Programmieren in Java

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1 Programmieren in Java Vorlesung 12: Metawissen Java Bibliotheken, Maven Robert Jakob Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Germany SS 2013 Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 1 / 33

2 Inhalt Java Bibliotheken Maven Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 2 / 33

3 Java Bibliotheken Bibliotheken Sammlung von Paketen und deren Klassen Lösungen für thematisch zusammengehörendes Problem Selbst nicht ausführbar Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 3 / 33

4 Java Bibliotheken Beispiel Bibliothek: package simplemath; public class Arith { public static int add(int x, int y) {... } public static int sub(int x, int y) {... } } Programm: package calculator; // Uses package from library import simplemath.arith; public class Calculator { public static void main(string[] args) {... } Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 4 / 33

5 Java Bibliotheken Bibliotheken in Java Java Archive: JAR Zip-Dateien mit Metainformationen Inhalt eines JAR: Ordner(packages) mit Klassen (.class) und/oder Quellen (.java) Ordner META INF mit Metainformationen Resourcen (Bilder,... ) Ausschnitt einer Jar-Datei: META INF \ MANIFEST.MF \ simplemath \ Arith.class Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 5 / 33

6 Java Bibliotheken Das Jar-Tool Kommandozeilentool jar Anzeigen der Inhalte eines Jar: $ jar tf simplemath.jar Entpacken eines Jar: $ jar xf simplemath.jar Erzeugen eines Jar $ jar cf simplemath.jar simplemath Erzeugen in Eclipse: Projektexport > Java > Jar file Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 6 / 33

7 Java Bibliotheken Aufruf eines Java Programms Einfacher Aufruf eines Java-Program (Eclipse > Run): $ java calculator.calculator Main-Methode von calculator.calculator soll aufgerufen werden Classfile wird erwartet unter \ calculator \ Calculator.class Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 7 / 33

8 Java Bibliotheken Aufruf mit Bibliotheken Mit Verwendung von Jars: Angabe wo Klassen bzw. Jars zu suchen sind: Classpath Angaben: CLASSPATH oder Argument zum java Aufruf $ java -cp arith.jar:. calculator.calculator Classpath: Pakete und Klassen in arith.jar Pakete und Klassen im Verzeichnis. Aufruf innerhalb von Eclipse: Show View, Debug, Debug, Properties auf Prozess Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 8 / 33

9 Java Bibliotheken Einbinden einer Bibliothek in ein Eclipseprojekt Copy and Paste (JAR liegt im Repository) Add External Jar (Absoluter Pfad im.classpath) User Library (Namensreferenz im Workspaces) Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 9 / 33

10 Java Bibliotheken Metadaten Meta-Daten in MANIFEST.MF (Ausschnitt): Ausführbare Klasse/Ausführbares Jar Versionsnummer Versiegelte Klassen Sicherheit Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 10 / 33

11 Java Bibliotheken Ausführbares JAR META-INF/MANIFEST.MF: Manifest Version: 1.0 Main Class: calculator.calculator Datei muss mit Newline enden! Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 11 / 33

12 Java Bibliotheken Ausführbares JAR META-INF/MANIFEST.MF: Manifest Version: 1.0 Main Class: calculator.calculator Datei muss mit Newline enden! Setzen der ausführbaren Klassen beim Erzeugen: $ jar cfe calculator.jar calculator.calculator calculator Ausführen: $ java -jar calculator.jar Angabe von Classpath nicht möglich! Eclipse: Export Jar File, Angabe der Main-Class. Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 11 / 33

13 Java Bibliotheken Versionsinformationen Name: calculator Specification Title: My Calculator Specification Version: 1.2 Specification Vendor: My Company, Inc Implementation Title: My Calculator Implementation Version: build57 Implementation Vendor: Example Tech, Inc. Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 12 / 33

14 Java Bibliotheken Sealing Packages in JARs Idee: Sicherstellung, dass alle Inhalte eines Paketes aus einem Jar kommen. Vermeidung von Konflikten beim verwenden mehrere Jars. Name: simplemath/ Sealed: True Hinweis: Package muss mit / enden! Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 13 / 33

15 Java Bibliotheken Signieren von JARs Basiert auf Public-Private-Key Kryptographie 1 1 Details siehe Vorlesung Internetsecurity. Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 14 / 33

16 Java Bibliotheken Verifizieren Nutzer der Bibliothek: Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 15 / 33

17 Java Bibliotheken Probleme mit Jars Sichtbarkeit, Schnittstellen, erforderliche Pakete, dynamisches Laden/Entfernen OSGi-Bundles Versions- und Namenskonflikte NoSuchMethodException ClassNotFoundException Abhängigkeitsverwaltung Maven Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 16 / 33

18 Java Bibliotheken Maven Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 17 / 33

19 Maven - Was ist das? Anwendungsbereiche: Kompilierung Quelltext Verteilung Projektmanagement Quelltext Websites, Berichte,... Wofür ist das gut? Vereinfacht Verwaltung von Java-Projekten mit Abhängigkeiten Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 18 / 33

20 Convention over Configuration Standardeinstellungen sind ausreichend für normalen Gebrauch In Maven: Verzeichnisse für Quelltext, Tests Verzeichnisse für Ausgabe Namensgebung der Ausgabedateien Vorgefertigter Lebenszyklus (life-cycle) Erweiterung durch Plugins Compiler (maven-compiler-plugin) Unit Tests (maven-surefire-plugin) Code Coverage (maven-emma-plugin) Viele mehr Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 19 / 33

