Java: Föreläsning 8 B

Innehåll i föreläsning 8 B

• Skräpsamling revisited
• Inre klasser igen
• Look and feel i Swing
• Mer om Swing
• Ett exempel på en Swing-komponent: JComboBox
• Ett exempel på en Swing-komponent: ButtonGroup
• En ButtonGroup kan innehålla olika sorters knappar
• Överkurs, men nödvändigt ibland: Reflektion

Skräpsamling revisited

Det här med skräpinsamling, hur var det med det egentligen? Om jag t ex skapar objekt med "new" hur tar jag bort dem? Det där automatiska var ju inte att lita på?

• Man behöver aldrig bry sig om att frigöra minne, som i C med free och i C++ med delete.
• Minnet frigörs automatiskt av Javas skräpsamlare (garbage collector).
• Men! Man vet inte när Java får lust att köra skräpsamlaren. I ett program som är igång länge (som en webbserver) kanske den körs nu med en gång, eller kanske om en stund, eller kanske om en vecka.
• Skräpsamlaren körs automatiskt om minnet håller på att bli fullt, så man behöver (fortfarande) inte bry sig om att frigöra minne.
• Även annan uppstädning görs av skräpsamlaren, till exempel att stänga öppna filer som inte längre används.
• Om komplicerad uppstädning behövs, till exempel att stänga fönster, kan man göra det i finalize-metoden. Skräpsamlaren anropar finalize när den ska städa bort objektet.
• Men! Man vet ju inte när skräpsamlaren körs, och därmed inte när finalize kommer att anropas. (Kanske nu med en gång, kanske nästa vecka!) Om finalize ska stänga ett fönster som inte längre behövs, försvinner fönstret kanske med en gång, eller kanske nästa vecka.
• Undvik därför finalize!
• Hur ska man då stänga fönstret? Gör det själv, explicit i koden:
  frame.setVisible(false);
• Samma sak med öppna filer, socketar och andra resurser som behöver frigöras: Frigör dem själv, explicit i koden när de inte längre behövs! Exempel:
  socket.close();
  file.close();

import java.io.*;
import java.util.*;

public class FileCounter1 {
    public static void main(String[] args) {    
        try {

            int nrFiles = 0;
            ArrayList<BufferedReader> files = new ArrayList<BufferedReader>();
            while (true) {
                BufferedReader in =
                    new BufferedReader(new FileReader("dummy.txt"));
                files.add(in);
                ++nrFiles;
                System.out.println("nrFiles = " + nrFiles);
            }

        }
        catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("Exception caught: " +
                               e.getMessage());
        }
    } // main
} // class FileCounter1

FileCounter1 kraschar:

nrFiles = 1
nrFiles = 2
nrFiles = 3
nrFiles = 4
nrFiles = 5
nrFiles = 6
nrFiles = 7

...

nrFiles = 1017
nrFiles = 1018
nrFiles = 1019
nrFiles = 1020
nrFiles = 1021
Exception caught: dummy.txt (Too many open files)

Programmet FileCounter2.java:

import java.io.*;
import java.util.*;

public class FileCounter2 {
    public static void main(String[] args) {    
        try {

            int nrFiles = 0;
            while (true) {
                BufferedReader in =
                    new BufferedReader(new FileReader("dummy.txt"));
                ++nrFiles;
                System.out.println("nrFiles = " + nrFiles);
            }

        }
        catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("Exception caught: " +
                               e.getMessage());
        }
    } // main
} // class FileCounter2

nrFiles = 1
nrFiles = 2
nrFiles = 3
nrFiles = 4
nrFiles = 5
nrFiles = 6
nrFiles = 7

...

nrFiles = 999998
nrFiles = 999999
nrFiles = 1000000
nrFiles = 1000001
nrFiles = 1000002
nrFiles = 1000003

...

Programmet FileCounter3.java:

import java.io.*;
import java.util.*;

class MyFileObject {
    private final BufferedReader reader;
    static int nrInstances = 0;
    static int maxNrInstances = 0;
    public MyFileObject(BufferedReader reader) {
        this.reader = reader;
        ++nrInstances;
        if (nrInstances > maxNrInstances)
            maxNrInstances = nrInstances;
        System.out.println("nrInstances up, now " + nrInstances + " (max " + maxNrInstances + ")");
    }

    public void finalize() {
        --nrInstances;
        System.out.println("nrInstances down, now " + nrInstances);
    }
} // class MyFileObject

public class FileCounter3 {
    public static void main(String[] args) {    
        try {

            int nrFiles = 0;
            while (true) {
                BufferedReader in =
                    new BufferedReader(new FileReader("dummy.txt"));
                MyFileObject mfo = new MyFileObject(in);
                ++nrFiles;
                System.out.println("nrFiles = " + nrFiles);
            }

