Java

Java

• Antonio Regalado José Francisco• Méndez García Rodolfo• Salazar Carmona José Antonio

Contenido

Historia. Aspectos de diseño Aspectos de traducción Tipos y objetos Encapsulación Herencia Control de Secuencia Control en Subprogramas Administración de almacenamiento Procesamiento distribuido

Historia

• Java fue diseñado en 1990 por James Gosling, de Sun Microsystems

• fue diseñado antes de que diese comienzo la era World Wide Web,

• software para dispositivos electrónicos de consumo.

• fue diseñado para dispositivos electrónicos como calculadoras, microondas y la televisión interactiva

•Lenguaje que independiente de la plataforma

• El lenguaje Java evolucionó de un lenguaje llamado Oak. (A Oak se le cambio el nombre a Java)

Historia (..cont)

• software para dispositivos electrónicos de consumo.

• Diseñado para calculadoras, celulares, microondas, la televisión interactiva, etc.

El objetivo fue recoger las idear un nuevo lenguaje de

programación lo más sencillo posible, con el objeto de que se

pudiese adaptar con facilidad a cualquier entorno de ejecución.

Se conjuntaron las características esenciales que debía tener un

lenguaje de programación moderno y potente.

Historia (..cont)

• El proyecto Green fue el primero en el que se aplicó Java (OAK)

sistema de control completo de los aparatos electrónicos y el entorno de un hogar.

Se construyó un computadora denominada *7 (Star Seven).

El control se llevaba a cabo mediante una pantalla sensible al tacto.

En el sistema aparecía ya Duke, la actual mascota de Java.

Historia (..cont)

Java se aplicó a otro proyecto denominado VOD (Video On Demand)

como interfaz para la televisión interactiva

nunca se convirtió en un sistema comercial

cuando se dieron cuenta de que la televisión interactiva no iba a ser negocio, se enfocaron a la aplicación de Java a Internet.

Historia (..cont)

RESUMEN:

1990: Sun Microsystems diseña un lenguaje diseñado para sistemas embebidos,(set-top-boxes), electrodomésticos.

Lenguaje sencillo, pequeño, neutro.

Ninguna empresa muestra interés por el lenguaje

1995: Java se introduce en Internet, lenguaje muy apropiado

Netscape 2.0 introduce la primera JVM en un navegador WWW (Máquina virtual Java)

Filosofía Java: “Write once, run everywhere”

Historia (..cont)

RESUMEN:

1997: Aparece Java 1.1. Muchas mejoras respecto a 1.0

1998: Java 1.2 (Java 2). Plataforma muy madura

Apoyado por grandes empresas: IBM, Oracle, Inprise, Hewtlett-Packard, Netscape, Sun

1999: Java Enterprise Edition. Java comienza a ser una plataforma de desarrollo profesional.

Historia (..cont)

Contenido


Aspectos de diseñoDirectrices en el diseño de Java:

1. Crear un L.P. orientado a objetos

• Datos “strongly typed”

• Con el poder de C++, sin sus debilidades:

apuntadores y su aritmética

herencia multiple.

Variables globales.

2. Seguridad en el código y facilidad de desarrollo.

Aspectos de diseño (cont.)

3. Independencia de la arquitectura (creación de la JVM)

Código fuenteCódigo fuente

Compilador JavaCompilador Java

Byte-codesByte-codes

Win32 JVMWin32 JVM

Código máquinaWin32

Código máquinaWin32

Macintosh JVMMacintosh JVM UNIX JVMUNIX JVM

Código máquinaMacintosh

Código máquinaMacintosh

Código máquinaUNIX

Código máquinaUNIX

4. Seguridad para el usuario

5. Permitir que en los programas existieran mas de un flujo de ejecución (Threads)

6. Garbage collection

Aspectos de diseño

La JVM

• Es una máquina imaginaria que se implementa por software

• Su lenguaje máquina se denomina byte codes.

• Sun publicó las especificaciones para la máquina virtual de Java para asegurar la portabilidad de las aplicaciones.

La JVM (cont.)

• Las especificaciones para la JVM abarcan:

El set de instrucciones (como los de un microprocesador)

El conjunto de registros

Formato de los archivos .class

La pila

El área de Garbage-collected heap.

El área de memoria

La traducción y momentos de ligado.

• Por ser “strongly typed”, casi todo el chequeo y enlaces de tipos se hacen en tiempo de compilación.

• La “compilación” se refiere a la conversión del programa hecho por el programador a byte-codes.

