Internet програмиране с Java

Категория: Интернет

Етикети: Java

неделя, 10 Февруари 2002 0:00ч

Допреди десетина години беше разпространено схващането, че езикът Java служи единствено за създаване на аплети. Това беше в голяма степен вярно, защото Java първоначално беше планиран точно за това, използването му за други цели започна по-късно. Развитието на езика през последните 5-6 години обаче коренно промени ролята му в света на програмирането и Java стана една от най-популярните платформи за разработка на корпоративни софтуерни системи. Аплетите, въпреки че вече не заемат централна част в Java платформата, все още си остават една интересна насока в Internet програмирането, която си струва да разгледаме.
Преди да пристъпим към повече детайли, трябва да си изясним какво е Java аплет. Аплетът е компилирана програма на Java, която се вгражда като обект в обикновена Web страница и се изпълнява от Web браузъра по време на разглеждането на тази страница. Аплетите се вграждат в Web-страниците по начин, подобен на вграждането на картинки, но за разлика от тях те не са просто графични изображения, а програми, които използват правоъгълната област, която брaузърът им е дал, за графичния си потребителски интерфейс. Аплетите притежават почти цялата мощ, която ни дава Java платформата, но с известни ограничения, предизвикани главно от съображения за сигурност. За да се осигури безопасността на потребителя, на аплетите е позволено да извършват само операции, които не могат да осъществят достъп до потребителската информация на машината, на която се изпълняват. Аплетите представляват компилирана Java програма във вид на .class файл или съвкупност от компилирани Java класове, записани в .jar файл. Както знаем, всички Java програми се изпълняват от Java виртуална машина (JVM) и затова браузърите, които поддържат аплети, имат вградена в себе си или допълнително инсталирана виртуална машина. При отварянето на HTML документ с аплети браузърът зарежда Java виртуалната си машина и стартира аплетите в нея.
В повечето случаи Java аплетите наследяват класа java.applet.Applet и припокриват методите му за инициализация и за изобразяване на екрана - съответно init() и paint(). В метода paint() аплетът изобразява графично на екрана текущото си състояние, използвайки стандартните средства на Java за създаване на графичен потребителски интерфейс - AWT (Abstract Window Toolkit). Тези средства се намират в пакета java.awt и ще бъдат разгледани по-късно. Да разгледаме един съвсем прост аплет:
import java.applet.Applet;
import java.awt.Graphics;

public class HelloWorldApplet extends Applet {
public void paint(Graphics g) {
g.drawString(“Hello world!”, 50, 25);
}
}
В този пример единственото, което прави аплетът, е в метода си за изобразяване на екрана да чертае текст в областта, която му е дадена от браузъра на позиция (50, 25) с шрифта по подразбиране. Създаването на аплета HelloWorldApplet.java и компилирането му до .class файл не е достатъчно, за да може той да се изпълни. За разлика от нормалните Java програми аплетите не е задължително да имат main() метод. За да видим резултата от нашия аплет, трябва да направим Web страница, в която да го вмъкнем като обект. Ето един пример как става това:

This is the applet:

