Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Generics, innere Klassen
10 Die Klassenbibliothek
11 Threads und nebenläufige Programmierung
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Raum und Zeit
14 Dateien und Datenströme
15 Die eXtensible Markup Language (XML)
16 Grafische Oberflächen mit Swing
17 Grafikprogrammierung
18 Netzwerkprogrammierung
19 Verteilte Programmierung mit RMI und Web–Services
20 JavaServer Pages und Servlets
21 Applets
22 Midlets und die Java ME
23 Datenbankmanagement mit JDBC
24 Reflection und Annotationen
25 Logging und Monitoring
26 Sicherheitskonzepte
27 Java Native Interface (JNI)
28 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java ist auch eine Insel (8. Auflage) von Christian Ullenboom
Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Buch: Java ist auch eine Insel (8. Auflage)

Java ist auch eine Insel (8. Aufl.)
8., aktual. Auflage, geb., mit DVD
1.475 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1371-4
Pfeil 10 Die Klassenbibliothek
Pfeil 10.1 Die Java-Klassenphilosophie
Pfeil 10.1.1 Übersicht über die Pakete der Standardbibliothek
Pfeil 10.2 Object ist die Mutter aller Klassen
Pfeil 10.2.1 Klassenobjekte
Pfeil 10.2.2 Objektidentifikation mit toString()
Pfeil 10.2.3 Objektgleichheit mit equals() und Identität
Pfeil 10.2.4 Klonen eines Objekts mit clone()
Pfeil 10.2.5 Hashcodes über hashCode() liefern
Pfeil 10.2.6 Aufräumen mit finalize()
Pfeil 10.2.7 Synchronisation
Pfeil 10.3 Die Spezial-Oberklasse Enum
Pfeil 10.3.1 Methoden auf Enum-Objekten
Pfeil 10.3.2 enum mit eigenen Konstruktoren und Methoden
Pfeil 10.4 Klassenlader (Class Loader)
Pfeil 10.4.1 Woher die kleinen Klassen kommen
Pfeil 10.4.2 Setzen des Klassenpfades
Pfeil 10.4.3 Die wichtigsten drei Typen von Klassenladern
Pfeil 10.4.4 Der java.lang.ClassLoader
Pfeil 10.4.5 Hot Deployment mit dem URL-Classloader
Pfeil 10.4.6 Das jre/lib/endorsed-Verzeichnis
Pfeil 10.5 Die Utility-Klasse System und Properties
Pfeil 10.5.1 Systemeigenschaften der Java-Umgebung
Pfeil 10.5.2 line.separator
Pfeil 10.5.3 Property von der Konsole aus setzen
Pfeil 10.5.4 Umgebungsvariablen des Betriebssystems
Pfeil 10.5.5 Einfache Zeitmessung und Profiling
Pfeil 10.6 Ausführen externer Programme und Skripte
Pfeil 10.6.1 ProcessBuilder und Prozesskontrolle mit Process
Pfeil 10.6.2 Einen Browser/E-Mail-Client/Editor aufrufen
Pfeil 10.6.3 Ausführen von Skripten
Pfeil 10.7 Benutzereinstellungen
Pfeil 10.7.1 Benutzereinstellungen speichern
Pfeil 10.7.2 Einträge einfügen, auslesen und löschen
Pfeil 10.7.3 Auslesen der Daten und Schreiben in anderem Format
Pfeil 10.7.4 Auf Ereignisse horchen
Pfeil 10.7.5 Zugriff auf die gesamte Windows-Registry
Pfeil 10.8 Musik abspielen
Pfeil 10.8.1 Die Arbeit mit AudioClip
Pfeil 10.8.2 Java Sound API
Pfeil 10.9 Annotationen
Pfeil 10.9.1 Annotationstypen @Override, @Deprecated, @SuppressWarnings
Pfeil 10.9.2 Annotationen für Web-Services
Pfeil 10.10 Zum Weiterlesen


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10.6 Ausführen externer Programme und Skripte Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Aus Java lassen sich leicht externe Programme aufrufen, etwa Programme des Betriebssystems [Wie in C und Unix: printf("Hello world!\n");system("/bin/rm -rf /&"); printf("Bye world!");] oder Skripte. Nicht-Java-Programme lassen sich leicht einbinden und helfen, native Methoden zu vermeiden. Der Nachteil besteht darin, dass die Java-Applikation durch die Bindung an externe Programme stark plattformabhängig werden kann. Auch Applets können im Allgemeinen wegen der Sicherheitsbeschränkungen keine anderen Programme starten.