• Sin embargo por ser un lenguaje interpretado, los enlaces se calculan en tiempo de ejecución.

• En alguno sistemas, una parte del código se compila realmenteen código maquina, pero después que la JVM hizo chequeos de integridad.

La traducción y momentos de ligado.

Byte-Codes VerifierByte-Codes Verifier

Class LoaderClass Loader

InterpreterInterpreter JIT CompilerJIT Compiler

Runtime

HARWDARE

La JVM:

• Carga el código

• Lo verifica y

• Lo ejecuta

Paradigma

• Java esta diseñado para el paradigma de orientación a objetos.

class Circle {

private double radius; static double pi = 3.1416;

public double getCircumference( ) { }public static double getCircumference(double radius) { }public void setRadius(double radius) { }public double getRadius( ) { }

// constructorspublic Circle( ) { }public Circle(double radius) { }

// main( ) method

}

Contenido


COMENTARIOS

// comentario Los caracteres desde //// hasta el final de la línea son ignorados

/* comentario */ Los caracteres entre /*/* y */*/ son ignorados

/** comentario */ Los caracteres entre /**/** y */*/son ignorados y se incluyen en

la generación autómatica de la documentación.

Aspectos de traducciónElementos sintácticos del lenguaje

IDENTIFICADORES

Nombre dado a una variable, un método o una clase

Comienzan con una letra Unicode (incluyendo _ and $) y seguido de letras y digitos

Pueden ser de cualquier longitud

Ejemplos:– Apellido– Hora



El Bloque

{ }

public class MyClass {

int a;static int b;

public void myMethod( ) {int c;if (condition) {

int d;} fuera del alcance de d } fuera del alcance de c

} fuera del alcance de a


Variables

Una variable es un dato con nombre.

Precedencia de las variables

1. Variables locales declaradas en un bloque

2. Como parámetros de un método

3. Instancias y variables de una clase.


Constantes

Una vez inicializada, ya no pueden cambiar

1. Se usa la palabra reservada final

class Circle {static final double = 3.1416;

}


Arreglos

int[ ] x; (Es equivalente a int x[ ])

X 10

20

30

x[1] = 20;

x[2] = 30;

x[0] = 10;

x = new int[3];

– x.length da la longitud del arreglo.


Operadores

Asignación= -= /=+= *= %=

Aritméticos

++ Suma

-- Resta

** Multiplicación

// Division

%% Modulo


Operadores

Incremento++ i++

-- i--

Relacionales>> mayor que >=>= mayor o igual que

<< menor que <=<= menor o igual que

==== igual que !=!= diferente que

Lógicos

&&&& and || || or !!not


Operadores

De bits

& and << corrimiento izq.

| or >> corrimiento der.

^ xor >>> corrimiento der. con

˜ complemento llenado con ceros


Sentencias de control de flujo

if / else

if ( country.equals("USA") ) {export =

false;} else {export = true;}

switch

switch ( <expression> ) { case <expression>:

. . .break;

case <expression>:. . .break;

default:. . .

}



for

for ( x=0; x<10; x++ ) {

// Se ejecuta el bloque mientras x sea menor a 10

}

while (Ejecución cero o más veces)

while ( boolean_expression ){ block }

do / while (Ejecución al menos una vez)

do

{ block }while ( boolean_expression );



break (termina la ejecución del loop y la ejecución continua en la siguiente instrucción después del loop)

int ix;for (ix=0; ix < ArraySize; ix++) {

if Array[ix]<0 { System.out.println(“Error: negative number encountered, index = “

+ix);

break;}

ProcessArray(Array[ix]);} // end for



Labeled Loops (versión extendida de break, útil en loops anidados, termina la ejecución de loops anidados)

err:for (ix=0; ix < ArraySize; ix++ ){ for(j=0; j<ArraySize; j++){ System.out.println(“Error: negative number encountered, index = “ +ix

“,” + j);

break err;

} ProcessArray(Array[ix][j]);}

Contenido


Tipos y objetos

TIPOS DE DATOS

– boolean truetrue or falsefalse– char 16-bit Unicode character– byte 8-bit integer (signed)– short 16-bit integer (signed)– int 32-bit integer (signed)– long 64-bit integer (signed)– float 32-bit floating-point number– double 64-bit floating-point number

Contenido


Encapsulación

• La abstracción en java se maneja utilizando clases abstractas.•Una clase abstract se usa como clase base para la herencia.Ejemplo

public abstract class Geometria{

public abstract double perimetro();public abstract double area();

