Bài giảng Lập trình mạng

Nội dung text: Bài giảng Lập trình mạng

1. Bài giảng Lập trình mạng
2. Bài giảng Lập trình Mạng LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, hầu như việc viết một ứng dụng để chạy trên máy đơn cục bộ không còn được ưa chuộng và thích hợp nữa. Các chương trình và ứng dụng hiện đại phải tích hợp và triệu gọi lẫn nhau trên mạng Intranet (mạng cục bộ), mạng Internet (mạng toàn cầu) và ngôn ngữ lập trình Java là một trong những lựa chọn tốt nhất để làm việc này. Java là một ngôn ngữ lập trình không đơn giản, ngoài sự nổi tiếng về bản thân ngôn ngữ, nền tảng Java còn hướng đến các ứng dụng mạng như: giao tiếp trên mạng theo mô hình khách/chủ (client/server) So với lập trình thông thường, lập trình mạng đòi hỏi người lập trình những hiểu biết và kỹ năng chuyên sâu hơn để tạo giao tiếp và trao đổi dữ liệu giữa các máy tính với nhau. Để giúp sinh viên chuyên ngành CNTT trong Nhà trường có thể tiếp cận được với những kỹ thuật mới này, chúng tôi đã mạnh dạn soạn thảo cuốn “Bài giảng Lập trình mạng” để đưa vào giảng dạy cho sinh viên CNTT học năm thứ 3 trong Nhà trường. Cuốn bài giảng này được soạn thảo dựa trên nền tảng các sinh viên CNTT sau 2 năm học đầu trong trường đã được trang bị đầy đủ các kiến thức về Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, Mạng máy tính, Thiết kế Web. Đây là một môn học với đặc thù là kiến thức luôn đổi mới và cập nhật, do đó yêu cầu với môn học này là sinh viên phải tự đọc thêm tài liệu, giáo viên chỉ là người hướng dẫn những vấn đề cơ bản nhất cho sinh viên. L ập trình mạng là môn học mới được đưa vào giảng dạy, nên trong quá trình soạn thảo bài giảng không tránh khỏi bỡ ngỡ và thiếu sót. Chúng tôi rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp và độc giả quan tâm để lần tái bản sau cuốn sách được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp có thể gửi về theo địa chỉ email: qtmcn1@yahoo.com. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 12/2005 Các tác giả Trang 1
3. Bài giảng Lập trình Mạng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH MẠNG 5 I. Các giao thức mạng 5 I.1. Họ giao thức TCP/IP 5 I.2. Giao thức TCP và UDP 6 I.3. Dịch vụ từ phía máy chủ và khái niệm cổng (PORT) 7 II. Giao tiếp trên mạng theo mô hình khách/chủ (Client/Server) và khái niệm socket 8 II.1. Giao tiếp theo mô hình khách/chủ (Client/Server) 8 II.2. Lập trình mạng thông qua Socket 8 II.3. Tìm hiểu một số lớp cần thiết của gói thư viện Java.net 8 PHẦN 2: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA 15 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ JAVA 15 I. Lịch sử Java 15 II. Java là gì? 16 III. Cấu trúc của Java 16 IV. Các đặc tính chính của Java 18 IV.1. An ninh 18 IV.2. Giao diện lập trình ứng dụng chuẩn - Core API 19 IV.3. Tương thích với nhiều kiểu phần cứng 19 IV.4. Đặc tính động và phân tán 19 IV.5. Hướng đối tượng 19 IV.6. Đa luồng (multi-threads) 20 IV.7. Quản lý bộ nhớ và quá trình thu dọn 'rác' 20 CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA 22 I. Ghi chú (Comment) 22 II. Câu lệnh và khối lệnh 23 II.1. Câu lệnh 23 II.2. Khối lệnh 24 III. Tập ký tự dùng trong JAVA 24 IV. Từ khóa và tên 25 IV.1. Tên 25 IV.2. Từ khóa 25 V. Kiểu dữ liệu 25 V.1. Kiểu dữ liệu cơ bản 26 V.2. Kiểu dữ liệu dẫn xuất (Reference) 26 V.3. Giá trị mặc định 26 VI. Hằng (literal) 27 VII. Biến 27 VII.1. Kiểu biến 28 VII.1.1. Biến đối tượng 28 VII.1.2. Biến lớp 28 VII.1.3. Biến cục bộ 28 VII.1.4. Phạm vi của biến 29 VIII. Chuyển đổi kiểu dữ liệu 29 IX. Biểu thức và Toán tử 30 IX.1. Các toán tử số học: 30 IX.2. Các phép toán tăng giảm 2 IX.3. Toán tử quan hệ và điều kiện 2 IX.4. Toán tử luận lý 2 IX.5. Các toán tử làm việc với bit 2 IX.6. Toán tử gán 33 IX.7. Một số toán tử khác 33 IX.8. Phép toán trên kiểu chuối ( String) 34 IX.9. Độ ưu tiên các toán tử 34 IX.10. Biểu thức 35 X. Các câu lệnh điều khiển 35 Trang 2
4. Bài giảng Lập trình Mạng X.1. Cấu trúc rẽ nhánh 35 X.1.1. Cấu trúc điều kiện rẽ nhánh if 35 X.1.2. Cấu trúc điều kiện rẽ nhánh phức : switch 36 X.2. Cấu trúc lặp 38 X.2.1. Vòng lặp for 38 X.2.2. Vòng lặp while và do: 39 X.3. Ngoại lệ và câu lệnh nắm bắt ngoại lệ 41 CHƯƠNG 3: APPLETS 43 I. Đại cương về HTML 43 II. Tổng quan về applet 43 II.1. Ví dụ về Applet 43 II.2. Vòng đời của một Applet 44 II.2.1. Nạp một Applet 44 II.2.2. Rời khỏi và quay trở về trang web chứa applet 45 II.2.3. Nạp lại Applet (Reloading the Applet) 45 II.2.4. Thoát khỏi trình duyệt 45 II.2.5. Tóm tắt 45 II.3. Các phương thức cơ bản 46 II.3.1. init() 46 II.3.2. start() 46 II.3.3. stop() 46 II.3.4. destroy() 46 II.4. Các phương thức vẽ và nắm bắt sự kiện 47 II.5. Các phương thức cho lập trình giao diện người dùng 47 II.5.1. Các thành phần UI xây dựng sẵn 47 II.5.2. Các phương thức để sử dụng các thành phần UI trong các Applet 48 II.5.3. Thêm một Text Field không edit được vào applet Simple 48 II.6. Giới hạn của Applet 49 II.6.1. Giới hạn về bảo mật 49 II.6.2. Các khả năng của Applet 50 II.7. Test một applet 50 III. Các tính năng cao cấp của Applet API 51 III.1. Tìm kiếm và nạp các file dữ liệu 52 III.2. Hiển thị chuổi tình trạng ngắn 52 III.3. Hiển thị tài liệu trong trình duyệt 53 III.4. Gửi thông điệp tới các applet khác 54 III.5. Tìm một applet bằng tên: sử dụng phương thức getApplet 55 III.6. Tìm tất cả các applet trên một trang: sử dụng phương thức getApplets 59 III.7. Đan xen vào các trang Web 60 III.7.1. Các thuộc tính (Attributes) 61 III.7.2. Các thông số của applet 61 CHƯƠNG 4: CÁC GÓI & GIAO DIỆN 63 I. Giới thiệu 63 II. Các giao diện 63 II.1.Các bước để tạo một giao diện 63 II.2.Hiện thực giao diện 64 III. Các gói 66 III.1.Tạo một gói 68 III.2.Thiết lập đường dẫn cho lớp (classpath) 70 IV. Gói và điều khiển truy xuất 72 IV.1. Gói java.lang 73 IV.1.1.Lớp String (lớp chuỗi) 74 IV.1.2.Chuỗi mặc định (String pool) 75 IV.1.3.Các phương thức của lớp String 76 IV.1.4.Lớp StringBuffer 78 IV.1.5.Các phương thức lớp StringBuffer 80 IV.1.5.Lớp java.lang.Math 82 IV.1.6.Lớp Runtime (Thời gian thực hiện chương trình) 84 IV.1.7.Lớp System 85 IV.1.8.Lớp Class 87 IV.1.9.Lớp Object 88 IV.2. Gói java.util 89 IV.2.1.Lớp Hashtable (bảng băm) 90 IV.2.2.Lớp random 93 IV.2.3.Lớp Vector 94 IV.2.4.Lớp StringTokenizer 97 Trang 3
5. Bài giảng Lập trình Mạng PHẦN 3: LẬP TRÌNH SOCKET 102 CHƯƠNG 1: LậP TRÌNH TCP SOCKET 102 I. Xây dựng chương trình EchoServer 102 II. Xây dựng chương trình EchoClient 103 CHƯƠNG 2: LậP TRÌNH UDP SOCKET 105 I. Xây dựng chương trình ExchangeRateServer 105 II. Xây dựng chương trình ExchangeRateTable 106 PHẦN 4: LẬP TRÌNH TRÊN INTERNET 109 CHƯƠNG 1: JSP VÀ CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐầU 110 I. Các cơ chế hoạt động của trang JSP 110 II. Xây dựng trang JSP 110 CHƯƠNG 2: CÁC CÚ PHÁP CƠ BẢN CỦA JSP 112 I. Các đối tượng mặc định của JSP 112 II. Các thẻ lệnh JSP 112 II.1. Thẻ bọc mã 112 II.2. Thẻ hiển thị kết xuất 113 II.3. Thẻ chỉ dẫn biên dịch trang 114 II.4. Chèn chú thích vào mã trang JSP 114 II.5. Khai báo phương thức và biến hằng 116 III. Truy xuất cơ sở dữ liệu trong trang JSP 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 Trang 4
6. Bài giảng Lập trình Mạng Phần 1: Tổng quan về lập trình mạng I. Các giao thức mạng I.1. Họ giao thức TCP/IP Để hai hay nhiều máy có thể giao tiếp được với nhau, chúng phải dùng một ngôn ngữ chung: chẳng hạn máy này phải gửi những tín hiệu gì đến máy kia và máy kia phải gửi trả lại những tín hiệu nào để nhận biết. Trên Internet ngày nay việc hai máy có thể trao đổi được với nhau đa số đều dựa theo quy ước hay giao thức cốt lõi là TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). Theo giao thức này, mỗi máy sẽ được đặt cho một số riêng biệt gọi là địa chỉ IP (IP address) có vai trò tương tự số điện thoại, chẳng hạn máy tính có tên là www.microsoft.com sẽ có địa chỉ IP là 207.46.230.219. Các số IP này là duy nhất và không máy nào được trùng nhau (trên toàn thế giới). Khi bạn muốn máy của mình có địa chỉ IP để tham gia vào hệ thống Internet toàn cầu như là một máy chủ (host hay server) ta phải đăng ký với tổ chức quốc tế InterNIC (Internet Network Information Center) để nhận được một số IP riêng biệt. Vậy tại sao vừa có địa chỉ IP lại vừa có tên riêng cho từng máy? Dùng cái nào để xác định liên lạc với một máy chủ (như ở trên, ta nên dùng www.microsoft.com hay số 207.46.230.219 để kết nối với một máy chủ của công ty Microsoft). Thật ra tên và địa chỉ IP là một, nhưng địa chỉ IP được ghi bằng số, còn tên của máy chủ lại được ghi bằng chữ có ý nghĩa và gần gũi hơn với con người. Với mỗi hệ thống đều có sự chuyển đổi trực tiếp từ tên vùng thành địa chỉ IP thích hợp trước khi dữ liệu được gửi đi. Ví dụ đối với Windows có thể tham khảo hai tập tin HOSTS và LMHOSTS đây là hai tập tin văn bản (được coi như một cơ sở dữ liệu) để lưu trữ tập hợp các số IP cùng với tên tương ứng. Ta có thể tự thêm vào địa chỉ IP và tên máy chủ cách nhau bằng khoảng trắng. Khi có nhu cầu truy cập đến một máy ở xa qua giao thức mạng TCP/IP nếu gõ vào tên máy chủ thì hệ thống sẽ tự tìm địa chỉ IP tương ứng trong tập tin này: Tập tin HOSTS 216.32.74.52 www.myyahoo.com 164.71.2.70 www.fujitsu.com Tên của máy chủ còn được gọi là tên vùng (domain name) bởi vì chúng được đặt theo thứ tự phân cấp của tên lãnh thổ, vùng, tổ chức, hay tên cá nhân mỗi nhóm phân cấp cách nhau bởi một dấu chấm (.). Công việc theo dõi sự thay đổi tên được phân phối qua Internet nhờ các máy chủ lớn DNS (Domain Name System) theo dõi các máy chủ khác trong vùng con của chúng. Trang 5