        }
        catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("Exception caught: " +
                               e.getMessage());
        }
    } // main
} // class FileCounter3

nrInstances up, now 1 (max 1)
nrFiles = 1
nrInstances up, now 2 (max 2)
nrFiles = 2
nrInstances up, now 3 (max 3)
nrFiles = 3

...

nrInstances up, now 598 (max 598)
nrFiles = 598
nrInstances up, now 599 (max 599)
nrFiles = 599
nrInstances down, now 598
nrInstances down, now 598
nrInstances down, now 597

...

nrInstances up, now 1014 (max 1014)
nrFiles = 1232
nrInstances up, now 1015 (max 1015)
nrFiles = 1233
Exception caught: dummy.txt (Too many open files)
nrInstances down, now 1015
nrInstances down, now 1014
nrInstances down, now 1013

...

nrInstances down, now 709
nrInstances down, now 708
nrInstances down, now 707

Man måste frigöra resursern (den öppna filen) själv, med en metod som till exempel heter cleanup eller close. Programmet FileCounter4.java:

import java.io.*;
import java.util.*;

class MyFileObject {
    private final BufferedReader reader;
    static int nrInstances = 0;
    public MyFileObject(BufferedReader reader) {
        this.reader = reader;
        ++nrInstances;
        System.out.println("nrInstances up, now " + nrInstances);
    }

    public void finalize() {
        --nrInstances;
        System.out.println("nrInstances down, now " + nrInstances);
    }

    public void close() throws IOException {
        reader.close();
    }
} // class MyFileObject

public class FileCounter4 {
    public static void main(String[] args) {    
        try {

            int nrFiles = 0;
            while (true) {
                BufferedReader in =
                    new BufferedReader(new FileReader("dummy.txt"));
                MyFileObject mfo = new MyFileObject(in);
                ++nrFiles;
                System.out.println("nrFiles = " + nrFiles);
                mfo.close();

            }

        }
        catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("Exception caught: " +
                               e.getMessage());
        }
        catch (IOException e) {
            System.out.println("Exception caught: " +
                               e.getMessage());
        }
    } // main
} // class FileCounter4

Inre klasser igen

Exempel: Klassen ChatButtonWindow i programmet Client5.java från föreläsning 8.

• OK om de namnlösa lokala ActionListener-klassernas instanser använder en variabel som finns i ChatButtonWindow-instansen. Ganska lite kod att leta i!
• Tveksamt att låta ChatButtonWindow-klassens instanser använda en variabel som finns i Client5. För mycket kod att leta i!

    private class ChatButtonWindow extends JFrame {
        private PrintWriter out;
        public ChatButtonWindow(PrintWriter outParameter) {
            super("Extra chat buttons");
            out = outParameter;
            Container cp = getContentPane();
            cp.setLayout(new FlowLayout());
            JButton button1 = new JButton("Skicka förolämpning");
            cp.add(button1);
            button1.addActionListener(new ActionListener() {
                    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                        out.println("Ni, min herre, är en apa.");
                        System.out.println(
                            "Skickade en förolämpning.");
                    }
                });

            JButton button2 = new JButton("Skicka beröm");
            cp.add(button2);
            button2.addActionListener(new ActionListener() {
                    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                        out.println("Du är bäst!");
                        System.out.println("Skickade beröm.");
                    }
                });

            JButton button3 = new JButton("Avsluta");
            cp.add(button3);
            button3.addActionListener(new ActionListener() {
                    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                        System.out.println("Avslutar.");
                        System.exit(0);
                    }
                });

            setSize(200, 200);
            setVisible(true);
        }
    } // class ChatButtonWindow

• Namnet ActionListener, som används i all världens Java-program, är långt och informativt.
• En loop-variabel, som bara existerar inuti en loop på tre rader, kan kallas i.

Look and feel i Swing

(Java följer skrivbordsschemat när man använder Windows-look-and-feelen.)