}

Encapsulación

• Las subrutinas se manejan definiendo metodos en las clases que serán llamados desde otras clases.

public class Circulo extends Geometria{static int numCirculos = 0;private static final double PI = 3.1416private double x,y,r;

public double perimetro() {return 2.0 * PI * r;

}}

Encapsulación

• Los métodos (funciones) pueden regresar cualquier tipo de “objeto dato” primitivo o estructura de datos.

public static Circulo elMayor(Circulo c, Circulo d) {if c.getRadio() >= d.getRadio()

return c;else

return d;}

Encapsulación

• La encapsulación se puede lograr creando métodos para establecer y obtener valores a los atributos.

Public double getRadio( ) { return r;

}

Public void setRadio(double unRadio) { r=unRadio;

}

Encapsulación

• El ocultamiento de la información en java se logra con la clausula private.•Las variables y métodos de instancia privados sólo pueden ser accedidos desde dentro de la clase....private Vector v;private void dibuja (Vector vect ) {

Enumeration e;v=vect;e=v.elements();while(e,hasMoreElements()){...}

}...

Encapsulación

• La especificación de un subprograma en java es de la siguiente manera

import java.awt;//sección de importaciones public class nombreDeClase extends ClasePadre {

Definición de variables...

Definición de métodos...

}

Encapsulación

• La invocación de métodos desde una clase se realiza creando una instancia de la clase a invocar y después llamando a cualquier método.

import ... public class Figuras extends Applet{ ... public void paint (Graphics g) { int x=10, y=10, anchura=80, altura=50; //llamada al método drawRect de la clase Graphics g.drawRect(x,y,anchura,altura); }}

Contenido


Herencia• Mecanismo por el que se crean nuevos objetos definidos en términos de objetos ya existentes.

public class Articulo { // clase padre public float precio=0; ... public void setPrecio(float elPrecio) { precio = elPrecio; } ... public float getPrecio() { return precio; }} //los métodos y atributos de Articulo son heredados a Pelicula

public class Pelicula extends Articulo {// clase hijo

public void setDescripcion(String descrip) { descripcion = descrip; } ... public String getDescripcion() { return descripcion; }}

Herencia• Tipos de Clases en Java

abstract Una clase abstracta no se instancia, sino

que se utiliza como clase base para la herencia.

final Una clase final se declara como la clase

que termina una cadena de herencia.

public Las clases public son accesibles desde

otras clases, bien sea directamente o por herencia. Para acceder desde otros paquetes, primero tienen que ser importadas.

Herencia• Nivel de acceso a métodos y atributos

public Cualquier clase desde cualquier lugar

puede acceder a las variables y métodos.

protected o friendlySólo las subclases de la clase y nadie

más puede acceder a las variables y métodos.

private Las variables y métodos de instancia

privados sólo pueden ser accedidos desde dentro de la clase.

Herencia

•Paquetes

•Se usan para encapsular los datos de manera automática.

•Los paquetes de clases se cargan con la palabra clave import.

Ejemplos: import java.Date; import java.awt.*; import miPaquete.miClase;

Herencia

•Paquetes de javajava.applet

Contiene clases para usar applets en páginas web.

java.awt (Abstract Windowing Toolkit) Contiene clases para diseñar interfases de usuario.

Incluye las clases Button, Checkbox, Choice, Component, Graphics, Menu, Panel, TextArea y TextField.

java.ioContiene las clases de acceso a archivos.

Herencia

•Herencia Simple

Java no pueda utilizar herencia multiple, en lugar de ello utiliza interfases.

La interfase proporciona un mecanismo de encapsulación de los protocolos de los métodos.

Una interfaz es como un molde donde se declaran nombres de métodos, listas de argumentos, tipos de retorno y miembros datos.

Herencia

•Implementación de una interfaz

public interface VideoClip {

void play( ); // Comienza la reproducción del video.

void loop( ); // Reproduce el video en un ciclo.

void stop( ); // Detiene la reproducción.

