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 14 Dateien und Datenströme
Pfeil 14.1 Datei und Verzeichnis
Pfeil 14.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse File
Pfeil 14.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?
Pfeil 14.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute
Pfeil 14.1.4 Wurzelverzeichnis, Laufwerksnamen, Plattenspeicher
Pfeil 14.1.5 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen
Pfeil 14.1.6 Verzeichnisse listen und Dateien filtern
Pfeil 14.1.7 Dateien berühren, neue Dateien anlegen, temporäre Dateien
Pfeil 14.1.8 Dateien und Verzeichnisse löschen
Pfeil 14.1.9 Verzeichnisse nach Dateien iterativ durchsuchen
Pfeil 14.1.10 URL- und URI-Objekte aus einem File-Objekt ableiten
Pfeil 14.1.11 Mit Locking Dateien sperren
Pfeil 14.1.12 Sicherheitsprüfung
Pfeil 14.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff
Pfeil 14.2.1 Ein RandomAccessFile zum Lesen und Schreiben öffnen
Pfeil 14.2.2 Aus dem RandomAccessFile lesen
Pfeil 14.2.3 Schreiben mit RandomAccessFile
Pfeil 14.2.4 Die Länge des RandomAccessFile
Pfeil 14.2.5 Hin und her in der Datei
Pfeil 14.3 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
Pfeil 14.3.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
Pfeil 14.3.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
Pfeil 14.3.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
Pfeil 14.3.4 Das FileDescriptor-Objekt
Pfeil 14.4 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
Pfeil 14.4.1 Die abstrakten Basisklassen
Pfeil 14.4.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
Pfeil 14.4.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
Pfeil 14.4.4 Die Schnittstellen Closeable und Flushable
Pfeil 14.4.5 Ein Datenschlucker
Pfeil 14.4.6 Die abstrakte Basisklasse InputStream
Pfeil 14.4.7 Ressourcen aus dem Klassenpfad und aus Jar–Archiven laden
Pfeil 14.4.8 Ströme mit SequenceInputStream zusammensetzen
Pfeil 14.4.9 Die abstrakte Basisklasse Writer
Pfeil 14.4.10 Die Schnittstelle Appendable
Pfeil 14.4.11 Die abstrakte Basisklasse Reader
Pfeil 14.5 Formatierte Textausgaben
Pfeil 14.5.1 Die Klassen PrintWriter und PrintStream
Pfeil 14.5.2 System.out, System.err und System.in
Pfeil 14.5.3 Geschützte Passwort-Eingaben mit der Klasse Console
Pfeil 14.6 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-Feldern
Pfeil 14.6.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllen
Pfeil 14.6.2 CharArrayWriter
Pfeil 14.6.3 StringReader und CharArrayReader
Pfeil 14.6.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreiben
Pfeil 14.6.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesen
Pfeil 14.7 Datenströme filtern und verketten
Pfeil 14.7.1 Streams als Filter verketten
Pfeil 14.7.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter/BufferedOutputStream
Pfeil 14.7.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStream
Pfeil 14.7.4 LineNumberReader zählt automatisch Zeilen mit
Pfeil 14.7.5 Daten mit der Klasse PushbackReader zurücklegen
Pfeil 14.7.6 DataOutputStream/DataInputStream
Pfeil 14.7.7 Basisklassen für Filter
Pfeil 14.7.8 Die Basisklasse FilterWriter
Pfeil 14.7.9 Ein LowerCaseWriter
Pfeil 14.7.10 Eingaben mit der Klasse FilterReader filtern
Pfeil 14.8 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
Pfeil 14.8.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
Pfeil 14.8.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader
Pfeil 14.9 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes
Pfeil 14.9.1 PipedOutputStream und PipedInputStream
Pfeil 14.9.2 PipedWriter und PipedReader
Pfeil 14.10 Datenkompression
Pfeil 14.10.1 Java-Unterstützung beim Komprimieren
Pfeil 14.10.2 Datenströme komprimieren
Pfeil 14.10.3 Zip-Archive
Pfeil 14.10.4 Jar-Archive
Pfeil 14.11 Prüfsummen
Pfeil 14.11.1 Die Schnittstelle Checksum
Pfeil 14.11.2 Die Klasse CRC32
Pfeil 14.11.3 Die Adler32-Klasse
Pfeil 14.12 Persistente Objekte und Serialisierung
Pfeil 14.12.1 Objekte mit der Standard-Serialisierung speichern und lesen
Pfeil 14.12.2 Zwei einfache Anwendungen der Serialisierung
Pfeil 14.12.3 Die Schnittstelle Serializable
Pfeil 14.12.4 Nicht serialisierbare Attribute aussparen
Pfeil 14.12.5 Das Abspeichern selbst in die Hand nehmen
Pfeil 14.12.6 Tiefe Objektkopien
Pfeil 14.12.7 Versionenverwaltung und die SUID
Pfeil 14.12.8 Wie die ArrayList serialisiert
Pfeil 14.12.9 Probleme mit der Serialisierung
Pfeil 14.12.10 Serialisieren in XML-Dateien
Pfeil 14.12.11 JavaBeans Persistence
Pfeil 14.12.12 XStream
Pfeil 14.13 Tokenizer
Pfeil 14.13.1 StreamTokenizer
Pfeil 14.13.2 CSV-Dateien verarbeiten
Pfeil 14.14 Zum Weiterlesen