7. Bài giảng Lập trình Mạng Trước đây mỗi máy có thể tự mình lưu trữ một tập tin chứa phần lớn các tên và địa chỉ của những máy chủ thông dụng (như trong Windows là tập tin HOSTS và LMHOSTS), nhưng ngày nay ta không làm như vậy nữa mà đa số các tên vùng cũng như địa chỉ IP được lấy xuống từ các máy chủ DNS. Khi đọc tên vùng của một máy chủ ta đi từ trái qua phải. Ví dụ: Java.sun.com tên máy tính tên tổ chức tên vùng Nói chung là theo quy ước từ phần riêng biệt nhất đến phần chung nhất. Tuy nhiên không bắt buộc là như vậy, ta vẫn có thể đặt tên theo cách khác, không nhất thiết là chỉ gồm 3 hay 4 nhóm (ví dụ: here.is.along.name.address.co.vn là hợp lệ) bởi vì cuối cùng thì tên vùng cũng được hệ thống DNS chuyển thành địa chỉ IP mà thôi. I.2. Giao thức TCP và UDP Quá trình chuyển dữ liệu trên mạng là khá phức tạp. Chi tiết quá trình này diễn ra tương tự như trong thực tế ta gửi thư hay bưu phẩm, trước hết phải ghi rõ địa chỉ nơi đến (trường hợp này là địa chỉ IP của máy chủ), sau đó có thể gửi thông thường hoặc gửi bảo đảm (tùy theo cách gửi mà thư hay bưu phẩm có chắc chắn đến được tay người nhận hay không), người nhận sau khi nhận được có thể hồi âm trả lời là đã nhận đủ hoặc bị mất mát gì đó trong quá trình chuyển tải. Người gửi có thể gửi tiếp những phần bị mất (hoặc không cần gửi nữa) Cách chuyển dữ liệu bảo đảm dựa vào giao thức TCP (Transmission Control Protocol), còn cách truyền không đảm bảo dựa vào giao thức UDP (User Datagram Protocol). Giao thức TCP gửi từng gói dữ liệu đi, nơi nhận theo giao thức này phải có trách nhiệm thông báo và kiểm tra xem dữ liệu đã đến đủ hay chưa, có lỗi hay không có lỗi. Trước khi chuyển dữ liệu bao giờ cũng có sự kết nối giữa máy gửi và máy nhận. Do phải đảm bảo dữ liệu được truyền chính xác và luôn duy trì kết nối nên sử dụng giao thức TCP cần chiếm thêm một số tài nguyên của hệ thống và cách lập trình cho giao thức này hơi khó (phải thực hiện các bước kiểm tra dữ liệu theo yêu cầu của TCP). Truyền dữ liệu theo TC thường áp dụng cho các dịch vụ như truyền tập tin, các dịch vụ trực tuyến trên Internet đòi hỏi độ tin cậy cao Giao thức UDP ngược lại không đáng tin cậy lắm, không có sự kết nối trước nào giữa nơi gửi và nơi nhận, dữ liệu gửi đi mặc định rằng máy tính ở đầu nhận luôn ở trạng thái sẵn sàng để tiếp Trang 6
8. Bài giảng Lập trình Mạng đón dữ liệu gửi đến. Nếu dữ liệu gửi đến bị lỗi trong quá trình truyền hay không nhận được đầy đủ giao thức UDP cũng không có thông tin phản hồi gì lại cho nơi gửi. Tuy nhiên UDP không đòi hỏi sự chính xác cao như dịch vụ thông báo giờ, tỉ giá hay các dịch vụ gửi nhắn tin I.3. Dịch vụ từ phía máy chủ và khái niệm cổng (PORT) Ta có thể kết nối vào Internet thông qua dịch vụ của nhà cung cấp còn gọi là ISP (như FPT, Cnet ) bằng đường điện thoại thông qua modem. Các nhà dịch vụ này đóng vai trò như những máy chủ (server) giúp dễ dàng truy cập dữ liệu từ những vùng khác nhau trên mạng. Khi kết nối vào máy chủ ta có thể yêu cầu máy chủ nhiều dịch vụ khác nhau, như dịch vụ truy tìm và đọc các trang Web trên Internet, dịch vụ gửi nhận e-mail, dịch vụ dò tìm hệ thống tên vùng DNS Mỗi dịch vụ đều có cách gửi nhận dữ liệu theo quy ước riêng. TCP và UDP chỉ chịu trách nhiệm đưa dữ liệu từ một máy tính này đến một máy tính khác, còn dữ liệu đó được gửi cho dịch vụ nào thì phải thông qua một dịch vụ nữa gọi là cổng (hay port). Mỗi chương trình dịch vụ sẽ sử dụng một cổng khác để truy xuất thông tin. Cổng là một số nguyên dương có giá trị từ 1 đến 16383 Máy chủ (server) sẽ quy định cổng được sử dụng cho mỗi loại dịch vụ. Thông tin giữa máy khách (client) và máy chủ (server) phải sử dụng cổng tương ứng nhau thì mới trao đổi được với nhau. Tuy nhiên, hầu hết các chương trình dịch vụ nổi tiếng hiện nay đều có quy định chuẩn cổng dành riêng cho mình như: D ịch vụ cổng (port) FTP 21 H T T P 8 0 T e l n e t 2 3 Finger 79 S M T P 2 5 N ếu tự xây dựng một ứng dụng làm dịch vụ trên máy chủ ta phải chọn cho mình một số cổng có các giá trị khác với những giá trị cổng mà những dịch vụ nổi tiếng khác đã sử dụng. Trang 7
9. Bài giảng Lập trình Mạng II. Giao tiếp trên mạng theo mô hình khách/chủ (Client/Server) và khái niệm socket. II.1. Giao tiếp theo mô hình khách/chủ (Client/Server) Có rất nhiều dịch vụ hỗ trợ trên Internet như e-mail, nhóm tin (newsgroup), chuyển tập tin (file transfer), đăng nhập từ xa (remote login), truy tìm các trang Web Những dịch vụ này được tổ chức và kiến trúc theo mô hình khách/chủ (mô hình Client/Server). Các chương trình ở máy khách (client) như trình duyệt (Web Browser) hay chương trình gửi nhận e-mail sẽ tạo ra kết nối (connection) với một máy chủ ở xa (server) sau đó gửi các yêu cầu đến máy chủ, các chương trình dich vụ trên máy chủ như Web server hay Mail server sẽ xử lý những yêu cầu này và gửi kết quả ngược về cho máy khách (chẳng hạn Web theo địa chỉ mà máy khách đưa đến còn Mail server thì lưu giữ và gửi về cho máy khách những bức e-mail mới). Thông thường một dịch vụ trên máy chủ phục vụ cho rất nhiều khách. II.2. Lập trình mạng thông qua Socket Như vậy trước khi yêu cầu một dịch vụ trên máy chủ thực hiện điều gì đó, máy khách (client) phải có khả năng kết nối được với máy chủ. Quá trình kết nối này được Java thực hiện thông qua một cơ chế trừu tượng hóa gọi là Socket (tạm gọi là “cơ chế ổ cắm”). Kết nối giữa máy khách và máy chủ tương tự như việc cắm phích điện vào ổ cắm điện. Máy khách thường được coi như phích cắm điện còn máy chủ được coi như ổ cắm điện, một ổ cắm có thể cắm vào đó nhiều phích điện khác nhau cũng như một máy chủ có thể kết nối và phục vụ cho rất nhiều máy khách. Nếu kết nối socket thành công thì máy khách và máy chủ có thể trao đổi dữ liệu với nhau thực hiện các yêu cầu về dịch vụ trên máy chủ. Việc kết nối theo cơ chế socket cần biết hai thông tin chủ yếu đó là địa chỉ của máy cần kết nối và số hiệu cổng của chương trình dịch vụ. Java cung cấp lớp Socket (thường được dùng như “phich cắm điện” cho máy khách) và lớp ServerSocket (thường được dùng như “ổ cắm điện” đặt trên máy chủ). Hai lớp này được đặt trong gói thư viện Java.net. II.3. Tìm hiểu một số lớp cần thiết của gói thư viện Java.net a. Lớp InetAddress Vì địa chỉ Internet theo số IP và theo tên rất thường dùng khi kết nối vào mạng cho nên Java xây dựng hẳn một lớp InetAddress dành riêng cho việc quản lý địa chỉ theo tên và theo số. Lớp InetAddress cung cấp các phương thức static thông dụng nhất dùng để chuyển đổi và truy xuất Trang 8
10. Bài giảng Lập trình Mạng địa chỉ IP (không có phương thức khởi dựng cho lớp này). Thường ta sẽ quan tâm đến các phương thức sau: • public static InetAddress getLocalHost () throws UnknownHostExceptiongetByName Trả về đối tượng InetAddress là địa chỉ của máy cục bộ (local host) • public static InetAddress getByName (String host) throws UnknownHostException Phương thức này nhận địa chỉ của một máy bằng kiểu chuỗi String và trả về đối tượng kiểu InetAddress thay mặt cho địa chỉ máy này. • public static InetAddress[] getAllByName (String host) throws UnknownHostException Phương thức này nhận địa chỉ của một máy bằng kiểu chuỗi và trả về tất cả các đối tượng InetAddress thay mặt cho địa chỉ máy này. • public byte[] getAddress() Trả về địa chỉ IP của đối tượng InetAddress dưới dạng một dãy các byte. Vị trí byte cao nhất nằm ở byte 0. • public String getHostAddress() Trả về địa chỉ IP của đối tượng InetAddress dưới dạng một chuỗi được dịnh dạng phân làm 4 nhóm %d.%d.%d.%d (Ví dụ: “172.16.11.12”). Dưới đây là ví dụ cho thấy cách dùng lớp InetAddress để lấy về các thông tin của địa chỉ máy chủ: Ví dụ 1-0 AddrLookupApp.java import java.net b. Lớp Socket L ớp Socket dùng tạo kết nối từ phía khách với máy chủ thường được khởi dựng bằng các phương thức sau: • public Socket (String host, int port) throws UnknownHostException, IOException Tạo ra một socket để kết nối máy có tên theo địa chỉ host và số cổng port. • public Socket(InetAddress address, int port) throws IOException T ạo ra một socket kết nối địa chỉ là đối tượng InetAddress và số cổng port. Trang 9
11. Bài giảng Lập trình Mạng • Public Socket(String host, int port, boolean stream) throws IOException Tạo ra một socket kết nối theo địa chỉ host và số cổng port tham số stream cuối cùng để quy định kết nối theo TCP (stream=true) hay UDP (stream=false). Tuy nhiên nếu áp dụng để tạo socket cho giao thức UDP nên sử dụng lớp thay thế là DatagramSocket. Các phương thức khác hỗ trợ cho lớp Socket từ phía máy khách bao gồm: • InputStream get InputStream() throws IOException Lấy về luồng nhập để máy khách có thể nhập dữ liệu trả về từ phía máy chủ. • OutputStream get OutputStream() throws IOException Lấy về luồng xuất để máy khách có thể ghi dữ liệu gửi đến máy chủ. • InetAddress get InetAddress() Lấy địa chỉ kết nối socket của máy chủ • int getPort() Lấy về số cổng dùng kết nối của máy chủ. Ví dụ đoạn mã sau sẽ thực hiện kết nối với máy chủ có địa chỉ “my.testing.server” và mở ra hai luồng xuất nhập để đọc và gửi thông tin đến máy chủ theo số cổng 1234. try{ Socket me=new Socket(“my.testing.server”, 1234); // Luồng nhập thông tin để trả về máy chủ từ phía kết nối DataInputstream in = new DataInputStream(me.getInputStream()); // Luồng xuất để ghi thông tin gửi đến máy chủ DataOutputStream out = new DataOutputStream(me.getOutputStream()); Catch (Exception e) { System.out.println(e); } c. Lớp ServerSocket Lớp ServerSocket dùng tạo kết nối từ phía máy chủ với các máy khách. Đối tượng ServerSocket được tạo ra trên máy chủ và lắng nghe những kết nối từ phía máy khách gửi đến theo một số cổng địng trước. Đối tượng ServerSocket được khởi dựng từ phương thức sau: • public ServerSocket(int port) throws IOException port là số hiệu cổng mà đối tượng ServerSocket phải lắng nghe để nhận biết những kết nối từ phía máy khách gửi đến Để chờ đợi kết nối từ các máy khách gửi đến đối tượng ServerSocket thường nhờ đến phương thức accept như sau: • Socket accept () throws IOException Trang 10
12. Bài giảng Lập trình Mạng Phương thức này thực sự dừng lại chờ đợi cho đến khi nhận được thông tin kết nối sẻ trả về đối tượng socket của máy khách nơi có yêu cầu nối vào máy chủ. Cuối cùng máy chủ có thể cắt đứt mọi kết nối bằng cách gọi phương thức close của đối tượng ServerSocket • Public void close () throws IOException Ví dụ đoạn mã sau sẽ tạo một đối tượng ServerSocket trê máy chủ luôn lắng nghe kết nối từ phía máy khách gửi đến qua số cổng 1234 T r y { ServerSocket server = new ServerSocket (1234); Socket client; // Chương trình sẽ dựng lại ở đây để chờ đợi sự kết nối client = server.accept (); // Có một kết nối gửi đến từ phía máy khách System.out.println(“Accept connect”); // Xử lý các yêu cầu về dịch vụ // // Cắt đứt các kết nối client.close (); server.close (); catch (Exception e) { System.out.println (e); } d. Lớp DatagramSocket Lớp này được dùng để chuyển đi một gói dữ liệu (biểu diễn bằng đối tượng DatagramPackage) theo giao thức UDP. Dữ liệu được gửi đi không bảo đảm được nhận đầy đủ và có thể bị lỗi trên đường truyền (cơ chế dùng DatagramSocket không an toàn bằng lớp Socket). Dưới đây là một số phương thức dùng của lớp DatagramSocket: • public DatagramSocket () throws SocketException Phương thức khởi dựng để tạo kết nối UDP • public DatagramSocket (int port) throws SocketException Phương thức khởi dựng để tạo kết nối UDP với số hiệu cổng port • public void synchronized send (DatagramSocket p) throws IOException Gửi gói dữ liệu đi. • Public void synchronized receive (DatagramSocket p) throws IOException Trang 11