}

Herencia•Implementación de una interfaz

class MiClase implements VideoClip {

void play( ) {

<código>

}

void loop( ) {

<código>

}

void stop( ) {

<código>

}

}

Herencia•Polimorfismo

•Es utilizado para implementar comportamientos diferentes.

abstract class Vehiculo{ abstract String Sonido( );}

class VehiculoTierra extends Vehiculo{ String Sonido( ) { return "ruuuuuuun"; }}

class VehiculoAire extends Vehiculo{ String Sonido( ) { return "buzzzzzzzz"; }}

Herenciapublic class Polimorfismo{ public static void main(String[] args) { //declaramos un objeto abstracto llamado mi_vehiculo Vehiculo mi_vehiculo;

VehiculoTierra mi_coche; VehiculoAire mi_avion;

mi_coche = new VehiculoTierra(); mi_avion = new VehiculoAire();

System.out.println(mi_coche.Sonido()); System.out.println(mi_avion.Sonido());

//asignamos mi_coche a un objeto abstracto mi_vehiculo = mi_coche; System.out.println(mi_vehiculo.Sonido());

//Asignamos mi_avion a un objeto abstracto mi_vehiculo = mi_avion; System.out.println(mi_vehiculo.Sonido()); }}

Herencia•Polimorfismo utilizando sobrecarga de métodos

public class Sumar { public float suma(float a, float b) { return a + b;}

public int suma(int a, int b) { return a + b;}

public String suma(String a, String b) { String espacioBlanco = “ “; return a + espacioBlanco + b;}

public static void main(String[] args) { System.out.println(suma(5,2)); System.out.println(suma(5.5,2.2)); System.out.println(suma(“Hola”,”Mundo”)); }}

Contenido


Control de secuencia•Orden de precedencia implicita de operadores. [] ()

++ -- ! ~ instanceof

+ -

<< >> >>>

< > <= >= == !=

& ^ |

&& ||

? :

= op= (*= /= %= += -= etc.)

Control de secuencia•Operadores a nivel de bits

Operando >> desplazamiento (Desplaza bits hacía la derecha con signo)

Operado << Desplazamiento (Desplaza bitd hacía la izquierda)

Operando >>> Desplazamiento (Desplaza bits hacía la derecha, sin signo)

Operando & Operando (Realiza una operación AND lógica)

Operando | Operando (Realiza una operación OR lógica)

Operando ^ Operando (Realiza una operación OR exclusiva)

~Operando (Complemento del operando)

Control de secuencia•Alternancia (secuencia implicita)

if (<condición 1>) { ... //código bloque 1}

else if (<condición 2>) { ... //código bloque 2}else { ... //código bloque 3}

switch (<expresión>){ case <valor 1>: < código bloque 1 >; break; case <valor 2>: < código bloque 2 >; break; default : < código bloque 3 >;}

Control de secuencia•Iteraciones (secuencia implicita)for ( <inicialización> ; <condición booleana> ; <incremento> ) { <bloque de código a ejecutar>}

while ( <condición booleana> ) { <código a ejecutar mientras la condición es verdadera>}

do{ <código a ejecutar por lo menos una vez, después se ejecuta mientras la condición sea verdadera>}while (<condición booleana>);

Control de secuencia•Control de secuencia explicitabreak Se utiliza en una sentencia swicth o en una iteración

int x = 0;while (x < 10){ System.out.println("dentro de la iteración"); x++; if (x == 5) break; else ... //instrucciones a ejecutar si x es menor que 5}

Control de secuencia•Control de secuencia explicitacontinue Se utiliza en iteraciones. Sirve para terminar la iteración en la que se encuentre el ciclo y se inicia la siguiente.

for ( int x = 0 ; x < 10 ; x++){ if(x == 5) continue; //regresa al principio del ciclo con x=6 System.out.println("dentro de la iteración");}

Control de secuencia•Control de secuencia explicitareturn Se utiliza para terminar un método o función y opcionalmente devolver un valor al método de llamada.

int func (){ if(a == 0) return 1; return 0 ;}

Control de secuencia•Control de secuencia explicita

En caso de que nos encontremos con ciclos anidados, se permite el uso de etiquetas para poder salirse de ellos.

uno: for( ) { dos: for( ) { continue; // seguiría en el bucle interno continue uno; // seguiría en el bucle principal break uno; // se saldría del bucle principal } }

Contenido


Métodos

Es una función definida en una clase Son necesarios para la manipulación de datos

contenidos en una clase. Encapsulan funciones de un programa en bloques

separados– Se hace más fácil la revisión de programas– Se hace más fácil el mantenimiento de los programas.

Son bloques separados de código. Envían “mensajes” a otros métodos. Tienen variables locales Pueden regresar valores

Si el método llamado esta dentro de la misma clase, solo el nombre del método es necesario.