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14.9 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Kommunikation zwischen Programmteilen kann auf vielfältige Weise geschehen. Einige Möglichkeiten haben wir bei Threads kennengelernt. Bei getrennten Programmen lässt sich die Kommunikation über Dateien realisieren. Auch Datenströme können von einem Teil geschrieben und vom anderen gelesen werden. Wenn wir jedoch mit Threads arbeiten, wäre eine Kommunikation über Dateien zwar denkbar, aber zu aufwändig. Ein anderes Stromkonzept ist praktisch.


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14.9.1 PipedOutputStream und PipedInputStream Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Einfacher ist der Austausch der Daten über eine so genannte Pipe. Sie wird gebildet über Paare spezieller Stromklassen PipedOutputStream/PipedInputStream beziehungsweise PipedWriter/PipedReader, übliche Unterklassen von OutputStream/InputStream und Writer/Reader. (Wir verfolgen im nächsten Beispiel die Byte-Variante.) Wenn dann Threads Daten austauschen wollen, kann ein Produzent sie über write() in den Ausgabestrom schreiben, und der andere Thread wird sie dort über read() empfangen können.

Natürlich muss ein schreibender Pipe-Strom wissen, wer der Empfänger ist. Daher müssen die Schreib-/Lese-Pipes miteinander verbunden werden. Eine Möglichkeit bietet connect().


Beispiel Ein PipedOutputStream soll mit einem PipedInputStream verbunden werden.

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(); 
PipedInputStream  pis = new PipedInputStream();
pos.connect( pis ); 
// oder pis.connect( pos );

Werden jetzt Daten produziert und in den pos geschrieben, kommen sie über den pis wieder an und können dort konsumiert werden.


Ob wir nun vom PipedOutputStream die Methode connect(PipedInputStream) nehmen oder vom PipedInputStream die Methode connect(PipedOutputStream), ist dabei egal.

Anstatt nach dem Aufbau der Ströme über den Standard-Konstruktor beide mit connect() zu verbinden, gibt es eine alternative Lösung: Entweder lässt sich nach dem Erzeugen des Piped-OutputStream über den Standard-Konstruktor das frische Strom-Objekt in den parametrisierten Konstruktor von PipedInputStream übergeben oder eben umgekehrt ein neues PipedInputStream-Objekt in den parametrisierten Konstruktor von PipedOutputStream legen.