13. Bài giảng Lập trình Mạng Nhận gói dữ liệu về. • public void synchronized close () Đóng kết nối. e. Lớp DatagramPackage Lớp này dùng cho một gói dữ liệu gửi đi trên mạng theo kết nối DatagramSocket. Một gói có thể chứa các thông tin như dữ liệu, chiều dài gói, các địa chỉ IP và số cổng mà từ đó các gói dữ liệu được gửi đi. Dưới đây là một số phương thức hữu dụng của lớp DatagramPackage này: • public DatagramPackage(byte buff[], int len) Phương thức khởi tạo ra gói có dữ liệu chứa trong bộ đệm buff[] và chiều dài gói dữ liệu là len. • public DatagramPackage (byte buff[], int len, InetAddress iaddr, int port) Phương thức khởi tạo ra gói có dữ liệu chứa trong bộ đệm buff[] cùng với chiều dài vùng đệm muốn lấy, địa chỉ máy đích và số hiệu cổng. • public InetAddress getAddress() Trả về địa chỉ chứa trong gói dữ liệu. • public byte[] getData() Trả về dữ liệu thật sự chứa trong gói. • public int getLength() Trả về kích thước hay chiều dài gói dữ liệu. • public int getPort() Trả vể số hiệu cổng chứa trong gói dữ liệu. f. Lớp URL URL(Uniform Resource Locator) là địa chỉ định vị tài nguyên trên mạng, thường một một URL như đã đề cập bao gồm 3 phần: phần nghi thức(protocol), phần địa chỉ hay tên máy chủ(host name), và phần chỉ định tên tập tin hay tài liệu muốn lấy từ máy chủ về. Java đóng gói tất cả những đặc điểm này vào một lớp URL. Đối tượng URL được tạo ra bằng một trong những phương thức khởi tạo sau: • public URL(String spec) throws MalformedURLException Tạo một đối tượng URL từ địa chỉ định vị là một chuỗi. • public URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MalformedURLException Trang 12
14. Bài giảng Lập trình Mạng Tạo một địa chỉ định vị tuyệt đối với đầy đủ nghi thức(protocol), máy chủ(server), cổng(port), đường dẫn(file) tới tập tin cần lấy trên máy chủ. • public URL(String protocol, String host, String file) throws MalformedURLException Tạo một địa chỉ định vị tuyệt đối với đầy đủ nghi thức(protocol), máy chủ(server), đường dẫn(file) tới tập tin cần lấy trên máy chủ(bỏ qua thành phần định vị cổng giao tiếp, nếu truy tìm trang web theo nghi thức http thì cổng chương trình web server mặc định là 80). Các phương thức hỗ trợ khác dùng cho lớp URL là: • public final Object getContent() throws IOException lấy về nội dung mà kết nối theo địa chỉ URL có được. • String getFile() Lấy về tên tập tin hay tài liệu nằm trong chuỗi địa chỉ URL có được. • String getHost() Lấy tên máy chủ(thường là thành phần thức 2 của chuỗi URL) • String getPort() Lấy về số hiệu cổng. • String getProtocol() Lấy về tên giao thức(thường là thành phần đầu tiên trong chuỗi URL) • String getRef() Lấy về nội dung chuỗi tham khảo thêm trong chuỗi URL(được đặt sau dấu # của chuỗi) • Public final InputStream openStream() throws IOException Mở luồng nhập để đọc thông tin trả về từ máy chủ Ví dụ đoạn mã sau đây dùng để lấy về nội dung trang web index.htm từ máy chủ java.sun.com: try{ // Mở kết nối đến trang Web theo địa chỉ định vị URL URL o = new URL(“ ”); // Tạo luồng nhập để đọc nội dung trang Web trả về từ máy chủ BufferedReader inStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(o.openStream())); // In nội dung trang Web index.htm ra màn hình String line; while((line = in.readLine()) != null) { Trang 13
15. Bài giảng Lập trình Mạng System.out.println (line); } }catch (Exception e) { // Quá trình mở và kết nối với trang web bị lỗi System.out.println (e) ; } Trang 14
16. Bài giảng Lập trình Mạng Phần 2: Ngôn ngữ lập trình Java CHƯƠNG 1: Tổng quan về Java I. Lịch sử Java Chúng ta biết đến Sun Microsystems như một nhà sản xuất phần cứng với các trạm làm việc UNIX. Trên thực tế, hãng Sun cũng phát triển phần mềm, đặc biệt nổi tiếng là hệ điều hành Solaris và hệ thống tập tin mạng (Network File System - NFS). Năm 1990, Sun Microsystems bắt đầu thực hiện dự án có tên gọi Green nhằm phát triển phần mềm trong các thiết bị điện tử dân dụng. James Gosling, chuyên gia lập trình phần mềm mạng được giao trách nhiệm thực hiện dự án. Ban đầu, Gosling sử dụng C++ để viết phần mềm điều khiển, hiển thị số cho thiết bị như VCR (Video Cassette Recorder), PDA (Personal Digital Assistant). Nhưng ngay sau đó, Gosling phát hiện ra rằng C++ không phải là ngôn ngữ thích hợp cho công việc này. Ngôn ngữ C++ đủ mềm dẻo để điều khiển hệ thống, nhưng nó lại dễ gây ra những lỗi dẫn đến treo hệ thống. Một cách chi tiết hơn, C++ xâm nhập trực tiếp đến tài nguyên hệ thống, yêu cầu người lập trình phải tự mình quản lý các tài nguyên này. Điều này tạo thành một rào cản không cho C++ trở thành một công cụ viết các phần mềm có độ tin cậy cao, tính tương thích lớn, đặc biệt trong việc điều khiển các thiết bị điện tử dân dụng. Gosling giải quyết vấn đề này bằng cách tạo ra một ngôn ngữ lập trình mới có tên là Oak. Ngôn ngữ này có cú pháp giống như C++, nhưng bỏ qua các tính năng "nguy hiểm" của C++ như truy cập trực tiếp tài nguyên hệ thống, các phép toán với con trỏ, nạp chồng tác tử. Oak được thiết lập với mục đích tạo tính tương thích cao (chạy trên nhiều loại chip khác nhau), giúp các nhà sản xuất thiết bị có thể thay đổi kiểu phần cứng mà không phải viết lại phần mềm trước đó. Khi ngôn ngữ Oak trưởng thành, World Wide Web cũng đang bước vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ, và đội ngũ phát triển phần mềm của Sun thấy rằng đây cũng là ngôn ngữ đặc biệt thích hợp cho Internet. Vào năm 1994, họ đã đưa ra WebRunner, một trình duyệt Web viết bằng Oak (sau này trình duyệt này được đổi tên thành HotJava và hiện nay vẫn đang được tiếp tục phát triển). Cuối cùng, vào năm 1995, Oak được đổi tên thành Java (do mục đích thương mại) và đưa ra trình diễn tại SunWorld 95. Từ đó đến nay, Java nhanh chóng phát triển. Thậm chí trước khi Trang 15
17. Bài giảng Lập trình Mạng trình dịch Java đầu tiên được đưa ra vào tháng 1 năm 1996, Java đã được coi là một chuẩn công nghiệp cho Internet. Trong 6 tháng đầu năm 1996, nhiều nhà sản xuất phần mềm cũng như phần cứng đứng đầu thế giới đã mua bản quyền công nghệ Java từ Sun, bao gồm Adobe, Asymetrix, Borland, IBM, Macromedia, Metrowerks, Microsoft, Novel, Oracle, Spyglass và Symantec Các hãng này sẽ kết hợp Java vào các sản phẩm của họ như: các phần mềm, hệ điều hành, công cụ phát triển. II. Java là gì? Java là công nghệ cho phép tạo ra các phần mềm phân tán (distributed software). Đây là những phần mềm đặt trên máy chủ (server), được nạp về qua kết nối mạng và thực hiện trên máy khách (client). Mặc dù được tạo ra từ những năm 70, Internet chỉ thực sự quyến rũ các doanh nghiệp vào những năm 90 nhờ có sự ra đời của World Wide Web. Web cho phép người sử dụng truy cập trực tiếp các thông tin trên Internet mà không cần phải học các lệnh phức tạp, cung cấp thông tin trực tuyến về nhiều lĩnh vực với hình ảnh, âm thanh, Sự ra đời của Java cho phép Web tiến xa hơn nữa, biến các trang Web tĩnh thành các ứng dụng sống động, có thể tương tác với người sử dụng. Những lý do căn bản để mọi người chú ý đến Java là: + Cho phép viết các chương trình mạnh và tin cậy. + Xây dựng ứng dụng chạy được trên hầu hết các phần cứng và hệ điều hành khác nhau (multi-platform). + Phân phối các ứng dụng trên mạng với độ bảo mật và an toàn cao. Như vậy, có thể nói Java đã thay đổi chức năng của Internet, cũng giống như Web đã thay đổi cách tiếp cận vào Internet của chúng ta. Nói cách khác, Java đã chuyển mạng từ chỗ chỉ đơn thuần cung cấp thông tin và chia sẻ tài nguyên sang đóng vai trò hệ điều hành. Đây chính là nền móng cho phép xây dựng các máy tính mạng (Network Computer - NC) của Oracle, IBM và Sun. III. Cấu trúc của Java Sức mạnh Java có được chính là nhờ cấu trúc của nó. Java được thiết kế nhằm mục đích trước hết là đơn giản hoá công việc của người lập trình. Kế đến, do nhu cầu chạy trên mạng, Java phải thật sự an toàn và ổn định, cũng như có khả năng làm việc được với nhiều kiểu phần cứng, phần mềm khác nhau. Cấu trúc ngôn ngữ Java thực sự đã đảm bảo được tất cả các tính năng trên. Trang 16
18. Bài giảng Lập trình Mạng Cũng như các ngôn ngữ lập trình khác, Java cần một trình biên dịch để chuyển đổi mã lệnh cho người đọc (mã nguồn) sang ứng dụng thực thi được. Các trình biên dịch thông thường như Microsoft Visual C++ cho Windows 95 sẽ biên dịch chương trình sang mã lệnh thực hiện trên một loại phần cứng nhất định nào đó (trong trường hợp này là mã lệnh cho Intel x86). Trái lại, trình biên dịch Java lại chuyển chương trình nguồn Java thành các bytecode. Các bytecode này chỉ có thể chạy được trên máy ảo Java (Java Virtual Machine -JVM). Lưu ý: Hiện nay, máy ảo Java (JVM) mới được tạo dựng bằng phần mềm chứ không phải phần cứng. Sun Microsystems và một số công ty điện tử khác đang tiến hành nghiên cứu phát triển chip picoJava, nhằm mục đích tạo máy ảo Java bằng phần cứng. Các chip này cho phép đưa Java vào các thiết bị điện tử một cách dễ dàng hơn, đồng thời làm tăng tốc độ tối đa cho các JVM viết bằng phần mềm. Bộ Java Developers Kit (JDK) do Sun cung cấp bao gồm một số chương trình tiện ích cho phép bạn biên dịch, bắt lỗi và tạo tài liệu cho một ứng dụng Java. Hiện nay trên thị trường đang có rất nhiều môi trường phát triển Java của hãng thứ ba rất tiện lợi (như Visual J++, Symantec Cafe, ), nhưng tất cả các chương trình này đều dựa trên nền JDK. Các trình tiện ích của JDK bao gồm: javac: Bộ biên dịch Java: Làm nhiệm vụ chuyển mã nguồn Java sang bytecode. java: Bộ thông dịch Java: Thực thi các ứng dụng Java trực tiếp từ tập tin lớp (class). appletviewer: Một trình thông dịch Java thực thi các Java applet từ tập tin HTML. javadoc: Tạo tài liệu dạng HTML từ mã nguồn cùng với các chú thích bên trong. jdb (Java debuger): Cho phép bạn thực hiện từng dòng trong chương trình, đặt các điểm dừng (breakpoint), xem giá trị các biến. javah: Tạo ra tập tin header của C cho phép C gọi hàm Java hoặc ngược lại. javap: Trình dịch ngược java (disassembler): Hiển thị các hàm và dữ liệu truy cập được bên trong một tập tin lớp đã dịch. Nó cũng cho phép hiển thị nghĩa của bytecode. Quá trình biên dịch Java như sau: mã nguồn trong các tập tin *.java, qua trình biên dịch javac được chuyển thành các bytecode. Bytecode nằm trong tập tin *.class, được gọi là tập tin lớp (bởi mỗi tập tin chứa một lớp riêng biệt của Java). Các ứng dụng Java có thể bao gồm nhiều lớp khác nhau. Chú ý: Một lớp (class) của Java cũng giống hệt như một lớp trong C++. Lớp chính là các biến dữ liệu và thủ tục kết hợp với nhau thành một khối. Trang 17
