Nauka Javy. Wprowadzenie do tworzenia aplikacji do rzeczywistych zastosowań. Wydanie V - ebook

Twórcy Javy od początku historii tego języka śmiało wprowadzali kolejne awangardowe innowacje, a pisane w niej aplikacje miały swój udział w napędzaniu internetowego postępu. Obecnie Java jest uważana za najpopularniejszy język programowania na świecie, a miliony deweloperów wciąż tworzą za jej pomocą oprogramowanie dla niemal każdego urządzenia wyposażonego w procesor. Java jest wyjątkowo wszechstronnym narzędziem: pozwala napisać zarówno prostą aplikację mobilną, jak i złożony system internetowy. Pozostaje przy tym stosunkowo prosta w nauce - co sprawia, że jest idealnym językiem dla początkujących, którzy mają ambicję dojścia do profesjonalnego poziomu.

Ta książka jest praktycznym przewodnikiem dla każdego, kto chce zdobyć doświadczenie w tworzeniu rzeczywistych aplikacji w Javie. To również znakomity kurs programowania obiektowego dla początkujących, umożliwiający gruntowne zrozumienie podstaw języka Java i jego interfejsów API. Wyczerpująco opisano tu biblioteki klas, techniki programowania oraz idiomy. Nie zabrakło zaawansowanych zagadnień, takich jak wyrażenia lambda czy serwlety. W tym przejrzanym i zaktualizowanym wydaniu ujęto zmiany wprowadzone zarówno w wersji 11 Javy, jak i w przeglądowych wersjach 12, 13 i 14. Przedstawiono więc takie nowości jak interferencja typów w typach sparametryzowanych, ulepszenia w obsłudze wyjątków czy nowe środowisko testowe jshell.

W książce między innymi:

• przygotowanie środowiska pracy i konfiguracja przydatnych narzędzi
• typy, instrukcje, wyrażenia oraz obiekty w Javie
• obsługa wątków i pakiet współbieżności Javy
• błędy i wyjątki
• interfejs API wyrażeń regularnych
• tworzenie zaawansowanych aplikacji i usług sieciowych

Java: niezawodny kod, aplikacja, która działa!

Przedmowa 11

1. Nowoczesny język 17

• Java 17
  
  • Pochodzenie Javy 18
  • Okres dojrzewania 19
• Maszyna wirtualna 20
• Java a inne języki programowania 23
• Bezpieczeństwo projektowania 26
  
  • Upraszczaj, upraszczaj i jeszcze raz upraszczaj 26
  • Bezpieczeństwo typów i wiązanie metod 27
  • Realizacja przyrostowa 28
  • Dynamiczne zarządzanie pamięcią 28
  • Obsługa błędów 29
  • Wątki 30
  • Skalowalność 30
• Bezpieczeństwo implementacji 31
  
  • Weryfikator 32
  • Ładowarka klas 33
  • Zarządca bezpieczeństwa 34
• Bezpieczeństwo na poziomie aplikacji i użytkownika 35
• Harmonogram Javy 35
  
  • Przeszłość: Java 1.0 - Java 11 36
  • Teraźniejszość: Java 14 38
  • Przyszłość 39
  • Dostępność 40

2. Pierwsza aplikacja 41

• Narzędzia i środowisko Javy 41
  
  • Instalowanie JDK 42
  • Instalowanie OpenJDK w systemie Linux 43
  • Instalowanie OpenJDK w systemie macOS 43
  • Instalowanie OpenJDK w systemie Windows 44
  • Konfigurowanie środowiska IntelliJ IDEA i tworzenie projektu 46
  • Uruchomienie projektu 50
  • Pobieranie przykładów kodu 51
• HelloJava 51
  
  • Klasy 54
  • Metoda main() 55
  • Klasy i obiekty 56
  • Zmienne i typy klasowe 56
  • HelloComponent 57
  • Dziedziczenie 58
  • Klasa JComponent 59
  • Relacje i szukanie winnego 59
  • Pakiety i importowanie 60
  • Metoda paintComponent() 62
• HelloJava2: drugie podejście 63
  
  • Zmienne instancyjne 64
  • Konstruktory 65
  • Zdarzenia 67
  • Metoda repaint() 69
  • Interfejsy 70
• Żegnaj i ponownie witaj 71

3. Narzędzia pracy 73

• Środowisko JDK 73
• Maszyna wirtualna Javy 74
• Uruchamianie aplikacji Javy 74
  
  • Właściwości systemowe 76
• Ścieżka klas (classpath) 76
  
  • Narzędzie javap 78
  • Moduły 78
• Kompilator Javy 78
• Natychmiastowe sprawdzanie działania kodu Javy 80
• Pliki JAR 85
  