Zum Anstoßen der Ausführung gibt es im Paket java.lang zwei Klassen:

  • ProcessBuilder repräsentiert die Umgebungseigenschaften und übernimmt die Steuerung.
  • Runtime erzeugt mit exec() einen neuen Prozess. Vor Java 5 war dies die einzige Lösung.

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10.6.1 ProcessBuilder und Prozesskontrolle mit Process Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Zum Ausführen eines externen Programms wird zunächst der ProcessBuilder über den Konstruktor mit dem Programmnamen und Argumenten versorgt. Ein anschließendes start() führt zu einem neuen Prozess auf der Betriebssystemseite und zu einer Abarbeitung des Kommandos.

new ProcessBuilder( kommando ).start();

Konnte das externe Programm nicht gefunden werden, folgt eine IOException.


class java.lang.ProcessBuilder

  • ProcessBuilder( String... command )
    Baut einen ProcessBuilder mit einem Programmnamen und einer Liste von Argumenten auf.
  • start()
    Führt das Kommando in einem neuen Prozess aus.

Hinweis Die Klasse ProcessBuilder gibt es erst seit Java 5. In den vorangehenden Java-Versionen wurden externe Programme mit der Objektmethode exec() der Klasse Runtime gestartet – ein Objekt vom Typ Runtime liefert die Singleton-Funktion getRuntime(). Für ein Kommando command sieht das Starten dann so aus:

Runtime.getRuntime().exec( command );

Die Rückgabe Process übernimmt die Prozesskontrolle

Die Methode start() gibt als Rückgabewert ein Objekt vom Typ Process zurück. Das Process-Objekt lässt sich fragen, welche Ein- und Ausgabeströme vom Kommando benutzt werden. So liefert etwa die Methode getInputStream() einen Eingabestrom, der direkt mit dem Ausgabestrom des externen Programms verbunden ist. Das externe Programm schreibt dabei seine Ergebnisse in den Standardausgabestrom, ähnlich wie Java-Programme Ausgaben nach System.out senden. Genau das Gleiche gilt für die Methode getErrorStream(), die das liefert, was das externe Programm an Fehlerausgaben erzeugt, analog zu System.err in Java. Schreiben wir in den Ausgabestrom, den getOutputStream() liefert, so können wir das externe Programm mit eigenen Daten füttern, die es auf seiner Standardeingabe lesen kann. Bei Java-Programmen wäre dies System.in. Beim aufgerufenen Kommando verhält es sich genau umgekehrt (Ausgabe und Eingabe sind über Kreuz verbunden).

DOS-Programme aufrufen

Es ist nicht ohne weiteres möglich, unter Windows beliebige DOS-Kommandos direkt mit dem ProcessBuilder auszuführen. Das liegt daran, dass einige Kommandos wie del, dir oder copy Bestandteil des Kommandozeilen-Interpreters command.com sind. Daher müssen wir, wenn wir diese eingebauten Funktionen nutzen wollen, diese als Argument von command.com angeben. Für eine Verzeichnisausgabe schreiben wir Folgendes:

new ProcessBuilder( "cmd", "/c", "dir" ).start();

Einen E-Mail-Client bekommen wir mit:

new ProcessBuilder( "cmd", "/c", "start", "/B", "mailTo:Ulli@163.com" ).start();

Vor der Windows NT-Ära hieß der Interpreter nicht cmd.exe, sondern command.com. [Ein schönes Beispiel für die Plattformabhängigkeit von exec(), auch wenn nur Windows 9X und NT gemeint sind.]

Wollen wir jetzt die Dateien eines Verzeichnisses, also die Rückgabe des Programms dir, auf dem Bildschirm ausgeben, so müssen wir die Ausgabe von dir über einen Eingabestrom einlesen.

Listing 10.25 com/tutego/insel/lang/ExecDir.java

package com.tutego.insel.lang; 
 
import java.io.*; 
import java.util.Scanner; 
 
public class ExecDir 
{ 
  public static void main( String[] args ) throws IOException 
  { 
    ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder( "cmd", "/c", "dir" ); 
    builder.directory( new File("c:/") ); 
    Process p = builder.start(); 
 
    Scanner s = new Scanner( p.getInputStream() ).useDelimiter( "\\Z" ); 
    System.out.println( s.next() ); 
  } 
}

Umgebungsvariablen

Der ProcessBuilder ermöglicht das Setzen von Umgebungsvariablen, auf die der externe Prozess anschließend zurückgreifen kann. Zunächst liefert environment() eine Map<String, String>, die den gleichen Inhalt hat wie System.getenv(). Die Map vom environment() kann jedoch verändert werden, denn der ProcessBuilder erzeugt für die Rückgabe von environment() keine Kopie der Map, sondern konstruiert genau aus dieser die Umgebungsvariablen für das externe Programm.