21 Projektmodel Project Object Model (POM) Kennzeichen: Abhängigkeiten zu anderen Projekten (Dependency Managment) Orte anderer Projekte (Repositories) Wiederverwendbarkeit der Build Logik Portierbarkeit und Integration (Eclipse, Netbeans,... ) Suchen nach Projekten und deren Metainformationen (Nexus 2 ) 2 Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 20 / 33

22 Projektmodel als XML pom.xml als Projektbeschreibungsdatei Informationen die nicht den Standardeinstellungen entsprechen <project> <modelversion>4.0.0</modelversion> <groupid>de.uni freiburg.informatik.proglang</groupid> <artifactid>myproject</artifactid> <version>1.0 SNAPSHOT</version> </project> Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 21 / 33

23 Project Object Model Super POM 3 Basis für alle POM 3 pom-relationships-sect-pom.html#ex-super-pom Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 22 / 33

24 Project Object Model Super POM 3 Basis für alle POM Einfachstes POM <project> <modelversion>4.0.0</modelversion> <groupid>de.uni freiburg.informatik.proglang</groupid> <artifactid>myproject</artifactid> <version>1.0 SNAPSHOT</version> </project> 3 pom-relationships-sect-pom.html#ex-super-pom Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 22 / 33

25 Project Object Model Super POM 3 Basis für alle POM Einfachstes POM <project> <modelversion>4.0.0</modelversion> <groupid>de.uni freiburg.informatik.proglang</groupid> <artifactid>myproject</artifactid> <version>1.0 SNAPSHOT</version> </project> Effektives POM mvn help:effective-pom 3 pom-relationships-sect-pom.html#ex-super-pom Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 22 / 33

26 Standardvorgaben Quelltext: src/main/java enthält Java Quelltext src/main/resources enthält Bilder, etc. Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 23 / 33

27 Standardvorgaben Quelltext: src/main/java enthält Java Quelltext src/main/resources enthält Bilder, etc. Tests: src/test/java enthält Unit Tests src/test/resources enthält Unit Tests Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 23 / 33

28 Standardvorgaben Quelltext: src/main/java enthält Java Quelltext src/main/resources enthält Bilder, etc. Tests: src/test/java enthält Unit Tests src/test/resources enthält Unit Tests Ausgabe: target Ausgabeverzeichnis target/classes Klassenausgabe target/test-classes Testklassenausgabe Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 23 / 33

29 Java Version Standard Java Version ist 1.3 Setzen der Version in pom.xml <properties> <maven.compiler.source>1.7</maven.compiler.source> <maven.compiler.target>1.7</maven.compiler.target> </properties> Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 24 / 33

30 Skelett erzeugen Einfaches Hello World -Skelett Interaktive Abfrage nach weiteren Feldern des POM mvn archetype:generate \ DarchetypeGroupId=org.apache.maven.archetypes \ DarchetypeArtifactId=maven archetype quickstart Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 25 / 33

31 Lebenszyklus clean Aufräumen von generierten Objekten 4 default Erzeugen von Objekten site Erzeugen von Berichten, Webseiten,... 4 Sourcecode, Resourcen,... Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 26 / 33

32 Lebenszyklus clean clean:pre-clean Phase, welche von Plugins genutzt werden kann clean:clean Eigentlicher Löschvorgang von ${basedir}/target clean:post-clean Phase, welche von Plugins genutzt werden kann $ mvn clean Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 27 / 33

33 Lebenszyklus default Manchmal auch build genannt Phasen (Auswahl): validate generate-sources generate-resources compile generate-test-sources test-compile test package integration-test verify install deploy Plugins werden in den entsprechenden Phasen aufgerufen (z.b. maven-compiler-plugin) Aufruf z.b. $ mvn test Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 28 / 33

34 Bindung der Phasen an Ziele Phase process-resources compile process-test-resources test-compile test package install deploy Plugin-Ziel resources:resources compiler:compile resources:testresources compiler:testcompile surefire:test jar:jar install:install deploy:deploy Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 29 / 33

35 Lebenszyklus site Erzeugen eines Reports bzw. einer Webseite $ mvn site Projektzusammenfassung Ansprechpartner Abhängigkeitsinformationen Javadoc Checkstyle Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 30 / 33

36 Dependencies Abhängigkeiten zu anderen Bibliotheken und Projekten Dependencies in Maven: groupid:artifactid:jar:version (junit:junit:jar:4.11) Scope: compile, provided, runtime, test Zentrales Repository ( Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 31 / 33

37 Dependencies Abhängigkeiten zu anderen Bibliotheken und Projekten Dependencies in Maven: groupid:artifactid:jar:version (junit:junit:jar:4.11) Scope: compile, provided, runtime, test Zentrales Repository ( Dependency in POM: <dependencies> <dependency> <groupid>junit</groupid> <artifactid>junit</artifactid> <version>4.11</version> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies> Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 31 / 33

38 Dependencies (2) Bibliotheken können von weiteren Bibliotheken abhängen junit hängt von org.hamcrest:hamcrest-core:jar:1.3 ab Diese Abhängigkeiten werden automatisch erfüllt Konflikte möglich: Bibliothek A in Version 1.0 erforderlich Bibliothek B in Version 2.0 erforderlich Lösungsmöglichkeit Angabe von Versionsbereichen: (3.8.1,4.11] gezieltes Entfernen von Abhängigkeiten Weitere Infos hier pom-relationships-sect-project-dependencies.html Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 32 / 33

39 Referenzen Weitere Infos Maven Homepage Maven: The Definitive Guide Robert Jakob (Univ. Freiburg) Programmieren in Java JAVA 33 / 33