19. Bài giảng Lập trình Mạng Khi thực hiện chương trình Java, máy ảo Java sử dụng trình nạp lớp (class loader) để đọc các bytecode từ đĩa hoặc kết nối mạng. Các lớp được nạp sẽ phải đi qua trình kiểm tra lớp (class verifier) để chắc chắn rằng chúng sẽ không sinh ra các lỗi ảnh hưởng đến hệ thống khi thực thi. Quá trình kiểm tra này làm tăng thời gian nạp một lớp, tuy nhiên nó chỉ phải thực hiện có một lần mà thôi. Phần thực hiện (execution unit) trong máy ảo Java sẽ thực thi các lệnh quy định trong từng bytecode. Bộ phận thực thi đơn giản nhất là một trình thông dịch, chuyển đổi từng bytecode sang các thủ tục cần làm trên từng hệ thống. Cách này rất chậm vì trình thông dịch luôn phải tra nghĩa của bytecode mà nó thực thi. Để khắc phục nhược điểm này, người ta đưa ra trình biên dịch Just- in-time (JIT): Quá trình chuyển đổi từ bytecode sang mã lệnh riêng của từng hệ thống sẽ được làm luôn một lần ngay khi nạp chương trình, do đó tăng được tốc độ đáng kể. Chương trình viết bằng Java có thể là ứng dụng riêng biệt (stand-alone application), hay là ứng dụng kí sinh trên Web (applet) hoặc đồng thời cả hai. Applet là chương trình được nhúng trong trang Web, được đọc và thực hiện bởi trình duyệt hỗ trợ Java (Java-enabled Web browser). Khi trình duyệt đọc tới trang Web này, applet sẽ được thực thi. Trái lại, một ứng dụng Java riêng biệt được chạy bằng dòng lệnh (java Tên-lớp-cần-thực-thi Tham-số), không cần thông qua trình duyệt Web. Một trình duyệt Web hỗ trợ Java (Java-enabled browser) có máy ảo Java riêng. Hiện nay, các trình duyệt hỗ trợ Java như vậy khá nhiều: Netscape 2.0 trở lên, HotJava, Microsoft Internet Explorer 3.0 (bản beta 2 trở lên), Các trang Web nhúng Java applet có chứa đường dẫn kiểu URL tới tập tin lớp chính của applet đó. Trình duyệt chỉ việc khởi động máy ảo Java và cung cấp cho trình nạp lớp đường dẫn này. Chú ý rằng mỗi lớp đều đưa ra tên của các lớp phụ nó cần, do đó trình nạp lớp phải nạp một số lớp phụ khác trước khi thực hiện chương trình. IV. Các đặc tính chính của Java Trong phần này, chúng ta sẽ điểm qua bảy đặc tính quan trọng khiến Java trở thành một công cụ phát triển mạnh, tin cậy. IV.1. An ninh An ninh là một vấn đề khó khăn hàng đầu mà người lập trình mạng gặp phải: Người sử dụng luôn e ngại hai điều: Thứ nhất, thông tin họ gửi đi trên mạng có thể bị đọc lén và thứ hai, hệ thống của họ có thể bị xâm nhập và phá hoại. Cấu trúc an ninh của Java nhằm vào giải quyết đồng thời hai vấn đề trên. Trang 18
20. Bài giảng Lập trình Mạng Cấu trúc an ninh của Java dựa vào ba thành phần: Trình nạp lớp, trình kiểm tra lớp và trình quản lý an ninh (SecurityManager). Chúng ta đã biết rằng trình kiểm tra lớp làm nhiệm vụ đảm bảo chắc chắn chương trình Java được biên dịch đúng đắn, khi thực hiện sẽ không gây lỗi ảnh hưởng đến hệ thống cũng như không đụng chạm đến những dữ liệu "riêng tư" trên máy khách hàng. Bên cạnh đó, trình nạp lớp phân biệt rõ lớp nào đến từ mạng, lớp nào nằm ngay trên máy khách hàng. Điều này ngăn lớp tới từ mạng "giả dạng" một lớp trên máy khách hàng để thực hiện các tác vụ bị cấm đối với lớp này. Ngoài ra nó còn giúp tách biệt hoạt động của các lớp khác nhau tới từ các máy chủ khác nhau. Trình quản lý an ninh kiểm soát các hoạt động một máy ảo Java được quyền làm dới các điều kiện khác nhau. Một ví dụ rất cơ bản là hoạt động đọc/ghi tập tin (file I/O) được quản lý chặt chẽ bởi trình quản lý an ninh: Các applet chỉ có quyền đọc/ghi các tập tin tại máy server chứa nó mà thôi! Tuy nhiên, trình quản lý an ninh cũng là một lớp trong Java, do đó chúng ta có thể viết một lớp an ninh riêng cho mình bằng cách tạo một lớp dẫn xuất từ lớp SecurityManager. IV.2. Giao diện lập trình ứng dụng chuẩn - Core API Java cung cấp cho người lập trình một thư viện các hàm chuẩn, đó là Core API. Các hàm chuẩn này được đặt trong các gói (package) - là tập hợp của các lớp có mối quan hệ với nhau (ví dụ như gói java.awt chứa các lớp Abstract Windowing Toolkit, giúp người lập trình xây dựng ứng dụng với giao diện GUI trên các platform khác nhau). IV.3. Tương thích với nhiều kiểu phần cứng Mã bytecode của Java có thể chạy trên hầu như mọi loại phần cứng và hệ điều hành hiện nay như: PC, Macintosh cũng như các máy khác có chạy máy ảo Java. Một điểm nữa là thư viện các thủ tục chuẩn Java có chứa đầy đủ các hàm có thể dùng chung cho các platform khác nhau. IV.4. Đặc tính động và phân tán Hệ điều hành Windows cho phép các chương trình sử dụng chung và nạp tự động các thư viện liên kết động DLL. Chia sẻ tập tin DLL làm giảm dung lượng bộ nhớ cũng như đĩa cần dùng và tăng tính cấu trúc của chương trình. Java cũng có đặc tính này: các lớp được nạp tự động khi cần và nhiều chương trình có thể dùng chung một lớp. Nó còn hỗ trợ đặc tính phân tán, tức là các phần của chương trình có thể nằm trên máy chủ lẫn trên máy khách hàng. IV.5. Hướng đối tượng Lập trình hướng đối tượng (OOP) là phương thức viết các ứng dụng dễ bảo trì, dễ nâng cấp và đặc biệt là có thể tái sử dụng các mã lệnh. Java là một ngôn ngữ hướng đối tượng, do đó nó có Trang 19
21. Bài giảng Lập trình Mạng đầy đủ các đặc tính trên. Ngoài ra, thư viện lớp Java cung cấp khá đầy đủ cho người lập trình để bắt đầu một dự án mới. IV.6. Đa luồng (multi-threads) Các ứng dụng viết bằng Java có thể có nhiều tiến trình được xử lý cùng một lúc. Một ứng dụng đơn luồng chỉ có thể thực hiện một tác vụ tại một thời điểm: Giả sử ứng dụng đang bận lấy từ trên mạng xuống một tập tin mất vài phút, trong thời gian này ứng dụng không thể làm các việc khác như vẽ lại màn hình Với ứng dụng viết bằng Java, bạn có thể tạo hai tiến trình song song làm việc: một tiến trình nạp tập tin, một tiến trình khác làm nhiệm vụ cập nhật màn hình. IV.7. Quản lý bộ nhớ và quá trình thu dọn 'rác' Quản lý bộ nhớ là một vấn đề khá phức tạp đối với C và C++. Trong thời gian thực hiện chương trình, người lập trình chịu trách nhiệm khởi tạo các vùng nhớ, sau khi dùng xong lại giải phóng chúng. Chỉ cần một lỗi nhỏ trong đó cũng có thể làm cạn kiệt tài nguyên hay dẫn đến treo hệ thống. Java đã vứt bỏ gánh nặng này cho người lập trình: Các vùng nhớ được tạo ra trong chương trình sẽ tự động được giải phóng thông qua quá trình thu dọn "rác" (Garbage Collection). Các vùng nhớ tự động được giải phóng nếu như nó không được quy chiếu đến bởi bất cứ đối t- ượng đang hoạt động nào. Các quản lý bộ nhớ của Java củng cố thêm tính an ninh của các máy ảo. Trong C và C++, người lập trình có thể truy cập đến hệ thống thông qua con trỏ (pointer). Với Java, phép toán với con trỏ bị cấm, do đó con trỏ luôn chỉ đến dữ liệu cần thiết của ứng dụng trên máy ảo, ngăn ngừa ứng dụng truy xuất đến tài nguyên bên ngoài máy ảo. Cấu trúc và các đặc tính trên đây của Java cho thấy Java có những điểm mạnh và yếu riêng. Tuy nhiên, chúng ta có thể tin rằng, trong tương lai, Java sẽ dần dần hoàn thiện những nhược điểm, phát triển và tiếp tục làm thay đổi bộ mặt của Internet cũng như Intranet. Trang 20
22. Bài giảng Lập trình Mạng Kiểm tra sự tiến bộ 1. Bạn có thể viết các chương trình dạng thủ tục bằng Java. Đúng/Sai 2. Java là ngôn ngữ có kiểu dữ liệu chặt chẽ. Đúng/Sai 3. là chương trình Java chạy độc lập, và sử dụng giao diện đồ họa để người sử dụng nhập dữ liệu. 4. sử dụng JDBC API để kết nối cơ sở dữ liệu. 5. hiểu một dòng các lệnh máy tính trừu tượng. 6. Coalescing và Compaction là gì? 7. Lệnh được sử dụng để dịch file mã nguồn .java. 8. Lớp phải là lớp cha của các applet, applet là chương có thể nhúng vào trang Web hay chạy bằng Java AppletViewer. Bài tập 1. Cài đặt Java 2 2. Gõ các lệnh sau tại dấu nhắc và liệt kê các tham số khác nhau của chúng: ¾ javac ¾ java Trang 21
23. Bài giảng Lập trình Mạng CHƯƠNG 2: Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ lập trình java Văn phạm Java chỉ định cách viết như sau: - Lời chú thích: Được thêm vào bởi người lập trình với mục đích giải thích. - Các câu lệnh: Mỗi lệnh là dòng đơn của chương trình. - Khối lệnh: Đặt các câu lệnh nhóm lại cùng với nhau như một khối - Cấu trúc file: Các bộ phận cấu thành của một file Java nguồn và lệnh là được xác định rõ. - Các từ khóa: Các từ được định nghĩa trước trong ngôn ngữ Java (không được sử dụng như danh hiệu). - Danh hiệu: Các tên bạn đặt ra cho các lớp, các biến và các hàm. Danh hiệu không hạn chế các kí tự theo chỉ định, nhưng chưa phải được sử dụng tùy ý, có vài qui ước cho danh hiệu. - Hằng (literals): Các giá trị hằng được viết một cách khác nhau tùy thuộc vào kiểu dữ liệu. Ví dụ: để phân biệt các kí tự "123" với số 123. - Biểu thức: Sự kết hợp nhiều mối quan hệ để tạo ra một giá trị dữ liệu. - Toán tử: Các toán tử được thực hiện như phép cộng, trừ, nhân, các toán tử toán học và không toán học khác. M ỗi khái niệm văn phạm trên sẽ được mô tả trong các phần sau: I. Ghi chú (Comment) Các lời chú thích có thể được thêm vào trong mã nguồn Java bằng hai cách giống như trong C++. Cách thứ nhất bắt đầu lời chú thích với dấu /* và kết thúc */ cho phép đặt nhiều dòng chú thích trong cặp dấu trên. Ví dụ: a = b + c; /* Here is comment which extends across two lines */ Nói chung bạn không thể đặt các chú thích trong chú thích Ví dụ: /* Here is a comment which /* a comment within a comment*/ extends across two line*/ Trang 22