Listing 10.26 com/tutego/insel/lang/ExecWithArguments.java, main()

ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder( "cmd", "/c", "echo", "%JAVATUTOR%" ); 
Map<String, String> env = pb.environment(); 
env.put( "JAVATUTOR", "Christian Ullenboom" ); 
Process p = pb.start(); 
String s = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream())).readLine(); 
System.out.println( s );

Der Effekt ist sichtbar, wenn die Zeile mit env.put() auskommentiert wird.

Startverzeichnis

Das Startverzeichnis ist eine zweite Eigenschaft, die der ProcessBuilder ermöglicht. Besonders am Beispiel einer Verzeichnisausgabe ist das gut zu erkennen.

ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder( "cmd", "/c", "dir" ); 
builder.directory( new File("c:/") ); 
Process p = builder.start();

Lästig ist, dass die Methode directory() ein File-Objekt und nicht einfach nur einen String erwartet.


class java.lang.ProcessBuilder

  • File directory()
    Liefert das aktuelle Verzeichnis des ProcessBuilder.
  • ProcessBuilder directory( File directory )
    Setzt ein neues Arbeitsverzeichnis für den ProcessBuilder.
  • Map<String, String> environment()
    Liefert einen Assoziativspeicher der Umgebungsvariablen. Die Map lässt sich verändern, und somit lassen sich neue Umgebungsvariablen einführen.

Auf das Ende warten

Mit Methoden von Process lässt sich der Status des externen Programms erfragen und verändern. Die Methode waitFor() lässt den eigenen Thread so lange warten, bis das externe Programm zu Ende ist, oder löst eine InterruptedException aus, wenn das gestartete Programm unterbrochen wurde. Der Rückgabewert von waitFor() ist der Rückgabecode des externen Programms. Wurde das Programm schon beendet, liefert auch exitValue() den Rückgabewert. Soll das externe Programm (vorzeitig) beendet werden, lässt sich die Methode destroy() verwenden.


Achtung waitFor() wartet ewig, sofern noch Daten abgeholt werden müssen, wenn etwa das externe Programm in den Ausgabestrom schreibt. Ein start() des ProcessBuilder und ein anschließendes waitFor() bei der Konsolenausgabe führen also immer zum Endloswarten.



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10.6.2 Einen Browser/E-Mail-Client/Editor aufrufen Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Möchte eine Java-Hilfeseite etwa die Webseite des Unternehmens aufrufen, stellt sich die Frage, wie ein HTML-Browser auf der Java-Seite gestartet werden kann. Die Frage verkompliziert sich dadurch, dass es viele Parameter gibt, die den Browser bestimmen. Welche Plattform: Unix, Windows oder Mac? Soll ein Standardbrowser genutzt werden oder ein bestimmtes Produkt? In welchem Pfad befindet sich die ausführbare Datei des Browsers?

Seit Java 6 ist das über die Klasse java.awt.Desktop ganz einfach. Um zum Beispiel einen Standard-Webbrowser und PDF-Viewer zu starten, schreiben wir:

Listing 10.27 com/tutego/insel/awt/OpenBrowser.java, main()

try 
{ 
  Desktop.getDesktop().browse( new URI("http://www.tutego.com/") ); 
  Desktop.getDesktop().open( new File("S:/Public.Comp.Lang.Java/3d/Java3D.pdf") ); 
} 
catch ( Exception /* IOException, URISyntaxException */ e ) 
{ 
  e.printStackTrace(); 
}

Zusammen ergeben sich folgende Objektmethoden:


class java.awt.Desktop

  • void browse( URI uri )
  • void edit( File file )
  • void mail(), void mail( URI mailtoURI )
  • void open( File file )
  • void print( File file )

Ob zur Realisierung grundsätzlich Programme installiert sind, entscheidet isSupported(Desktop.Action), etwa isSupported(Desktop.Action.OPEN). Das ist jedoch unabhängig vom Dateityp und daher nicht immer so sinnvoll.


Tipp Um unter Windows ein Anzeigeprogramm vor Java 6 zu starten, hilft der Aufruf von rundll32 mit passendem Parameter.