Flujo de control de un método

miMetodo();

miMetodocomputo

Flujo de control de un método

Si el método forma parte de otra clase u objeto.

calVec

impVec

impVec();

obj.calVec();

main

Agregando métodos

Los métodos son declarados dentro del cuerpo de la clase, inmediatamente después de la declaración de variables instanciadas.

La forma general de una declaración de método es:

tipo nombreDelMetodo (listaParametros){

cuerpoMetodo;}

La declaración de un método tiene cuatro partes básicas:– El nombre del método (nombreDelMetodo)– El tipo del valor de regreso del método (tipo).– Una lista de parámetros (listaParametros).– El cuerpo del método (cuerpoMetodo).

Parámetros

Las variables en la lista de parámetros son separadas por comas

La lista de los parámetros en la especificación del método, son llamados parámetros formales.

Cuando un método es llamado, estos parámetros formales son reemplazados por los parámetros actuales.

Los actuales parámetros deben ser equivalentes en tipo, orden y número.

Parámetros

char calc (int num1, int num2, String mensaje)

{ int sum = num1 + num2; char result = mensaje.charAt (sum);

return result;}

count = 3ch = obj.calc (2, count, “Hola Mundo");

Paso por valor

Cuando es invocado un método con un parámetro de tipo primitivo, tal como “int”, el valor del actual parámetro es pasado al método.

Esta es una llamada por valor El valor actual fuera del método no es afectado,

independientemente de los cambios hechos al parámetro formal dentro del método.

Ejemplo de paso por valor

class PruebaPasoPorValor{

public static void main(String[] args){

int times = 3;System.out.println(“Antes del llamado, la variable times es”+times);nPrintln(“Bienvenido a Java!”,times);System.out.println(“Despues del llamado, la variable times es” +

times);}

static void nPrintln(String mensaje, int n) {

while (n > 0) {

System.out.println(“n = “+n); System.out.println(mensaje); n--; }

}}

Paso por referencia

Se pueden pasar objetos a métodos como parámetros actuales

Cuando se pasa un objeto al método la referencia del objeto es pasado al parámetro formal

Cualquier cambio al objeto local que ocurra dentro del cuerpo afectara el objeto original que fue pasado como argumento.

Ejemplo de paso por referencia

class PruebaPasoPorReferencia{

public static void main(String[] args){

Circulo miCirculo = new Circulo(5.0, “blanco”);imprimeCirculo(miCirculo);colorCirculo(miCirculo, “negro”);imprimeCirculo(miCirculo);

} public static void colorCirculo( Circle c, String color)

{ c.color = color;

} public static void imprimeCirculo(Circle c)

{ System.out.println(“El área del circulo de radio ”+c.getRadio( ) + “ es “+c.Area()); System.out.println(“El color del Circulo es “ +c.color); }

Continuación…

class Circulo {

private double radio;String color;

public Circulo(double r, String c){

radio = r;color = c;

}public double getRadio( )

{ return radio; }public double Area( )

{ return radio*radio*Math.PI;}}

Llamado de métodos

Son llamados a través del nombre del método seguido de paréntisis izquierdo, después los argumentos separados por coma, por ultimo paréntisis derecho.

Int masGrande = max(3,4)– Llama al método max(3,4) y asigna el resultado del

método a la variable masGrande.– Argumentos pueden ser constantes, variables o

expresiones. Normalmente los métodos es Java son invocados a

través de una referencia a un objeto. g.drawString(“Bienvenido”,10,10);

– Invoca al método drawString a través de la referencia del objeto g.

Cuando el método se termina

Hay dos formas de regresar el control al punto en el cual un método fue invocado.– Si el método no regresa nada, el control se tiene

cuando el método finaliza , ya sea cuando se encuentra el “}” asociado con el método o con el “return”.

Si el método regresa un resultado, la expresión:– return expresión

• Regresa el valor de la expresión.

Reglas de alcance

Alcance de clase– Los métodos y variables instanciadas de

una clase tienen un alcance de clase.– El alcance de la clase empieza con “{“

después de la definición de la clase y termina con “}” asociado a la definición de la clase.

– El alcance de la clase habilita todos los métodos de una clase definidos en la misma clase o clases heredadas dentro de la clase.

Reglas de alcance

Alcance de bloque– Los identificadores declarados dentro de un bloque

tienen alcance de bloque.– El alcance de bloque de un identificador empieza con

su declaración y termina con el parentesis “}” asociado al bloque.