24. Bài giảng Lập trình Mạng Trong ví dụ này chú thích đầu tiên kết thúc trước bằng dấu */ ở dòng hai không bắt đầu mở dấu chú thích. Kết quả của câu này là lỗi trong quá trình biên dịch. Nhiều dòng chú thích có ý nghĩa đặc biệt cho tiện ích javadoc khi kí hiệu đầu tiên bên trong dấu chú thích là một dấu * . Ví dụ: a = b+ c; /* * This comment has epecial meaning for the javadoc unitily.It will be part of documenttation automaticlly generated By the javadoc program */ Cách thứ hai đánh dấu // và ghi lời chú thích sau đó trên cùng một dòng. Ví dụ: a = b + c;//this comment extends to the end of this line of text Những chú thích này có thể đặt trong cặp dấu chú thích /* */. Như vậy, ghi chú nhằm giúp cho người lập trình dễ dàng nhớ lại quá trình suy nghĩ nhất là khi cần bổ sung, sữa chữa nâng cấp chương trình Có 3 loại ghi chú trong chương trình Java: Bắt đầu Kết thúc Mục đích /* */ Đoạn code bị giới hạn là phần ghi chú. // Ghi chú trên 1 dòng, trình biên dịch bỏ qua từ // đến cuối dòng / */ Ghi chú dành cho javadoc, trình biên dịch bỏ qua II. Câu lệnh và khối lệnh II.1. Câu lệnh Một câu lệnh trong Java được kết thúc bằng 1 dấu chấm phẩy (;) Thí dụ: Dòng a = b + c + d + e + f + g; Cũng giống như a = b + c + d + e + f + g; Khoảng trống giới hạn giữa các lệnh có thể bao gồm bất kì số kí tự trống nào. Các kí tự trống là các khoảng trống, các dấu tab, các dấu về đầu dòng, xuống dòng. Chú ý: Trên hệ thống UNIX và Masintosh, mỗi dòng văn bản thường kết thúc bởi ký tự xuống dòng (mã ASCII 13). Trong Windows, các dòng văn bản thường không giới hạn bởi các Trang 23
25. Bài giảng Lập trình Mạng ký tự xuống dòng, về đầu dòng (CR/CF hay mã ASCII là 13/10). Java biên dịch nhận ra các ký tự trên cũng như các ký tự trống và không quan tâm đến những dòng văn bản đã kết thúc. II.2. Khối lệnh Các câu lệnh đơn có thể nhóm lại thành các khối bởi vậy một khối lệnh có thể dễ dàng kiểm soát sự thực hiện của nhiều câu lệnh khác. Bộ lệnh của Java không giới hạn trong cặp ngoặc nhọn {và }. Bạn đã nhìn thấy các khối lệnh được dùng để tạo thành nhóm các lệnh thuộc một lớp: class Flight { int altitude; int heading; int speed; float latitude; float longintude; //change the flight's heading by angle degree void turnFlight (int angle){ heading = (heading + angle) % 360 ; // make sure angle is in the range 0-359 degrees if (heading<0) heading = heading + 360 ; } //end turnFlight } //end Flight Như bạn thấy các khối lệnh có thể đặt trong các khối khác Tổng số các khoảng trống đặt giữa các dấu ngoặc nhọn và các câu lệnh là tùy ý nhưng cũng có qui ước là dấu ngoặc nhọn bên trái phải đặt sau một dòng (hay bắt đầu một dòng tiếp theo), dấu ngoặc nhọn bên phải là thuộc chính dòng đó và chỗ thụt đầu dòng thường dùng để làm nổi bật nhóm lệnh. III. Tập ký tự dùng trong JAVA Mọi ngôn ngữ đều được xây dựng từ một bộ ký tự nào đó. Các ký tự được nhóm lại theo nhiều cách để tạo nên các từ. Đến lượt mình các từ lại được liên kết theo một quy tắc nào đó để tạo nên các câu lệnh, từ khóa, tên Ngôn ngữ JAVA được xây dựng trên bộ ký tự sau : 26 chữ cái hoa : A Z và 26 chữ cái thường a z. 10 chữ số : 0 9 Các ký hiệu toán học : +, -, *, /, %, =, () Dấu nối : _ Các ký hiệu đặc biệt khác : ;, :, {}, [ ], ?, \, &, |, #, $ Trang 24
26. Bài giảng Lập trình Mạng Ngoài ra ngôn ngữ JAVA còn dùng bộ ký tự Unicode. Đó là một bộ ký tự, nó không chỉ bao gồm những ký tự đã có trong bộ ký tự ASCCI mà còn có vài triệu ký tự khác tương ứng với hầu hết các bảng chữ cái trên thế giới. IV. Từ khóa và tên IV.1. Tên Cũng tương tự như các ngôn ngữ lập trình khác như C, C++, ngôn ngữ lập trình JAVA cũng quy định cách đặt tên như sau : Tên có thể được bắt đầu bằng một ký tự, hoặc dấu $, _ nhưng không thể bắt đầu bằng một số và không có dấu cách trong tên. Ngoài ra nó còn có thể dùng bộ ký tự Unicode để đặt tên. JAVA phân biệt chữ hoa và chữ thường. IV.2. Từ khóa Từ khóa là những từ có ý nghĩa xác định. Thường được sử dụng để khai báo các kiểu dữ liệu, để viết các toán tử và các câu lệnh. Sau đây liệt kê một số từ khóa của JAVA abstract case const else for boolean cast continue extends future break catch default final generic byte char do finally goto byvalue class double float implements inteface operator public super thows volatile import long rest outer swicth transient while inner native package return synchronized try instanceof new private short this var int null protected static throw void Chú ý: - Không được dùng từ khóa để đặt tên cho hằng, biến, mảng, hàm - Từ khóa phải viết bằng chữ thường V. Kiểu dữ liệu Mỗi biến phải có một kiểu dữ liệu. Kiểu dữ liệu của biến xác định các giá trị mà biến có thể chứa đựng và các toán tử thao tác trên chúng. Trang 25
27. Bài giảng Lập trình Mạng Ngôn ngữ Java có 2 loại dữ liệu: - Kiểu dữ liệu cơ bản - Primitive - Kiểu dữ liệu dẫn xuất - Reference Kiểu dữ liệu cơ bản là các khối dữ liệu được xác định trong ngôn ngữ V.1. Kiểu dữ liệu cơ bản Kiểu Mô tả Độ lớn Min ÷ Max boolean true , false 1 bit char Kí tự đơn 16 bits \u0000 ÷\uFFFF byte Byte-length 8 bits -128 ÷127 short integer 16 bits -32768 ÷ 32767 Số nguyên ngắn int 32 bits -2147483648 ÷2147483647 Số nguyên long 64 bits -9223372036854775808 Số nguyên dài ÷9223372036854775807 float 32 bits +/-3.40282347E+38 ÷+/-1.40239846E- double Số thực 64 bits 45 Số thực +/-1.79769313486231570E ÷ +/-4.9065645841246544E-324 V.2. Kiểu dữ liệu dẫn xuất (Reference) Array, class và interface đều là kiểu dữ liệu dẫn xuất. Giá trị của biến kiểu dẫn xuất trái ngược với kiểu dữ liệu gốc, nó tham chiếu tới (địa chỉ) một giá trị hay là tập hợp các giá trị mà biến khai báo. Một kiểu Reference được gọi là một con trỏ hay là một địa chỉ bộ nhớ của ngôn ngữ lập trình khác. Ngôn ngữ lập trình Java không hỗ trợ rõ ràng cách sử dụng địa chỉ giống như các ngôn ngữ khác. Thay vào đó bạn có thể sử dụng tên biến. V.3. Giá trị mặc định Một lỗi hay gặp phải khi lập trình là sử dụng những biến chưa được khởi tạo. Điều này thường gây ra lỗi khó đoán được bởi vì nó có thể nhận bất kỳ giá trị nào trong vùng nhớ khi chương trình bắt đầu chạy. Java đã tránh được lỗi trên bằng cách khởi tạo giá trị mặc định cho các biến Trang 26
28. Bài giảng Lập trình Mạng Kiểu Giá trị mặc định byte 0 short 0 int 0 long 0L float 0.0f- double 0.0d char null boolean false dẫn xuất null VI. Hằng (literal) Hầu hết các ngôn ngữ đều có một cách để khai báo biến là hằng số (đó là giá trị không đổi). Java không là ngoài lề Từ khóa final chỉ dẫn một biến cục bộ hoặc biến thành phần không thể thay đổi. Mục đích chính sử dụng của biến final như là biểu thị một hằng số. Bạn có thể thích hằng số là tên, và tên đó được định nghĩa trong một chỉ định đơn trong mã nguồn của bạn. Nếu sau này bạn phải thay đổi số trong mã nguồn của bạn, bạn chỉ cần thay đổi tại biến final đã định nghĩa. (Các hàm thành và các lớp có thể khai báo như là final . Một hàm thành phần final không thể chồng lên nhau, và một lớp final không thể là lớp con). Cú pháp: final Type ConstName = Value; Ví du: final int MAX = 10; Lưu ý: Cả hai cách khai báo hằng trong C và C++ là #define và const đều không dùng trong JAVA. VII. Biến Một chương trình tham chiếu tới giá trị của biến bằng tên biến. Tên biến phải là duy nhất trong cùng một phạm vi, có thể có nhiều biến cùng tên nhưng khai báo ở các phạm vi khác nhau. Trang 27
29. Bài giảng Lập trình Mạng Mọi biến cần được khia báo trước khi sử dụng. Việc khai báo được thực hiện theo mẫu sau. Là những vị trí trong bộ nhớ mà giá trị có thể được lưu trữ ở đó chúng có tên và kiểu giá trị. Cú pháp: Type Variable; hay: Type Variable = Value; VII.1. Kiểu biến Có thể là một trong ba hình thức sau : - Một trong 8 kiểu dữ liệu cơ bản. - Tên của một lớp. - Một mảng. Để khai báo một kiểu biến mới, ta phải khai báo một lớp mới. Sau đó các biến mới được khai báo là kiểu của lớp đó. JAVA có 3 loại biến : Biến lớp, biến đối tượng , biến cục bộ. VII.1.1. Biến đối tượng Thường dùng để định nghĩa thuộc tính, trạng thái cho một đối tượng nó có thể là biến toàn cục của một đối tượng. Khai báo như sau : Type Variable; VII.1.2. Biến lớp Tương tự như biến đối tượng, nhưng giá trị của nó nằm trong chính lớp đó. Nó ảnh hưởng toàn cục đến một lớp và tất cả các đối tượng trong lớp. Rất thích hợp để trao đổi thông tin giữa các đối tượng khác nhau trong cùng một lớp hay theo dõi trạng thái toàn cục của một đối tượng. Để khai báo một biến là biến lớp ta dùng từ khóa static như sau : static Type Variable; VII.1.3. Biến cục bộ Được khai báo và sử dụng trong thân phương thức. Biến cục bộ bắt buộc phải gán giá trị trước khi sử dụng. Không giồng như các ngôn ngữ lập trình khác. JAVA không có biến toàn cục. Biến đối tượng hay biến lớp được dùng để truyền thông tin toàn cục giữa hai hay nhiều đối tượng. Trang 28
30. Bài giảng Lập trình Mạng VII.1.4. Phạm vi của biến Giống như ngôn ngữ COBOL tất cả các biến đều là biến toàn cục. Biến toàn cục là một biến có thể truy cập bất cứ từ đâu trong một chương trình và do vậy mà biến toàn cục phải là biến có tên độc nhất. Do tất cả các biến trong COBOL là toàn cục nên mỗi biến trong chương trình COBOL là duy nhất. Từ đó, trong thực tiển việc sử dụng một biến đơn cho nhiều mục đích khác nhau trong từng phần của chương trình. Việc kiểm soát biến toàn cục là một công việc khó khăn và làm nhiều chương trình trở nên khó chịu. Đặc biệt, một thay đổi trong một phần nhỏ của mã có thể ảnh hưởng bất lợi đến hầu hết các phần khác của chương trình. Giải pháp cho vấn đề rắc rối của biến toàn cục là sử dụng biến cục bộ, biến này có thời gian tồn tại giới hạn và quan hệ chỉ trong phần nhỏ của mã. Bạn có thể dùng hai biến cục bộ có cùng tên định danh trong các phần khác nhau của chương trình. Các biến được định nghĩa với một hàm thành phần là cục bộ liên quan đến hàm thành phần, vì vậy bạn có thể dùng cùng tên biến trong vài hàm thành phần, như ví dụ sau: Class MyClass { int i; // member variable int First() { int j; // local variable // i và j đều có thể truy cập từ đây return 1; } int Second() { int j; // local variable // i và j đều có thể truy cập từ đây return 2; } } Biến j định nghĩa trong hàm First() được tạo ra khi hàm này được gọi và mất đi khi hàm này thoát. Điều này cũng đúng cho biến cục bộ j trong hàm Second(). Biến j xuất hiện đồng thời trong cả hai hàm nhưng chúng không gây xung đột bởi vì hai biến cục bộ hoàn toàn độc lập với nhau. Có một cách khác để nghĩ là: tưởng tượng trình biên dịch sẽ đổi tên các biến cục bộ đó (j) để tên của mỗi biến là duy nhất (như ví dụ: j1 và j2). VIII. Chuyển đổi kiểu dữ liệu Trong JAVA có các kiểu dữ liệu cơ bản, kiểu đối tượng. Do đó ta có 3 dạng chuyển đổi kiểu dữ liệu. - Chuyển đổi cho các kiểu dữ liệu cơ bản Trang 29