Programmet Sqrt1.java (som påminner mycket om appleten Sqrt.java från föreläsning 3):

import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.*;

public class Sqrt1 extends JFrame {
    private JLabel label = new JLabel("Här visas roten");
    private JTextField text = new JTextField("Skriv talet här");
    private JButton button = new JButton("Visa rot!");
    private ButtonListener bl = new ButtonListener();

    public Sqrt1() {
        super("Sqrt1");
        button.addActionListener(bl);
        Container cp = getContentPane();
        cp.setLayout(new FlowLayout());
        cp.add(text);
        cp.add(button);
        cp.add(label);
    }

    // Inre klass för att lyssna på knapp
    class ButtonListener implements ActionListener {

        // Hantera klick på roten-ur-knapp
        public void actionPerformed(ActionEvent event) {
            String numbuf = text.getText();
            try {
                float num = Float.parseFloat(numbuf);
                float res = (float)Math.sqrt(num);
                if (Float.isNaN(res))
                    label.setText("Det måste vara ett positivt tal.");
                else
                    label.setText("Roten ur " + num + " är " + res);
            }
            catch (NumberFormatException exc) {
                label.setText("'" + numbuf + "' är inte ett tal.");
            }
        } // actionPerformed
    } // class ButtonListener

    public static void main(String[] args) {
        Sqrt1 frame = new Sqrt1();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(200, 100);
        frame.setVisible(true);
    }
} // class Sqrt1

        String laf = UIManager.getSystemLookAndFeelClassName();
        try {
            UIManager.setLookAndFeel(laf);
            // If you want the Cross Platform L&F instead, replace
            // UIManager.getSystemLookAndFeelClassName()
            // with
            // UIManager.getCrossPlatformLookAndFeelClassName()
        } catch (UnsupportedLookAndFeelException exc) {
            System.err.println("Warning: UnsupportedLookAndFeel: " + laf);
        } catch (Exception exc) {
            System.err.println("Error loading " + laf + ": " + exc);
        }

Mer om Swing

(Klicka på bilderna nedan för att se dem i större format.)

Swing-demons första exempel, körd på Linux:

Sådär ser det ut 2007. Resten av bilderna på SwingSet2 (både från Linux och Windows) är från 2003, och då var Javas gränssnitt betydligt fulare.

Linux igen, från 2003:

Swing-demons första exempel, körd på Windows. Eftersom vi använder default-look-and-feelen ser det precis likadant ut inuti fönstret:

Swing-demons första exempel, körd på Windows, men nu med Windows-look-and-feel påslagen:

Tydlig skillnad på look and feel kan man se i filväljardialogen. Här en filväljardialog med Windows-look-and-feel:

Sama filväljardialog med default-look-and-feel:

Några fler exempel ur Swing-demon. (Provkör gärna själv!)

Ett exempel på en Swing-komponent: JComboBox

Programmet ComboBoxTest.java:

import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.*;

public class ComboBoxTest extends JFrame {
    String[] description = { "Tripp", "Trapp", "Trull" };
    JComboBox c = new JComboBox();
    JTextField t = new JTextField(5);

    public ComboBoxTest() {
        c.addItem("Tripp");
        c.addItem("Trapp");
        c.addItem("Trull");
        t.setEditable(false);

        c.addActionListener(new ActionListener() {
                public void actionPerformed(ActionEvent e){
                    JComboBox box = (JComboBox)e.getSource();
                    t.setText(box.getSelectedItem().toString());
                }
            });

        Container cp = getContentPane();
        cp.setLayout(new FlowLayout());
        cp.add(t);
        cp.add(c);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ComboBoxTest frame = new ComboBoxTest();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(200, 80);
        frame.setVisible(true);
    }
} // class ComboBoxTest

Ett exempel på en Swing-komponent: ButtonGroup

Programmet ButtonGroupTest.java:

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.border.*;

public class ButtonGroupTest extends JFrame {
    public ButtonGroupTest() {
        super("ButtonGroupTest");
        Container cp = getContentPane();
        cp.setLayout(new FlowLayout());

        ButtonGroup group = new ButtonGroup();
        JPanel panel = new JPanel();
        panel.setBorder(new TitledBorder("3 x JRadioButton"));

        JRadioButton button1 = new JRadioButton("Tripp");
        group.add(button1);
        panel.add(button1);

        JRadioButton button2 = new JRadioButton("Trapp");
        group.add(button2);
        panel.add(button2);

        JRadioButton button3 = new JRadioButton("Trull");
        group.add(button3);
        panel.add(button3);

        cp.add(panel);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ButtonGroupTest frame = new ButtonGroupTest();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(300, 100);
        frame.setVisible(true);
    }
} // class ButtonGroupTest

En ButtonGroup kan innehålla olika sorters knappar

Programmet ButtonGroups1.java:

// Adapted from Bruce Eckel's "Thinking in Java", 3d Ed, Chapter 14

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.border.*;

public class ButtonGroups1 extends JFrame {
    private static String[] ids = {
        "Tripp", "Trapp", "Trull",
    };

    public ButtonGroups1() {
        super("ButtonGroups");
        Container cp = getContentPane();
        cp.setLayout(new FlowLayout());