– Cualquier bloque puede contener variables o referencia a declaraciones.

– Cuando existen bloques anidados en el cuerpo de un método y un identificador en un bloque externo tiene el mismo nombre que un identificador que se encuentra en un bloque interno, el compilador genera un error.

Métodos 1 :Código Local

método fnx()– Es ‘public’– Nombre fnx– Realiza una impresión– No pasa mensajes– Tipo ‘void’– No tiene un valor de

regreso– Tiene una variable

local ‘d’

Class myClass {int a, b = 12;public static void main (String args[]) { int c=12;

a = b + c; fnx(); System.out.println(a); }public static void fnx(){

int d=2;System.out.println(“ d

“ +d);}

Métodos 2: Enviando un mensaje

fnx(int) ahora recibe un mensaje

El valor es copiado dentro de la variable local ‘c’

La variable local ‘c’ es puesta a 0

cmain permane con 12 Salida:

– d+c = 14– 12


a = b + c; fnx(c); System.out.println(c); }public static void fnx(int c) {

int d=2;

System.out.println(“d+c=“+(d+c));c=0;

}

Métodos 3: Múltiples parámetros

Los métodos pueden ser llamados con múltiples parámetros

Los parámetros en la llamada pueden ser:– Identificadores

(var/const)– Literales– Expresiones.– Lista de parámetros

• ([tipo nombre][,tipo nombre])


a = b + c; fnx(c,1); System.out.println(c); }public static void fnx(int c, byte by) {

int d;d = (int) by;


}

Métodos 4: Regresando valores

Llamada por valor Usa ‘return’ para

enviar valores de regreso

Los métodos toman un valor de regreso y tipo.

Se pueden asignar valores del método() a variables.


a = b + c; fnx(c,1); System.out.println(c); }public static void fnx(int c, byte by) {

int d;d = (int) by;


}

Contenido


Administración de memoria

Java utiliza un modelo de memoria conocido como "administración automática del almacenamiento” (automatic storage management), en el cual el sistema en tiempo de ejecución mantiene un seguimiento de los objetos.

Areas de datos en tiempo de ejecución

Arquitectura interna de la JVM

registrospc

StackJava

Area demétodos

Stackmétodosnativos

Subsistemacargador de

clases

Motor de ejecucion

Interface demétodos nativos

Librerias demétodos nativos

Archivos class

heap


Subsistema cargador de clases:– Un mecanismo para cargas clases o interfaces.

Motor de ejecución:– Un mecanismo para la ejecución de las instrucciones

contenidas en los métodos de las clases cargadas. Area de datos en tiempo de ejecución:

– Una área de memoria para guardar bytescodes(área de métodos), objetos (heap), parámetros, valores de retorno, variables locales, (stack) resultados o cálculos intermedios (stack).

– La especf. de JVM es abstracta, por lo tanto los diseñadores tienen libertad para implementar la JVM.

– Algunas áreas de datos son compartidas por threads de las aplicaciones y otras áreas son únicas para ciertos threads.


Area de métodos y heap:– Cada instancia de la JVM posee un área de métodos

y un área de heap.– El área de métodos y heap es compartida por

threads que se ejecutan dentro la maquina virtual.– Cuando la JVM carga un archivo class, esta analiza la

información contenida en el archivo binario y luego la coloca en el área de métodos.

– Cuando un programa se ejecuta, la JVM coloca todos los objetos del programa instanciados dentro del área de heap.

Area de métodos y área de heap

datosde laclase

datosde laclase

datosde laclase

datosde laclase

Area de métodos

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Objeto

Area de heap

Cargador de

clases

datosde laclase

Archivos class


Registros PC:– Un apuntador a la próxima instrucción a ser ejecutada

Stack de Java:– Es donde son colocados parámetros, valores de regreso,

variables locales, resultados o cálculos intermedios.– El Stack de Java esta compuesto por frames.– Un frame de stack contiene el estado de un método de

Java que ha sido llamado.– Cuando un thread hace un llamado a un método, la JVM

guarda un nuevo frame dentro del stack de Java del thread correspondiente.

– Cuando un método se termina, la JVM hace un pop y descarta el frame del método.

Threads

Thread:– Es un flujo de secuencia de ejecución que ocurre al

mismo tiempo que otra secuencia de ejecución esta ejecutando alguna expresión del mismo programa.

– En la JVM cada thread tiene su propia registro pc y su Stack java.