31. Bài giảng Lập trình Mạng Cú pháp : (NewType ) Value; - Chuyển đổi kiểu cho các đối tượng: Đối tượng của một lớp có thể được chuyển đổi kiểu để trở thành một đối tượng của một lớp khác. Với điều kiện các đối tượng muốn đổi kiểu phải thuộc các lớp thừa kế nhau. Cú pháp : (NewClass) Object ; - Chuyển đổi kiểu dữ liệu cơ bản sang đối tượng và ngược lại: Thông thường ta không thể chuyển đổi được nhưng trong gói java.lang có sẵn những lớp đặc biệt tương ứng với từng kiểu nguyên thủy. Như lớp Integer cho kiểu int, lớp Float cho kiểu float do đó ta có thể tạo ra các đối tượng tương đương bằng cách dùng toán tử new. ví dụ : int Intobj = new Integer (32); Khi muốn lấy lại giá trị ban đầu ta dừng phương thức có sẵn trong lớp tương đương. Như intValue() cho kiểu int IX. Biểu thức và Toán tử Toán tử là những ký hiệu đặc biệt mà thông thường được dừng trong biểu thức. Như +,-,/,* IX.1. Các toán tử số học: Tương tự như ngôn ngữ lập trình C và C++ Java gồm các phép toán như sau : +,-,*,/,%. Toán tử Cách dùng Mô tả + op1 + op2 Cộng hai toán hạng - op1 - op2 Trừ * op1 * op2 Nhân / op1 / op2 Chia % op1 % op2 Chia lấy dư Ví dụ: public class ArithmeticDemo { public static void main(String[] args) { //a few numbers int i = 37; int j = 42; double x = 27.475; Trang 30
32. Bài giảng Lập trình Mạng double y = 7.22; System.out.println("Variable values "); System.out.println(" i = " + i); System.out.println(" j = " + j); System.out.println(" x = " + x); System.out.println(" y = " + y); //adding numbers System.out.println("Adding "); System.out.println(" i + j = " + (i + j)); System.out.println(" x + y = " + (x + y)); //subtracting numbers System.out.println("Subtracting "); System.out.println(" i - j = " + (i - j)); System.out.println(" x - y = " + (x - y)); //multiplying numbers System.out.println("Multiplying "); System.out.println(" i * j = " + (i * j)); System.out.println(" x * y = " + (x * y)); //dividing numbers System.out.println("Dividing "); System.out.println(" i / j = " + (i / j)); System.out.println(" x / y = " + (x / y)); //computing the remainder resulting from dividing numbers System.out.println("Computing the remainder "); System.out.println(" i % j = " + (i % j)); System.out.println(" x % y = " + (x % y)); //mixing types System.out.println("Mixing types "); System.out.println(" j + y = " + (j + y)); System.out.println(" i * x = " + (i * x)); } } Kết quả của chương trình: Variable values y = 7.22 i = 37 Adding j = 42 i + j = 79 x = 27.475 x + y = 34.695 Trang 31
33. Bài giảng Lập trình Mạng Subtracting i / j = 0 i - j = -5 x / y = 3.8054 x - y = 20.255 Computing the remainder i % j = 37 Multiplying x % y = 5.815 i * j = 1554 Mixing types x * y = 198.37 j + y = 49.22 Dividing i * x = 1016.58 IX.2. Các phép toán tăng giảm Dùng các toán tử ++ và để tăng giảm giá trị của biến. IX.3. Toán tử quan hệ và điều kiện Toán tử Ý nghĩa Ví dụ == Bằng a == 10; != Không bằng a != b Lớn hơn 7 > 4 = Lớn hơn hoặc bằng b >= 8 IX.4. Toán tử luận lý Các biểu thức mà có kết quả trả về là giá trị boolean, có thể kết hợp lại với nhau bằng các toán tử luận lý như AND ( & hoặc &&), OR ( | hoặc ||), XOR ( ^), NOT (!) IX.5. Các toán tử làm việc với bit Giống C và C++, những toán tử làm việc với bit được dùng để thể hiện từng bit riêng biệt đối với số nguyên. Ta có bảng những toán tử làm việc với bit như sau : Toán tử Ý nghĩa & Và | Hoặc ^ Hoặc loại trừ << Dịch trái 1 bit Trang 2
34. Bài giảng Lập trình Mạng >> Dịch phải 1 bit >>> Dịch phải 1 bit và điền 0 vào những chỗ vừa dịch - Đảo bit >>= Dịch trái rồi gán ( x=x >y) >>>= Dịch phải, điền 0 vào những chỗ vừa dịch rồi gán ( x=x>>y) x &=y x=x&y x|=y x= x|y x^=y x=x^y IX.6. Toán tử gán Toán tử gán có dạng như sau: Variable Operator = Value. Điều này tương đương với: Variable = Variable Operator Value; Ví dụ : a + = 4; tương đương với a = a + 4; Toán tử Cách dùng Cách dùng khác += op1 += op2 op1 = op1 + op2 -= op1 -= op2 op1 = op1 - op2 *= op1 *= op2 op1 = op1 * op2 /= op1 /= op2 op1 = op1 / op2 %= op1 %= op2 op1 = op1 % op2 &= op1 &= op2 op1 = op1 & op2 |= op1 |= op2 op1 = op1 | op2 ^= op1 ^= op2 op1 = op1 ^ op2 >= op1 >>= op2 op1 = op1 >> op2 >>>= op1 >>>= op2 op1 = op1 >>> op2 IX.7. Một số toán tử khác Toán tử Cách dùng Mô tả Nếu op1 true thì trả về op2. Ngược lại thì trả ?: op1 ? op2 : op3 về op3. [] type [] Khai báo mộ mảng chưa biết độ lớn, chứa các Trang 33
35. Bài giảng Lập trình Mạng phần tử có kiểu là type Tạo một mảng với op1 phần tử. Phải được sử [] type[ op1 ] dụng với toán tử new. Truy cập đến một phần tử của mảng op1 với [] op1[ op2 ] chỉ số op2. Một sự tham khảo tới hàm thành phần op2 của . op1.op2 op1. Định nghĩa hoặc gọi một phương thức có tên là op1 với các tham số là params. Danh sách các () op1(params) tham số có thể là danh sách rỗng. Các phần tử trong danh sách cách nhau bằng dấu phẩy. Chuyển đổi kiểu dữ liệu của op1 với kiểu mới (type) (type) op1 là type. Một ngoại lệ sẽ xảy ra nếu kiểu của op1 không tương thích với type. Khởi tạo một đối tượng hay một mãng. op1 là new new op1 một constructor hay một mảng instanceof op1 instanceof op2 Trả về true nếu op1 là một an instance của op2 IX.8. Phép toán trên kiểu chuối ( String) Một biểu thức đặc biệt trong Java là dùng toán tử "+" để tạo hay ghép nối các chuỗi. Ví dụ : System.out.println(name+ "is a" + color ); Nếu có phần tử con nào không phải là kiểu String thì nó tự động chuyển sang kiểu String. Mô tả phần này các bạn tham khảo phần đối tượng và các kiểu dữ liệu đối tượng. IX.9. Độ ưu tiên các toán tử ( ), [] ++, , !, -, instanceof new (type) Biểu_thức *, /, % +, - >, >>> Trang 34
36. Bài giảng Lập trình Mạng ==, != & ^ | ? : =, +=, -=, *=, /=, %=, ^= &=, |=, >=, >>>= IX.10. Biểu thức Biểu thức là sự kết nối các biến, các từ khóa hay các kí hiệu để trả về một giá trị của một kiểu nào đó. Giá trị này có thể là số, chuỗi, hoặc kiểu dữ liệu khác. Bạn có thể hiểu rằng một biểu thức là một cái gì đó dược viết bên phải của một lệnh gán. Biểu thức đơn giản nhất là các biến hay các hằng Ví dụ: 22, a, "Hello" Các biểu thức này có thể được tìm thấy bên phải của một lệnh gán như gán một chuỗi "Hello" cho một biến s: s = "Hello"; Như trong C, việc gán một giá trị cho chính nó, đó là giá trị bên phải của lệnh gán Ví dụ: b = a = 25; Trong ví dụ này giá trị 25 được gán cho biến a và 25 cũng được gán cho biến b Có các loại biểu thức như biểu thức logic, biểu thức số học, biểu thức gán Ví dụ : a <= 10; - Biểu thức gán: Variable1= Variable2= =Value; - Biểu thức điều kiện : Expression ? Expression_when_true : Expression_when_false; X. Các câu lệnh điều khiển X.1. Cấu trúc rẽ nhánh X.1.1. Cấu trúc điều kiện rẽ nhánh if Cú pháp: if (Expression) { Statements1; } Trang 35
37. Bài giảng Lập trình Mạng else{ Statements2; } S ơ đồ khối: false Expression true Statement(s)2 Statement(s)1 Ví dụ: public class IfElseDemo { public static void main(String[] args) { int testscore = 76; char grade; if (testscore >= 90) { grade = 'A'; } else if (testscore >= 80) { grade = 'B'; } else if (testscore >= 70) { grade = 'C'; } else if (testscore >= 60) { grade = 'D'; } else { grade = 'F'; } System.out.println("Grade = " + grade); } } Kết quả chương trình là: Grade = C Expression phải là biểu thức logic trả về giá trị kiểu boolean ( true hoặc false). Tương tự như C và C++ các câu lệnh điều kiện có thể lồng nhau tùy ý. X.1.2. Cấu trúc điều kiện rẽ nhánh phức : switch Cú pháp: switch(integer expression) { case integer expression: statement(s) Trang 36
38. Bài giảng Lập trình Mạng break; default: statement(s) break; } Expression : Biểu thức điều kiện phụ thuộc vào kiểu dữ liệu cơ bản (byte, int ) S ơ đồ khối: true case a case a action(s) break false true case b case b action(s) break false . . . true case z case z action(s) break false default action(s) Ví dụ: public class SwitchDemo { public static void main(String[] args) { int month = 2; int year = 2000; int numDays = 0; switch (month) { case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12: numDays = 31; break; Trang 37
39. Bài giảng Lập trình Mạng case 4: case 6: case 9: case 11: numDays = 30; break; case 2: if ( ((year % 4 == 0) && !(year % 100 == 0)) || (year % 400 == 0) ) numDays = 29; else numDays = 28; break; } System.out.println("Number of Days = " + numDays); } } Kết quả của chương trình: Number of Days = 29 X.2. Cấu trúc lặp X.2.1. Vòng lặp for Cú pháp: for ( initialization; loopContinuationTest; increment ) { Statements; } S ơ đồ khối: initialization Statement(s) true loopContinuationTest increment Trang 38 false
40. Bài giảng Lập trình Mạng Ví dụ: public class ForDemo { public static void main(String[] args) { int[] arrayOfInts = { 32, 87, 3, 589, 12, 1076, 2000, 8, 622, 127 }; for (int i = 0; i < arrayOfInts.length; i++) { System.out.print(arrayOfInts[i] + " "); } System.out.println(); } } Kết quả chương trình: 32 87 3 589 12 1076 2000 8 622 127. X.2.2. Vòng lặp while và do: Tương tự cấu trúc của C và C++ Cú pháp: while (Condition){ Statement(s) } S ơ đồ khối: true Condition statement(s) flase Ví dụ: public class WhileDemo { public static void main(String[] args) { String copyFromMe = "Copy this string until you " + "encounter the letter 'g'."; StringBuffer copyToMe = new StringBuffer(); int i = 0; Trang 39
41. Bài giảng Lập trình Mạng char c = copyFromMe.charAt(i); while (c != 'g') { copyToMe.append(c); c = copyFromMe.charAt(++i); } System.out.println(copyToMe); } } Java cung cấp một cấu trúc khác tương tự như câu lệnh while. Cú pháp: do { Statement(s); while (Condition); action(s) Sơ đồ khối: true Condition flase Ví dụ: public class DoWhileDemo { public static void main(String[] args) { String copyFromMe = "Copy this string until you " + "encounter the letter 'g'."; StringBuffer copyToMe = new StringBuffer(); int i = 0; char c = copyFromMe.charAt(i); do { copyToMe.append(c); c = copyFromMe.charAt(++i); } while (c != 'g'); System.out.println(copyToMe); } } Trang 40