        ButtonGroup group = new ButtonGroup();
        JPanel panel = new JPanel();
        panel.setBorder(new TitledBorder("3 x JButton"));
        for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
            JButton button = new JButton(ids[i]);
            group.add(button);
            panel.add(button);
        }
        cp.add(panel);

        group = new ButtonGroup();
        panel = new JPanel();
        panel.setBorder(new TitledBorder("3 x JToggleButton"));
        for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
            JToggleButton button = new JToggleButton(ids[i]);
            group.add(button);
            panel.add(button);
        }
        cp.add(panel);

        group = new ButtonGroup();
        panel = new JPanel();
        panel.setBorder(new TitledBorder("3 x JCheckBox"));
        for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
            JCheckBox button = new JCheckBox(ids[i]);
            group.add(button);
            panel.add(button);
        }
        cp.add(panel);

        group = new ButtonGroup();
        panel = new JPanel();
        panel.setBorder(new TitledBorder("3 x JRadioButton"));
        for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
            JRadioButton button = new JRadioButton(ids[i]);
            group.add(button);
            panel.add(button);
        }
        cp.add(panel);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ButtonGroups1 frame = new ButtonGroups1();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(300, 300);
        frame.setVisible(true);
    }
} // class ButtonGroups1

Överkurs, men nödvändigt ibland: Reflektion

Programmet ReflectionTest.java:

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionTest extends JFrame {
    public static void showClassInfo(Object o) {
        Class c = o.getClass();
        System.out.println("Klass: " + c.getName());    

        Class sc = c.getSuperclass();
        System.out.println("Superklass: " + sc.getName());      

        Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        System.out.println("Metoder:");
        for (int i = 0; i < methods.length; ++i)
            System.out.println("    " + methods[i].getName());

        Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();
        System.out.println("Konstruktorer:");
        for (int i = 0; i < constructors.length; ++i)
            System.out.println("    " + constructors[i].getName());

        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        System.out.println("Fält:");
        for (int i = 0; i < fields.length; ++i)
            System.out.println("    " + fields[i].getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
        JButton button = new JButton("Hej");
        showClassInfo(button);
    }
} // class ReflectionTest

Klass: javax.swing.JButton
Superklass: javax.swing.AbstractButton
Metoder:
    writeObject
    getAccessibleContext
    paramString
    removeNotify
    getUIClassID
    updateUI
    isDefaultButton
    isDefaultCapable
    setDefaultCapable
Konstruktorer:
    javax.swing.JButton
    javax.swing.JButton
    javax.swing.JButton
    javax.swing.JButton
    javax.swing.JButton
Fält:
    uiClassID

Samma knappgruppsexempel som ovan, men nu med en metod som använder reflektion.

Programmet ButtonGroups2.java:

// Adapted from Bruce Eckel's "Thinking in Java", 3d Ed, Chapter 14
// Uses reflection to create groups
// of different types of AbstractButton.

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.border.*;
import java.lang.reflect.*;

public class ButtonGroups2 extends JFrame {
    private static String[] ids = {
        "Tripp", "Trapp", "Trull",
    };

    private JPanel makeButtonPanel(Class klass, String[] ids) {
        ButtonGroup group = new ButtonGroup();
        JPanel panel = new JPanel();
        String title = klass.getName();
        panel.setBorder(new TitledBorder(title));
        for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
            AbstractButton button = new JButton("failed");
            try {
                // Get the dynamic constructor method
                // that takes a String argument:
                Constructor ctor =
                    klass.getConstructor(new Class[] {String.class});
                // Create a new object:
                button = (AbstractButton)
                    ctor.newInstance(new Object[] {ids[i]});
            }
            catch (Exception e) {
                System.out.println("Exception caught: " + e);
            }
            group.add(button);
            panel.add(button);
        }
        return panel;
    }

    public ButtonGroups2() {
        super("ButtonGroups2");
        Container cp = getContentPane();
        cp.setLayout(new FlowLayout());
        cp.add(makeButtonPanel(JButton.class, ids));
        cp.add(makeButtonPanel(JToggleButton.class, ids));
        cp.add(makeButtonPanel(JCheckBox.class, ids));
        cp.add(makeButtonPanel(JRadioButton.class, ids));
    }

    public static void main(String[] args) {
        ButtonGroups2 frame = new ButtonGroups2();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(300, 300);
        frame.setVisible(true);
    }
} // class ButtonGroups2