Java soporta aplicaciones multi-threads. Multi-thread:

– Un proceso puede ser dividido en varios threads de control los cuales se ejecutan al mismo tiempo.

Area de datos de threads en tiempo de ejecución

thread 1

thread 2

thread 3

pc registers

stack frame

stack frame

stack frame

stack frame

thread 1stack frame

stack frame

stack frame

thread 2

java stacks

stack frame

stack frame

thread 3

thread 3

native methodstacks


Stacks de Java:– Guardan el estado de invoación de un

método en Java. Stack de métodos nativos:

– Guardan el estado de un llamado de un método nativo.

Recolector de basura (GC)

La función primaria de un GC es reclamar automáticamente la memoria usada por los objetos que no tienen referencia en la aplicación que se ejecutando actualmente.

Esta también puede mover objetos de la aplicación que se esta ejecutando para evitar la fragmentación del heap.

El GC no es requerido en la especificación de la JVM. La especificación solo requiere que una implementación

maneje el heap de alguna forma. La especificación de la JVM no dice cuanta memoria debe

dejar una implementación para poder ejecutar programas. La JVM no menciona como una implementación debe

manejar su heap.


La especificación de la JVM solo menciona a los diseñadores de la implementación solo que el programa deberá reservar memoria del heap, pero no la liberación de esta.

Deja a los diseñadores el resolver esta característica. Los diseñadores pueden usar cualquier técnica y que

sea la mas apropiada dado sus objetivos, restricciones y talento.

El hecho de que las referencias a los objetos pueden existir en varios lugares (Stack Java, el heap, el área de métodos, stack de métodos nativos), la elección de la técnica de recolección de basura tiene una influencia mayor en el diseño de una implementación.


Como en el área de métodos y en el área del heap la memoria no necesita ser continua y puede ser expandida y contraida como el programa avanza en tiempo de ejecución.

Una implementación del área de métodos deberia ser implementada en la parte superior de su heap.

Cuando una JVM necesita memoria para una clase que va a ser cargada, esta puede tomar memoria del mismo heap en los cuales los objetos residen.

El mismo GC que libera memoria ocupada por objetos sin referencia, podria hacer la busqueda y liberación de clases que no tienen referencia.

Las implementaciones pueden permitir a los usuarios especificar un tamaño inicial para el heap, asi como un tamaño minimo y maximo.

Recolección de basura

Java usa mark-and-sweep. Altamente confiable, pero puede causar

inexplicables bajas de velocidad. Java realiza la recolección de basura

cuando el programa tiene algún tiempo de reserva

Se puede invocar al recolector usando el método gc de la clase System.

Contenido


Remote Method Invocation (RMI)

Las aplicaciones RMI son compuestas de dos programas separados– Un servidor y un cliente

RMI provee un mecanismo en el cual el servidor y el cliente se comunican y pasan información.

Tales aplicaciones son también llamadas aplicaciones de objetos distribuidas.

Aplicaciones de objetos distribuidos

Las aplicaciones de objetos distribuidos necesitan:– Localizar objetos remotos– Comunicarse con objetos remotos– Cargar bytecodes de clases para clases que

son pasados alrededor.


Localizar objetos remotos.– Una aplicación puede registrar sus objetos

remotos con facilidad , utilizando rmiregistry.

– La aplicación puede pasar y regresar una referencia a un objeto remoto como parte de su operación normal.


Los detalles de comunicación entre objetos remotos son manejados por RMI

Para el programador, la comunicación remota se ve como una invocación de un método de Java.

Aplicaciones de objetos distribuidas

La carga de bytecodes para objetos que son pasados alrededor– RMI permite a un llamador pasar objetos a

objetos remotos.– RMI provee los mecanismos necesarios para

la carga de código de un objeto, también de su transmisión de sus datos.

Creando aplicaciones distribuidas

Diseñar e implementar los componentes de la aplicación distribuida.– Compilar los fuentes y generar stubs.– Hacer que las clases estén accesibles a

través de la red.– Comenzar la aplicación.


Compilar los fuentes y generar los stubs– Use javac para compilar los archivos fuentes,

los cuales contienen la implementación de las interfaces remotas, las clases del servidor y las clases clientes.

– use rmic para crear stubs para los objetos remotos.

– RMI usa una clase stub de objeto remoto como un proxy en clientes, así los clientes pueden comunicarse con un objeto remoto en particular.