42. Bài giảng Lập trình Mạng - Câu lệnh break : Dùng để thoát tức thời ra khỏi vòng lặp chứa nó. - Câu lệnh continue : Dùng để quay trở về đầu vòng lặp chứa nó. X.3. Ngoại lệ và câu lệnh nắm bắt ngoại lệ Sử dụng các lệnh try, catch và finally để bắt giữ các ngoại lệ. Cú pháp: try { statement1(s) } catch (exceptiontype name) { statement(s) } catch (exceptiontype name) { statement2(s) } finally { statement3(s) } try: định nghĩa một khối lệnh (statement1(s)) mà ngoại lệ có thể xảy ra. catch: đi kèm với try, để bắt ngoại lệ, khi có ngoại lệ xảy ra thì statement2(s) thực hiện statement3(s) luôn luôn thực hiện cho dù có hay không ngoại lệ Kiểm tra sự tiến bộ 1. Trong Java, kiểu dữ liệu dạng byte nằm trong giới hạn từ .đến 2. Hãy chỉ các danh định hợp lệ: a. Tel_num b. Emp1 c. 8678 d. batch.no 3. Cho biết kết quả thu đươc khi thực hiện đoạn chương trình sau? class me { public static void main(String srgs[ ]) { int sales=820; int profit=200; System.out.println((sale +profit)/10*5); } } 4. . là sự cài đặt của các hành động của đối tượng 5. Phương thức public có thể truy cập phương thức private trong cùng một lớp. Đúng/Sai Trang 41
43. Bài giảng Lập trình Mạng 6. ‘static’ hàm ý rằng phương thức không có mã và được bổ sung trong các lớp con Đúng/Sai Khi bạn không định nghiã một hàm khởi tạo cho một lớp, JVM sẽ cung cấp một hàm mặc định hoặc một hàm khởi tạo ẩn (implicit). Đúng/Sai Vòng lặp while thực thi ít nhất một lần thậm chí nếu điều kiện được xác định là False Đúng/Sai Bài tập 1. Hãy viết một đoạn chương trình để in ra dòng chữ ” Welcome to the world of Java” 2. Hãy viết hai phương thức khởi tạo tường minh cho một lớp dùng để tính diện tích hình chữ nhật. Khi một giá trị được truyền vào phương thức khởi tạo, nó cho rằng độ dài và chiều rộng bằng nhau và bằng giá trị truyền vào. Lúc đó, nó sẽ tính diện tích tương ứng. Khi hai giá trị được truyền vào, nó sẽ tính diện tích hình chữ nhật. 3. Viết một chương trình thực hiện những việc sau đây: a. Khai báo và gán giá trị đầu cho các biến m và n là 100 và 200 tương ứng. b. Theo các điều kiện: nếu m bằng 0, hiển thị kết quả tương ứng. c. Nếu m lớn hơn n , hiển thị kết quả tương ứng. d. Kiểm tra giá trị n là chẵn hay lẻ. 4. Viết một chương trình hiển thị tổng các bội số của 7 nằm giữa 1 và 100. 5. Viết chương trình để cộng bảy số hạng của dãy sau: 1!+2!+3! . Trang 42
44. Bài giảng Lập trình Mạng CHƯƠNG 3: APPLETS I. Đại cương về HTML "Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản" (Hypertext Markup Language - HTML) được dùng để khởi tạo các "siêu văn bản" trên WEB. Nó không phải là một ngôn ngữ lập trình phức tạp như C, C++, Java Ngôn ngữ HTML chỉ một tập hợp những quy tắc chỉ định bởi những TAGS (Thẻ) và MARK (Đánh dấu) trên những thành phần của tài liệu. Một tài liệu HTML chỉ là những văn bản thông thường, bằng những quy tắc đơn giản ta có thể đưa vào những hình ảnh, những "siêu liên kết", "siêu phương tiện" Ngoài ra ta có thể bổ sung những hình ảnh, âm thanh sống động vào các trang Web của mình bằng cách tăng cường Java. Đó chính là các APPLETS. II. Tổng quan về applet Các lớp trong chương trình Java luôn là dẫn xuất từ một lớp chuẩn nào đó của JDK. Mỗi applet là dẫn xuất của lớp Applet theo sơ đồ sau: II.1. Ví dụ về Applet Sau đây là mã nguồn của một applet gọi là Simple import java.applet.Applet; import java.awt.Graphics; public class Simple extends Applet { StringBuffer buffer; public void init() { Trang 43
45. Bài giảng Lập trình Mạng buffer = new StringBuffer(); addItem("initializing "); } public void start() { addItem("starting "); } public void stop() { addItem("stopping "); } public void destroy() { addItem("preparing for unloading "); } void addItem(String newWord) { System.out.println(newWord); buffer.append(newWord); repaint(); } public void paint(Graphics g) { //Draw a Rectangle around the applet's display area. g.drawRect(0, 0, size().width - 1, size().height - 1); //Draw the current string inside the rectangle. g.drawString(buffer.toString(), 5, 15); } } II.2. Vòng đời của một Applet Có thể sử dụng ví dụ trên để minh hoạ cho vòng đời của một applet II.2.1. Nạp một Applet Bạn có thể thấy "initializing starting " ở trên, đó là kết quả trả về khi một applet đang nạp. Khi một applet nạp sẽ xảy ra các việc sau: ƒ Một instance của lớp con applet được tạo ra. ƒ Đối tượng applet này tự khởi tạo mình, bằng phương thức init(). Trang 44
46. Bài giảng Lập trình Mạng ƒ Đối tượng applet này bắt đầu chạy, phương thức start() được gọi, tiếp theo là phương thức run(). II.2.2. Rời khỏi và quay trở về trang web chứa applet Khi người dùng rời khỏi trang web chứa applet sang một trang khác, khi đó phương thức stop() của applet sẽ được gọi. Khi người dùng quay về lại trang đó thì applet tự động kích hoạt lại phương thức start(). Quá trình này cũng xảy ra khi người dùng thay đổi của sổ chứa applet (minaturize, minimize, và close.) Chú ý: Một vài trình duyệt có thể sẽ nạp lại applet khi ta trở lại trang chứa applet đó như thế có thể xảy ra một lỗi nếu một applet tự khởi tạo mà không cần nạp lại. II.2.3. Nạp lại Applet (Reloading the Applet) Một số trình duyệt cho phép người dùng nạp lại applet, nghĩa là người dùng đã thoát applet và nạp lại một lần nữa. Vì mỗi khi thoát khỏi Applet phương thức stop() sẽ tự động thực hiện, xảy ra quá trình dọn rác bằng phương thức destroy(). Như vậy, applet đã giải phóng các tài nguyên mà nó đã dùng và applet chính thức không còn trong bộ nhớ. Và khi được nạp lại, quá trình nạp sẽ xảy ra giống như đã nói ở trên. II.2.4. Thoát khỏi trình duyệt Khi người dùng thoát khỏi trình duyệt (hay ứng dụng chứa applet) thì applet tự động gọi phương thức stop() để dọn dẹp tài nguyên hệ thống trước khi trình duyệt thoát. II.2.5. Tóm tắt Một applet có thể trải qua các sự kiện sau: ƒ Nó có thể tự khởi tạo (initialize). ƒ Nó có thể tự động khởi động ̣(start). ƒ Nó có thể tự dừng (stop) . ƒ Tự dọn dẹp tài nguyên hệ thống trước khi thoát. Sơ đồ: Trang 45
47. Bài giảng Lập trình Mạng Creation Destruction Initialization Start/Restart Stop II.3. Các phương thức cơ bản public class Simple extends Applet { . . . public void init() { . . . } public void start() { . . . } public void stop() { . . . } public void destroy() { . . . } . . . } Trong applet Simple cũng như tất cả các applet khác đều là lớp con của lớp Applet. Lớp Simple đã override lại 4 phương thức của Applet vì vậy nó có thể trả lời các sự kiện: init, start, stop, destroy. II.3.1. init() Dùng để khởi tạo một lần, những hoạt động không kéo dài. Phương thức này thường chứa các mã lệnh mà ta thường dùng trong các constructor. II.3.2. start() Applet sau khi khởi tạo cần làm công việc gì đó thì phải cài đặt phương thức start(), trừ khi phải trả lời trực tiếp tác động của người dùng. Phương thức này có thể thực hiện một số việc của applet hay khởi tạo các tuyến đoạn. II.3.3. stop() Đa số các applet khi cài phương thức start() đều có cài stop(). Phương thức này dùng để tạm ngưng các hoạt động của applet nhưng không giải phóng tài nguyên hệ thống. II.3.4. destroy() Phương thức này thường dùng để giải phóng tài nguyên hệ thống. Trang 46
48. Bài giảng Lập trình Mạng II.4. Các phương thức vẽ và nắm bắt sự kiện Simple applet định lại phương thức paint override phương thức paint của applet: class Simple extends Applet { . . . public void paint(Graphics g) { . . . } . . . } Phương thức paint là một trong hai phương thức mà một applet có thể override: - paint: Là phương thức vẽ cơ bản. Nhiều applet cài đặt phương thức paint để vẽ những trình bày của nó bên trong trình duyệt. - update: Là phương thức mà bạn có thể sử dụng sau khi đã thực hiện paint để tăng thêm hiệu quả vẽ. Applet thừa hưởng các phương thức này từ lớp AWT. Applet còn thừa hưởng các phương thức về sự kiện như nhấp chuột, rê chuột, trong lớp Component của AWT. II.5. Các phương thức cho lập trình giao diện người dùng II.5.1. Các thành phần UI xây dựng sẵn Thư viện AWT hỗ trợ các thành phần cho lập trình giao diện (UI components) (Các lớp dùng để cài đặt mỗi thành phần được đặt trong dấu ngoặc đơn): ƒ Buttons (java.awt.Button) ƒ Checkboxes (java.awt.Checkbox) ƒ Text fields (java.awt.TextField) ƒ Text areas (java.awt.TextArea) ƒ Labels (java.awt.Label) ƒ Lists (java.awt.List) ƒ Choices (java.awt.Choice) ƒ Sliders and scrollbars (java.awt.Scrollbar) ƒ Drawing areas (java.awt.Canvas) ƒ Menus (java.awt.Menu, java.awt.MenuItem, java.awt.CheckboxMenuItem) Trang 47
49. Bài giảng Lập trình Mạng ƒ Containers (java.awt.Panel, java.awt.Window and its subclasses) II.5.2. Các phương thức để sử dụng các thành phần UI trong các Applet Bởi vì lớp Applet thừa kế từ lớp AWT Container nên dễ dàng thêm các thành phần vào các applet và sử dụng các trình quản lý lớp (layout managers) để điều khiển vị trí của các thành phần trên màn hình. Đây là một số phương thức của Container mà các applet có thể sử dụng: add : Thêm một Component. remove : Xoá một Component. setLayout : Thiết lập trình quản lý layout. II.5.3. Thêm một Text Field không edit được vào applet Simple Để làm cho đơn giản applet sử dụng lớp TextField để khai báo một text field chỉ được cuộn, không được sữa chữa Sự thay đổi cho thấy sau đây: //Không cần Import java.awt.Graphics //khi applet này không cài đặt //phương thức paint. . . . import java.awt.TextField; public class ScrollingSimple extends Applet { //Instead of using a StringBuffer, //use a TextField: TextField field; public void init() { // Tạo một text field và làm cho nó không thể sửa chữa. field = new TextField(); field.setEditable(false); //Set the layout manager so that the text field will be //as wide as possible. setLayout(new java.awt.GridLayout(1,0)); //Đặt text field vào Applet. add(field); validate(); addItem("initializing "); } . . . Trang 48