  • Kompresja plików 85
  • Narzędzie jar 86
  • Narzędzie pack200 88
• Czas przygotowań 89

4. Język Java 91

• Kodowanie tekstu 92
• Komentarze 94
  
  • Komentarze javadoc 94
• Zmienne i stałe 96
• Typy 98
  
  • Typy proste 99
  • Typy referencyjne 103
  • Inferencja typów 104
  • Przekazywanie referencji 105
  • Kilka słów na temat obiektów String 106
• Instrukcje i wyrażenia 106
  
  • Instrukcje 107
  • Wyrażenia 115
• Tablice 120
  
  • Typy tablicowe 121
  • Tworzenie i inicjowanie tablicy 121
  • Używanie tablic 123
  • Tablice anonimowe 125
  • Tablice wielowymiarowe 125
• Typy, klasy i tablice, o rany! 127

5. Obiekty w Javie 129

• Klasy 129
  
  • Deklarowanie klas i tworzenie ich instancji 131
  • Uzyskiwanie dostępu do pól i metod 132
  • Składowe statyczne 137
• Metody 139
  
  • Zmienne lokalne 140
  • Przesłanianie 141
  • Metody statyczne 142
  • Inicjowanie zmiennych lokalnych 144
  • Przekazywanie argumentów i referencje 145
  • Klasy opakowujące dla typów prostych 146
  • Przeciążanie metod 148
• Tworzenie obiektów 149
  
  • Konstruktory 150
  • Praca z konstruktorami przeciążonymi 151
• Niszczenie obiektów 152
  
  • Mechanizm odzyskiwania pamięci 153
• Pakiety 154
  
  • Importowanie klas 154
  • Pakiety niestandardowe 156
  • Widoczność i dostępność składowych 157
  • Kompilowanie pakietów 159
• Zaawansowane projektowanie klas 160
  
  • Tworzenie podklas i dziedziczenie 160
  • Interfejsy 165
  • Klasy wewnętrzne 167
  • Anonimowe klasy wewnętrzne 168
• Organizowanie zawartości i uwzględnianie występowania błędów 170

6. Obsługa błędów i rejestrowanie 173

• Wyjątki 174
  
  • Klasy błędów i wyjątków 174
  • Obsługa wyjątków 176
  • Bąbelkowanie 179
  • Ślady stosu 180
  • Wyjątki sprawdzane i niesprawdzane 181
  • Rzucanie wyjątków 182
  • Kłopotliwe try 185
  • Klauzula finally 186
  • try-with-resources 186
  • Kwestie związane z wydajnością 188
• Asercje 188
  
  • Włączanie i wyłączanie asercji 189
  • Używanie asercji 190
• API rejestrowania 191
  
  • Przegląd 191
  • Poziomy rejestrowania 193
  • Prosty przykład 194
  • Właściwości konfiguracyjne rejestrowania 195
  • Klasa Logger 197
  • Wydajność 197
• Wyjątki w praktyce 198

7. Kolekcje oraz typy i metody sparametryzowane 199

• Kolekcje 199
  
  • Interfejs Collection 200
  • Typy kolekcji 201
  • Interfejs Map 202
• Ograniczenia typów 204
  
  • Kontenery, czyli budowanie lepszej pułapki na myszy 205
  • Czy kontenery można naprawić? 206
• Wprowadzenie do typów i metod sparametryzowanych 206
  
  • Kilka słów o typach 209
• "Łyżka nie istnieje" 210
  
  • Wymazywanie 210
  • Typy surowe 212
• Relacje typów sparametryzowanych 213
  
  • Dlaczego Listnie jest typem List
• Rzutowania 216
  
  • Konwertowanie między kolekcjami a tablicami 217
  • Iterator 217
• Działanie metody sort() 218
• Aplikacja: drzewa na planszy 219
• Podsumowanie 220

8. Praca z tekstem i podstawowe narzędzia 223

• Łańcuchy znaków - klasa String 223
  
  • Konstruowanie łańcuchów znaków 224
  • Tekstowe reprezentacje z różnych elementów 225
  • Porównywanie łańcuchów znaków 226
  • Wyszukiwanie 227
  • Podsumowanie metod klasy String 227
• Różne elementy z tekstowych reprezentacji 229
  
  • Parsowanie liczb prostych 229
  • Tokenizacja tekstu 230
• Wyrażenia regularne 232
  
  • Notacja wyrażeń regularnych 232
  • Interfejs API java.util.regex 238
• Narzędzia matematyczne 242
  