width=”150" height=”50">

Използвахме HTML тага , в който зададохме името на класа, който искаме да вмъкнем като обект, както и размерите на областта от Web страницата, която му се предоставя. Ако запишем този HTML код във файла index.html и отворим този файл с Internet Explorer, ще получим резултат, подобен на следния:
Друг начин да изпълним аплета ни дава програмата appletviewer, която е включена към стандартната инсталация на JDK. С нея също можем да изпълняваме аплети, но за разлика от стандартния браузър, appletviewer дава повече права на аплета и работи с текущата версия на JDK. Като параметър appletviewer приема име на HTML файл, който съдържа аплет. Въпросът с версиите на JDK и съвместимостта оставяме за по-нататък, а сега нека навлезем в повече детайли относно това как се създават аплети.
Класът java.applet.Applet е базов за всички аплети и е наследник на java.awt.Panel. Следователно той представлява AWT контейнер и може да се използва за поставяне на различни AWT компоненти с цел изграждане на потребителски интерфейс. Освен за това той може да се използва също и за директно рисуване със средствата на AWT, както това е направено в горния пример. Класът java.applet.Applet дава базовата функционалност на аплетите и предоставя на наследниците си методи за взаимодействие с браузъра и външния свят. Да проследим жизнения цикъл на един аплет - какво се случва от момента на зареждане на HTML страницата с аплета до момента, в който се затвори браузърът или се премине на друга страница. Първоначално браузърът чете HTML документа и намира таговете. За всеки от тях намира и зарежда клас файла, който е указан, инстанцира го в Java виртуалната си машина и започва да го изпълнява. Изпълнението на аплет се състои в следното: извиква се init() методът. Извиква се start() методът. Докато аплетът работи, браузерът му подава всички събития, предназначени за него, и го оповестява, когато е необходимо да се пречертае поради някаква причина. Събитията, отнасящи се до аплета, като кликване с мишката, натискане на клавиш и др., се подават на метода handleEvent(), който извършва необходимото те да се обработят от AWT контролата, за която са предназначени. Събитията за пречертаване възникват, когато се промени видимата част от аплета, например при скролиране на документа или при засичане на аплета с друг прозорец. Обработчикът на тези събития предизвиква извикване на метода paint(), при изпълнението на който аплетът е длъжен да се пречертае. При приключване на изпълнението на аплета браузърът извиква последователно методите stop() и destroy(). Методът init() се извиква еднократно след като аплетът е инстанциран, т.е. е създаден като обект във виртуалната машина на браузъра. В него аплетът може да създаде контролите от потребителския си интерфейс, да направи някои инициализации и всичко останало, което трябва да се изпълни еднократно, преди аплетът да е стартиран. Методът start() се вика след инициализацията и след рестартиране на аплета. За разлика от init() методът start() може да се извика повече от веднъж. Методът stop() се извиква, когато браузърът напуска страницата, в която е зареден аплетът. След stop() всички нишки на аплета минават в състояние на пауза. При връщане обратно в страницата с аплета се вика start(). Трябва да отбележим, че повечето браузъри реализират по различен start() и stop() методите и затова използването им трябва да става внимателно, а при възможност да се избягва. Методът destroy() се извиква еднократно преди аплетът да се унищожи от браузъра.
AWT представлява платформено независима библиотека от класове, която позволява създаване на графичен потребителски интерфейс с Java и дава цялостен компонентно-ориентиран framework за създаване на приложения, които използват графика и взаимодействат активно с потребителя. Този framework ни предоставя стандартен начин за работа с графични компоненти като бутони, текстови полета, картинки, текст и т.н., а също и механизъм за обработка на събитията, възникнали в резултат от взаимодействието между потребителя и програмата, като например щракване с мишката, вход от клавиатурата и т.н. Библиотеката AWT е толкова голяма, че за подробното й описание е необходимо много повече пространство от това, с което разполагаме. Затова без да претендираме за пълнота, ще направим само едно кратко частично въведение в AWT, и то главно за да изясним това, което ни е необходимо, за да пишем аплети. Подробно описание на библиотеката може да се намери на сайта на курса “Интернет програмиране с Java” http://inetjava.sourceforge.net, а също и в документацията на JDK.
Координатната система на аплет с размери sizeX и sizeY започва от позиция (0,0), която отговаря на горния му ляв ъгъл и завършва в позиция (sizeX-1, sizeY-1), която отговаря на долния му десен ъгъл. Изобразяването на графични обекти става чрез класа java.awt.Graphics, обект от който се подава на paint() метода на аплета. Всеки Graphics обект има сбоя собствена координатна система и всеки AWT графичен компонент има свой-собствен Graphics обект, чрез който реализира визуализацията си. Класът Graphics ни дава методи за чертане на основните графични обекти като линии, правоъгълници, елипси, запълнени многоъгълници, текст с различни шрифтове и много други. Описание на методитe, с които се чертаят тези обекти (drawLine(), drawRect(), fillRect(), clearRect(), drawOval(), fillOval(), drawArc(), fillArc(), drawPolygon(), fillPolygon() и т.н.) може да се намери в документацията. Освен директното чертане на геометрични фигури, AWT позволява и изобразяване на картинки, зарадени от GIF или JPEG файл. За целта се използва класът java.awt.Image и методът на класа Graphics drawImage(), който има няколко варианта с различни входни параметри. Най-лесният начин за зареждане на картинка в Image обект се дава от метода getImage() на класа Applet, който приема URL като параметър. Ето един пример как можем да заредим картинка:
URL imageURL = new URL(
“http://www.nakov.com/images/dot.jpg”);
java.awt.Image img = this.getImage(imageURL);
За да начертаем върху аплета заредената картинка, можем да използваме следния код:
public void paint(Graphics g) {
g.drawImage(img, 20, 10, this);
}
Ако искаме да начертаем картинката с променени размери, можем да използваме отново метода drawImage(), но с други параметри:
g.drawImage(img, 0, 0, img.getWidth(this)/4,
img.getHeight(this)/4, this);
Внимателният читател вероятно е забелязал, че методът drawImage() има един параметър, за който в нашите примери даваме стойност this. Това съвсем не е случайно и се обяснява с архитектурата на AWT и начина, по който се работи с картинки. Методът drawImage() приема като последен параметър обект, който реализира интерфейса ImageObserver. Зареждането на картинка в AWT винаги е асинхронно, т.е. извършва се паралелно с работата на програмата. Това е съвсем обосновано, като се има предвид, че зареждането на картинка от Internet отнема известно време, а програмата може да го използва за други цели, вместо да чака. По идея drawImage() не изчаква картинката да бъде заредена и тогава да я начертае, а чертае само тази част от нея, която вече е заредена и веднага връща управлението на извикващия метод. Когато картинката се зареди напълно, се извиква методът imageUpdate() на интерфейса ImageObserver, който трябва да обработи ситуацията по подходящ начин. Обикновено реализацията на метода imageUpdate() пречертава картинката. Класът java.awt.Component, който е прародител на класа java.applet.Applet, реализира интерфейсa ImageObserver и в метода си imageUpdate() пречертава областта от екрана, която е обхваната от картинката, която се е заредила напълно. Използвайки тази базова функционалност на класа Applet, можем винаги когато зареждаме картинки от аплет, да подаваме за ImageObserver самия аплет, т.е. обекта this. Да разгледаме един цялостен пример за аплет, който използва картинки и реализира проста анимация. Да си поставим за задача направата на аплет, в който една топка постоянно се движи и се отблъсква в стените на аплета при удар.