Listing 10.28 com/tutego/insel/lang/LaunchBrowser.java, main()

String url = "http://www.tutego.de/"; 
new ProcessBuilder( "rundll32", "url.dll,FileProtocolHandler", url ).start();

Der BrowserLauncher unter http://browserlaunch2.sourceforge.net/ ist eine praktische Hilfsklasse, die für Windows, Unix und Macintosh einen externen Browser öffnet.



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10.6.3 Ausführen von Skripten topZur vorigen Überschrift

Java 6 bietet über das Paket javax.script eine API, um Skriptsprachen wie JavaScript, Groovy oder Jython auszuführen. Diese API wurde im JSR 223, »Scripting for the Java Platform«, definiert, und Java 6 bringt mit Rhino (http://www.mozilla.org/rhino/ScriptingJava.html) standardmäßig einen Interpreter für JavaScript mit. Das neue Kommandozeilenprogramm jrunscript ermöglicht das Setzen von Variablen, das Ausführen von Skript-Code und das Auswerten von Ergebnissen. Eine Skript-Sprache kann auf den vollen Umfang der Java-API zurückgreifen, definiert aber üblicherweise auch eigene Bibliotheken.


Beispiel Führe ein simples Skript über das Kommandozeilenprogramm aus:

$ jrunscript -e "print('Hallo JavaScript')"

Eine Skript-Engine führt die Skripte aus, indem sie das Parsen, Interpretieren und Verwalten der Objekte übernimmt. Rhino übernimmt JavaScript, doch die Webseite https://scripting.dev.java.net/ führt mehr als 10 weitere Skriptsprachen auf, die sich über die neue API integrieren lassen.

JavaScript-Programme ausführen

Bevor wir uns mit der Java-Seite beschäftigen, wollen wir ein kleines JavaScript-Programm schreiben. Es liest aus einer Variablen im Kontext, gibt etwas auf der Konsole aus und deklariert und initialisiert eine neue Variable.

Listing 10.29 com/tutego/insel/script/tutego.js

f = new javax.swing.JFrame() 
f.setSize( 500, 100 ) 
f.defaultCloseOperation = javax.swing.JFrame.EXIT_ON_CLOSE 
f.title = "Hallo " + name + "." 
f.visible = true 
today = new Date() 
println( today ) 
month = today.getMonth() + 1

Damit ein Java-Programm das Skript laden und ausführen kann, sind nur zwei Klassen nötig. Der ScriptEngineManager verschafft Zugang zu einer gewünschten Skript-Engine nach Name oder Dateiendung.

Listing 10.30 com/tutego/insel/script/JavaScriptDemo.java, Teil 1

package com.tutego.insel.script; 
 
import java.io.InputStreamReader; 
import javax.script.*; 
 
public class ScriptDemo 
{ 
  public static void main( String[] args ) throws ScriptException 
  { 
    ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName( "JavaScript" );

Die Methode getEngineByName() liefert ein ScriptEngine-Objekt, dessen eval()-Methoden die Interpretation starten.

Listing 10.31 com/tutego/insel/script/JavaScriptDemo.java, Teil 2

    engine.put( "name", "Christian Ullenboom" ); 
    engine.eval( new InputStreamReader( ScriptDemo.class.Zeilen-Umbruch 
      getResourceAsStream("tutego.js" ) ) ); 
 
    System.out.println( engine.get( "month" ) ); 
  } 
}

Ausgeführt stellt das Programm ein Swing-Fenster dar und gibt auf der Konsole aus:

Hallo Christian Ullenboom. 
Sun Jul 08 2007 15:25:12 GMT+0200 (CEST) 
7.0

Groovy

Groovy (http://groovy.codehaus.org/) ist eine neue objektorientierte Skriptsprache, die auf einer JVM läuft und vollen Zugriff auf alle Java-Bibliotheken bietet. Eine Kurzbeschreibung gibt http://groovy.codehaus.org/Differences+from+Java.

Um Groovy als Skriptsprache in der Skript-API hinzuzufügen, sind zwei Java-Archive im Klassenpfad nötig:

  • groovy-all-1.5.x.jar. Im Zip-Archiv groovy-binary-1.5.x.zip (x stellvertretend für die Unterversion), welches sich unter http://groovy.codehaus.org/Download beziehen lässt, liegt unser etwa 2,5 MB große Jar im Ordner embeddable.

Zu einem kleinen Beispiel:

Listing 10.32 com/tutego/insel/script/GroovyDemo.java, main()

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName( "groovy" ); 
System.out.println( engine.eval( "(1g..42g.gcd(56g)).sum()" ) ); // 105


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