  • Klasa java.lang.Math 243
  • Duże i dokładne liczby 246
• Daty i godziny 248
  
  • Lokalne daty i godziny 248
  • Porównywanie oraz zmiana dat i godzin 249
  • Strefy czasowe 250
  • Parsowanie i formatowanie dat i godzin 251
  • Błędy parsowania 253
  • Znaczniki czasu 254
• Inne przydatne narzędzia 254

9. Wątki 257

• Wprowadzenie do wątków 258
  
  • Klasa Thread i interfejs Runnable 258
  • Sterowanie wątkami 261
  • "Śmierć" wątku 266
• Synchronizacja 268
  
  • Szeregowanie dostępu do metod 268
  • Uzyskiwanie dostępu do zmiennych klasowych i instancyjnych z wielu wątków 273
• Planowanie i priorytety 274
  
  • Stany wątku 275
  • Podział czasu 276
  • Priorytety 277
  • Oddawanie sterowania 278
• Wydajność wątków 279
  
  • Koszt synchronizacji 279
  • Wykorzystywanie zasobów wątku 279
• Narzędzia do obsługi współbieżności 280

10. Aplikacje desktopowe 283

• Przyciski, suwaki oraz pola tekstowe, o rety! 284
  
  • Hierarchie komponentów 284
  • Architektura Model-Widok-Kontroler 284
  • Etykiety i przyciski 286
  • Komponenty tekstowe 292
  • Inne komponenty 299
• Kontenery i układy 303
  
  • Ramki i okna 303
  • Klasa JPanel 305
  • Menedżery układu 306
• Zdarzenia 314
  
  • Zdarzenia myszy 315
  • Zdarzenia działań 318
  • Zdarzenia zmian 320
  • Inne zdarzenia 321
• Okna modalne i wyskakujące okienka 322
  
  • Okna dialogowe z komunikatami 322
  • Okna dialogowe z potwierdzeniem 325
  • Okna dialogowe z danymi wejściowymi 326
• Rozważania na temat obsługi wątków 326
  
  • Klasa SwingUtilities i aktualizacje komponentów 327
  • Minutniki 330
• Kolejne kroki 332
  
  • Menu 333
  • Preferencje 335
  • Komponenty niestandardowe oraz Java2D 335
  • JavaFX 335
• Interfejs użytkownika i doświadczenie użytkownika 336

11. Obsługa sieci i operacje we-wy 337

• Strumienie 337
  
  • Podstawowe operacje we-wy 339
  • Strumienie znaków 341
  • Klasy opakowujące dla strumieni 342
  • Klasa java.io.File 346
  • Strumienie plików 351
  • Klasa RandomAccessFile 353
• Interfejs API plików NIO 354
  
  • Klasy FileSystem i Path 355
  • Operacje interfejsu plików NIO 356
• Pakiet NIO 360
  
  • Asynchroniczne operacje we-wy 360
  • Wydajność 361
  • Pliki zmapowane i zablokowane 361
  • Kanały 361
  • Bufory 362
  • Kodery i dekodery znaków 365
  • FileChannel 367
• Programowanie sieciowe 370
• Gniazda 372
  
  • Klienty i serwery 373
  • Klient DateAtHost 376
  • Gra rozproszona 378
• Więcej do odkrycia 387

12. Programowanie aplikacji internetowych 389

• Adresy URL 389
• Klasa URL 390
  
  • Strumień danych 391
  • Pobieranie zawartości jako obiektu 392
  • Zarządzanie połączeniami 393
  • Procedury obsługi w praktyce 394
  • Przydatne frameworki procedur obsługi 394
• Komunikacja z aplikacjami internetowymi 395
  
  • Korzystanie z metody GET 395
  • Korzystanie z metody POST 396
  • Obiekt HttpURLConnection 399
  • SSL i bezpieczna komunikacja internetowa 400
• Aplikacje internetowe Javy 400
  
  • Cykl życia serwletu 402
  • Serwlety 402
  • Serwlet HelloClient 404
  • Odpowiedź serwletu 405
  • Parametry serwletu 406
  • Serwlet ShowParameters 408
  • Zarządzanie sesjami użytkowników 409
  • Serwlet ShowSession 410
• Kontenery serwletów 412
  
  • Konfigurowanie za pomocą pliku web.xml oraz adnotacji 413
  • Mapowania wzorców adresów URL 416
  • Wdrażanie serwletu HelloClient 416
• WWW - sieć na cały świat rozległa 417

13. Rozszerzanie Javy 419

• Wydania Javy 419
  
  • JCP i JSR 420
• Wyrażenia lambda 420
  
  • Modernizacja kodu 421
• Rozszerzanie Javy poza podstawowe funkcjonalności 426
• Końcowe podsumowanie i kolejne kroki 427

A. Przykłady kodu i program IntelliJ IDEA 429

Słowniczek 443