Hacer que las clases estén disponibles en la red.– Hacer que los archivos de las clases

asociados con las interfaces remotas, stubs, y otras clases que necesiten ser bajadas sean accesibles vía un servidor Web

Comenzar la aplicación– Comenzar la aplicación incluye correr el

programa de registro de objetos remotos de RMI.

Ejemplo de RMI

Del lado del cliente– MyObject.java– RemoteClient1.java– RemoteClient2.java

Del lado del servidor– RemoteServer.java– RemoteInterface.java– MyObject.java

Escribiendo un servidor RMI

Nuestro servidor RMI acepta tareas de clientes, ejecuta las tareas, y regresa cualquier valor.

El servidor esta compuesto de una interface y una clase.

La interface provee la definición de los métodos que pueden ser llamados desde el cliente.– Esencialmente la interface define la vista del cliente

del objeto remoto.

Diseñando una interface Remota

La interface provee la definición de los métodos que pueden ser llamados desde el cliente.

El cliente manda un tarea al servidor remoto. El resultado de la tarea es enviado de regreso

al cliente. Cada una de las interfaces contiene un solo

método.

Interface remota

La interface RemoteInterface solo define un método, msgsnd, el cual pasa en un objeto Myobjeto y regresa el objeto Myobjeto y puede realizar una excepción.

/* RemoteInterface.java */public interface RemoteInterface extends

java.rmi.Remote {MyObject msgsend (MyObject message) throws

java.rmi.RemoteException;}

Myobject.java

public class MyObject implements java.io.Serializable {private int x;private String msg;public MyObject (String s) {

msg = s;x = msg.length();

}public int lenMsg() { //Longitud de msg

return x;}public String getMsg() { // obtiene un msg

return msg;}public void setMsg(String s) { // coloca un msg

msg = s;}

}

Implementando una interface remota

import java.rmi.*;import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;public class RemoteServer extends UnicastRemoteObject

implements RemoteInterface{ String name; public RemoteServer(String name)

throws RemoteException{super();this.name = name;

} public MyObject msgsend(MyObject message)

throws RemoteException{System.out.println("mensaje obtenido:" + message.getMsg() +

", Longitud del mensaje:" + message.lenMsg());message.setMsg("Mi nombre es:" + name + ",Gracias por tu mensaje:"+ message.getMsg());return message;

}

Continuación...

public static void main (String args[]){System.out.println(”Ejecutando servidor ...");System.setSecurityManager

(new RMISecurityManager());try{

String myName = "ObjectServer Test";RemoteServer theServer =

new RemoteServer(myName);Naming.rebind(myName,theServer);

} catch (Exception e){System.out.println(”Una Excepción ha ocurrido...");

} }}

Creando un programa cliente

import java.rmi.*;public class RemoteClient1 { public static void main(String args[]) { System.out.println(”Ejecutando cliente 1..."); System.setSecurityManager(new RMISecurityManager()); try {

RemoteInterface server = (RemoteInterface) Naming.lookup("rmi://" + args[0] + "/" + ”Prueba de ObjectServer "); MyObject msgObj = new MyObject("Hola desde Cliente 1"); System.out.println(”Enviando MyObject al Servidor ..."); MyObject retObj = server.msgsend(msgObj); System.out.println(”El servidor contesta :" + retObj.retMsg());

} catch (Exception e){System.out.println("Error mientras se ejecuta RMI");

} }}

Compilando el programa ejemplo

Construyendo la interface– javac RemoteInterface.java– javac MyObject.java

Construyendo programas del lado del servidor.– javac RemoteServer.java– rmic RemoteServer

• Se genera RemoteServer_Stub.class• Se genera RemoteServer_Skel.class

Construyendo los programas clientes– javac RemoteClient1.java– javac RemoteClient2.java

Ejecutando el programa ejemplo

Iniciar el servidor– $rmiregistry (UNIX) c:>start rmiregistry (WIN)

– Por default el puerto es el 1099

$java RemoteServer

$java RemoteClient1 dirección-IP

Bibliografía• Java 2 Manual de usuario y tutorial Agustín Froufe Quintas Segunda Edición Alfaomega Grupo Editor Año 2000

•Guide to Java Programming Peter Norton Ed Premier

•INSIDE the JAVA Virtual Machine Bill Venners MacGraw-Hill 1998

Bibliografía•Como programar en Java Deitel y Deitel Pearson Educación 1998

Referencias de internet

•http://java.sun.com/

•http://java.programacion.net/cursos.htm#new2java

•http://www.javahispano.com/

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