B9%CE%BC%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD_%28%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AD%CF%82%29|εδώ]].

|Προηγούμενο: [[java:install|Εγκατάσταση του περιβάλλοντος ανάπτυξης JDK ]] | Επόμενο: [[java:introduction|Εισαγωγή στην γλώσσα προγραμματισμού Java]]|
Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός, Εφαρμογές με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού JAVA

User Tools

Site Tools

Page Tools