Beispiel Verbinde den Eingabe-Stream pis mit dem Ausgabe-Stream pos:

PipedInputStream  pis = new PipedInputStream(); 
PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream( pis );

Interna

Der Austausch der Daten geschieht über einen internen Puffer, den PipedInputStream anlegt. Die Daten, die PipedOutputStream über write() schreiben soll, gelangen direkt zum Puffer des Eingabestroms. Werfen wir einen kurzen Blick auf die relevanten Teile der Implementierung:

class PipedOutputStream extends OutputStream 
{ 
   private PipedInputStream sink; 
 
   public PipedOutputStream( PipedInputStream snk ) 
      throws IOException 
   { 
    /* Auskommentierte Fehlerbehandlung */ 
    sink = snk; 
    snk.in = –1; 
    snk.out = 0; 
    snk.connected = true; 
  } 
 
  public void write( int b )  throws IOException 
  { 
    if ( sink == null ) 
      throw new IOException( "Pipe not connected" ); 
 
    sink.receive( b ); 
  } 
}

Der PipedInputStream nutzt intern einen Puffer von standardmäßig 1.024 Elementen. Das bedeutet: Der Schreibende kann standardmäßig bis zu 1.024 Byte (oder Zeichen bei Piped-Reader) produzieren, bis die Kommunikation stoppen muss. Denn mit dieser Größe ist der Puffer voll und der Produzent blockiert; der Lesende muss den Puffer erst leeren, damit der Konsument weiterarbeiten darf. Umgekehrt bedeutet dies, dass der lesende Thread bei ungenügend vielen Zeichen warten muss, bis der Schreiber die nötige Anzahl hinterlegt hat. Dafür wird intern mittels Thread-Synchronisation gearbeitet. Lebt die andere Seite nicht mehr, gibt es eine IOException.

Seit Java 6 lässt sich die Größe über einen Konstruktor wie PipedInputStream(int pipeSize), PipedInputStream(PipedOutputStream src, int pipeSize), PipedReader(int pipeSize) oder PipedReader(PipedWriter src, int pipeSize) setzen.


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14.9.2 PipedWriter und PipedReader topZur vorigen Überschrift

Die Klassen PipedWriter und PipedReader sind die char-Varianten für die sonst byte-orientierten Klassen PipedOutputStream und PipedInputStream. Diese sollen uns als Beispiel dienen. Zwei Threads arbeiten miteinander und tauschen Daten aus. Der eine Thread produziert Zufallszahlen, die ein anderer Thread auf dem Bildschirm darstellt.

Listing 14.29 com/tutego/insel/io/stream/PipeDemo.java, PipeRandomWriter

package com.tutego.insel.io.stream; 
 
import java.io.*; 
 
class PipeRandomWriter extends PipedWriter implements Runnable 
{ 
  @Override public void run() 
  { 
    while ( true ) { 
      try 
      { 
        write( String.format("%f%n", Math.random()) ); 
        Thread.sleep( 200 ); 
      } 
      catch ( Exception e ) { e.printStackTrace(); } 
    } 
  } 
}

Der Thread ist eine Spezialisierung von PipedWriter und produziert in run() endlos Zufallszahlen, die in den Ausgabestrom vom PipedWriter geschoben werden. Der PipeRandomReader wiederum ist ein PipedReader, der über einen BufferedReader alle geschriebenen Zeilen ausliest.

Listing 14.30 com/tutego/insel/io/stream/PipeDemo.java, PipeRandomReader

class PipeRandomReader extends PipedReader implements Runnable 
{ 
  @Override public void run() 
  { 
    BufferedReader br = new BufferedReader( this ); 
 
    while ( true ) 
      try 
      { 
        System.out.println( br.readLine() ); 
      } 
      catch ( IOException e ) { e.printStackTrace(); } 
  } 
}

Das Hauptprogramm erzeugt die beiden spezialisierten Pipes und verbindet sie. Danach werden die Threads gestartet.

Listing 14.31 com/tutego/insel/io/stream/PipeDemo.java, PipeDemo

public class PipeDemo 
{ 
  public static void main( String[] args ) throws Exception 
  { 
    PipeRandomWriter out = new PipeRandomWriter(); 
    PipeRandomReader in  = new PipeRandomReader(); 
    in.connect( out ); 
 
    new Thread( out ).start(); 
    new Thread( in ).start(); 
  } 
}


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