50. Bài giảng Lập trình Mạng void addItem(String newWord) { //Nối chuổi vào TextField. String t = field.getText(); System.out.println(newWord); field.setText(t + newWord); repaint(); } //Phương thức paint không cần thiết, //khi TextField tự động repaints. Xem lại phương thức init tạo ra một text field không edit được. Nó thiết lập trình quản lý cách trình bày vào applet làm cho text field có thể rộng ra được sau đó đặt text field vào applet Sau cùng phương thức init gọi một phương thức hợp lệ (phương thức mà Applet thừa hưởng từ Component). Điều này làm cho có hiêu lực đối với một hoặc nhiều thành phần thêm vào applet và bảo đảm ràng các thành phần này đã tự vẽ ra trên màn hình. Sau đây là kết quả của applet: initializing starting II.6. Giới hạn của Applet Mục này cho thấy một cách tổng quan về mặt hạn chế của applet và các khả năng mà chúng có thể co được.́ II.6.1. Giới hạn về bảo mật Tất cả các trình duyệt có cài đặt chế độ bảo mật đều giữ nó lại trong hệ thống bảo mật. Mục này mô tả chế độ bảo mật mà các trình duyệt hiện thời kèm vào. Tuy nhiên việc cài đặt cơ chế bảo mật giữa các trình duyệt là khác nhau. Ngoài ra cơ chế bảo mật thường thay đổi. Thí dụ như nếu một trình duyệt được phát triển để chỉ sử dụng trong môi trường tin cậy thì cơ chế bảo mật có thể lỏng lẽo hơn những mô tả ở đây. Các trình duyệt hiện thời thường giới hạn hoạt động của applet khi nạp các applet từ mạng về như sau: ƒ Một applet không thể nạp các thư viện hay các phương thức sử dụng mã nguồn. ƒ Không được đọc hay ghi bình thường lên các tập tin ở máy chủ thực thi chúng. ƒ Không được tạo các kết nối mạng ngoại trừ kết nối với máy đang chạy nó. Trang 49
51. Bài giảng Lập trình Mạng ƒ Không thể khởi động bất cứ một chương trình nào trên máy chủ chạy nó. ƒ Không được đọc bất cứ tính chất nào của hệ thống. ƒ Cửa sổ mà một applet mở ra sẽ khác với các của sổ của các ứng dụng khác mở. Mỗi trình duyệt có một đối tượng SecurityManager được cài đặt để thực hiện vấn đề bảo mật. Khi SecurityManager dò tìm ra sự vi phạm thì nó ném ra một ngoại lệ SecurityException. Applet của bạn có thể bắt ngoại lệ SecurityException đó và tác động trở lại một cách thích hợp. II.6.2. Các khả năng của Applet Gói java.applet cung cấp một API cho các applet một số khả năng mà ứng dụng đơn (application) không có được. Thí dụ như applet có thể tạo âm thanh cái mà các chương trình khác không thực hiện được. Sau đây là một số cái mà các trình duyệt hiện hành và các applet viewer cho phép applet thực hiện: ƒ Applet có thể thường xuyên tạo kết nối tới máy đang chạy nó. ƒ Khi applet chạy trong trình duyệt thì có thể dùng tài liệu HTML để hiển thị. ƒ Applet có thể gọi tới một phương thức công cộng của một applet khác trong cùng trang Web. ƒ Các applet được nạp từ tập tin cục bộ sẽ không bị giới hạn giống các applet được nạp từ mạng xuống. ƒ Hầu hết các applet ngừng thực thi khi rời khỏi trang web chứa nó, nhưng không nhất thiết như vậy. II.7. Test một applet Một khi đã viết vài đoạn mã cho applet của bạn, bạn sẽ muốn chạy applet để kiểm tra nó. Để chạy applet trước hết bạn phải đặt applet vào trong một trang HTML bằng cách sử dụng thẻ (tag) . Sau đó đánh địa chỉ URL của trang HTML đó trong một trình duyệt có hỗ trợ Java. Đây là một thẻ đơn giản: Trang 50
52. Bài giảng Lập trình Mạng Thẻ này cho trình duyệt biết cần nạp một applet có tên là AppletSubclass. Hình sau cho thấy nơi để đặt file applet, quan hệ với tài liệu HTML chứa thẻ . Như hình vẽ thì trừ khi applet được đặt trong một gói (package), applet phải đặt trong cùng thư mục với tệp HTML chứa thẻ . Khi một trình duyệt hỗ trợ Java đụng một thẻ , thì nó dự trữ một vùng hiển thị với chiều rộng (width) và chiều cao (hight) cho applet, nạp mã bytecode của applet, tạo một instance của lớp đó, sau đó gọi phương thức init và start. Thẻ có rất nhiều tuỳ chọn do đó bạn có thể tuỳ biến cho cho phù hợp với sự thực thi của applet mà bạn tạo ra. III. Các tính năng cao cấp của Applet API Applet API cung cấp cho bạn các tính năng cao cấp về mối quan hệ gần gũi giữa các applet và các trình duyệt Web. API được cung cấp bởi gói java.applet chủ yếu là lớp Applet và giao tiếp (interface) AppletContext. Nhờ vào applet API mà các applet có thể thực hiện được các việc sau: ƒ Đưa thông báo cơ bản từ trình duyệt. ƒ Tải các files dữ liệu xác định bởi URL của applet hay trang HTML mà applet được nhúng. ƒ Hiển thị các chuổi ngắn về trạng thái. ƒ Làm trình duyệt hiển thị tài liệu. ƒ Tìm các applet khác trên cùng trang. ƒ Tạo âm thanh. Lấy tham số được chỉ ra bởi người dùng trong thẻ . Trang 51
53. Bài giảng Lập trình Mạng III.1. Tìm kiếm và nạp các file dữ liệu Bất cứ lúc nào applet cần để nạp vài dữ liệu từ tệp được xác định bởi URL (một URL mà không chỉ rõ đầy đủ vị trí của file), applet thường sử dụng hoặc là code base hoặc là document base để hoàn chỉnh địa chỉ URL. Code base được trả về bởi phương thức getCodeBase, nó chỉ ra địa chỉ URL xác định thư mục chứa lớp applet đã được nạp. Document base được trả về bởi phương thức getDocumentBase, nó chỉ ra thư mục chứa trang HTML mà applet đó được nhúng. Trừ khi thẻ chỉ rõ code base, cả code base và document base đều được đặt cùng thư mục trên cùng một server. Dữ liệu mà applet luôn cần hoặc những nhu cầu tin cậy cần sao lưu, thông thường được chỉ rõ tới code base. Dữ liệu mà người dùng applet chỉ rõ, thường dùng các tham số, thông thường được chỉ tới document base. Lớp Applet định nghĩa các hình thức thuận lợi để nạp hình ảnh và âm thanh, mà hình ảnh và âm thanh được chỉ rõ bởi URL. Ví dụ, lấy một applet và đặt nó vào trong một cấu trúc thư mục như hình sau: Để tạo một đối tượng Image sử dụng một file hình ảnh a.gif trong thư mục imgDir thì applet có thể sử dụng đoạn mã sau: Image image = getImage(getCodeBase(), "imgDir/a.gif"); III.2. Hiển thị chuổi tình trạng ngắn Tất cả những trình xem applet, từ Applet Viewer đến đình duyệt có hỗ trợ Java đều cho phép các applet hiển thị một chuổi tình trạng ngắn. Trong sự thi hành hiện thời chuổi này xuất hiện trên hàng tình trạng ở đáy của sổ duyệt applet. Trong các trình duyệt tất cả applet trên cùng trang, cũng như chính các trình duyệt nói chung là chia sẽ hàng tình trạng đó. Trang 52
54. Bài giảng Lập trình Mạng Không nên đặt các thông tin cốt yếu vào dòng trạng thái. Nếu nhiều người dùng cần thông tin, thay vào đó ta nên hiển thị trong vùng applet. Nếu chỉ một it thông tin phức tạp mà người dùng cần thì nên xuất thông tin ra ở thiết bị đầu ra chuẩn. Dòng tình trạng không phải là nỗi bật thông thường và nó có thể bị ghi đè lên bởi một applet hay một trình duyệt khác. Từ những lý do trên, tốt nhất sử dụng để hiển thị thông tin phụ, nhất thời mà thôi. Thí dụ như applet nạp các file ảnh và hiển thị tên của file ảnh trong lúc đang nạp chúng. Ví dụ: showStatus("MyApplet: Loading image file " + file); III.3. Hiển thị tài liệu trong trình duyệt Bạn có bao giờ muốn applet hiển thị một một tài liệu văn bản định dạng HTML không? Ở đây có cách để làm điều đó: nói cho trình duyệt hiển thị văn bản cho bạn. Với phương thức showDocument trong AppletContext một applet có thể chỉ cho trình duyệt URL để hiển thị trong của sổ trình duyệt. (Trong trường hợp này bộ JDK với trình AppletViewer bỏ qua phương thức này, nó không thể hiển thị tài liệu). showDocument có 2 dạng : public void showDocument(java.net.URL url) public void showDocument(java.net.URL url,String targetWindow) Dạng một tham sô của showDocument chỉ cho trình duyệt biết địa chỉ URL của tài liệu cần hiển thị, không chỉ rõ cửa sổ để hiển thị. Dạng hai tham số của showDocument chỉ cho bạn biết vị trí cửa sổ hay frame HTML để hiển thị tài liệu trong đó. Tham số thứ hai có thể có các giá trị sau: "_blank": Hiển thị tài liệu trong một cửa sổ mới, không có tên. "windowName": Hiển thị tài liệu trong một cửa sổ với tên là windowName. Cửa sổ này được tạo ra nếu cần thiết. "_self": Hiển thị tài liệu trong cửa sổ và frame chứa applet. "_parent": Hiển thị tài liệu trong cửa sổ applet nhưng trong frame cha của frame applet. Nếu frame applet không có frame cha thì giống như "_self". "_top": Hiển thị tài liệu trong trong cửa sổ của applet ở frame mức đỉnh. Nếu frame của applet là mức đỉnh rồi thì giống như "_self". Ví dụ: Trang 53
55. Bài giảng Lập trình Mạng //In an Applet subclass: urlWindow = new URLWindow(getAppletContext()); . . . class URLWindow extends Frame { . . . public URLWindow(AppletContext appletContext){ . . . this.appletContext = appletContext; . . . } . . . public boolean action(Event event, Object o) { . . . String urlString = /* user-entered string */; URL url = null; try { url = new URL(urlString); } catch (MalformedURLException e) { //Inform the user and return } if (url != null) { if (/* user doesn't want to specify the window */) { appletContext.showDocument(url); } else { appletContext.showDocument(url, /* user-specified window */); } } . . . III.4. Gửi thông điệp tới các applet khác Các applet có thể tìm ra các applet khác và gửi thông điệp đến chúng với những giới hạn về bảo mật như sau: ƒ Nhiều trình duyệt đòi hỏi các applet khởi đầu từ một server. ƒ Nhiều trình duyệt đòi hỏi các applet phải cùng thư mục trên cùng một server (cùng code base) ƒ Java API đòi hỏi các applet phải chạy trên cùng một trang, trong cùng cửa sổ trình duyệt. Trang 54
56. Bài giảng Lập trình Mạng Chú ý: Một vài trình duyệt cho phép applet gọi các phương thức của một applet khác thậm chí trên các trang khác trong cùng tình duyệt miễn là cùng code base (cùng thư mục). Phương thức quan hệ giữa các applet này không được Java API hỗ trợ nên nhiều trình duyệt không cho phép applet gọi các applet khác trên các trang khác nhau. Một applet có thể tìm một applet khác bằng cách tìm theo tên (sử dụng phương thức getApplet của AppletContext) hay tất cả các applet khác trên cùng trang (bằng cách sử dụng phương thức getApplets của AppletContext). Cả hai phương thưc nếu thành công sẽ cho applet gọi một hay nhiều đối tượng Applet. Một khi applet gọi tìm được một đối tượng Applet thì nó có thể gọi các phương thức trên đối tượng đó. III.5. Tìm một applet bằng tên: sử dụng phương thức getApplet Phương thức getApplet tìm kiếm tất cả các applet khác trên trang hiện hành để thấy một trong số các applet đó bằng một tên đặc biệt. Nếu tìm thấy, getApplet sẽ trả về một đối tượng Applet. Mặc định thì một applet không có tên. Để đặt cho applet một cái tên, phải đặt trong đoạn mã của trang HTML mà applet đan xen vào. Bạn có thể chỉ rõ tên của một applet bằng hai cách: ƒ Bằng cách chỉ rõ một thuộc tính NAME trong thẻ . Thí dụ như: . . . ƒ Bằng cách chỉ rõ tham số NAME với thẻ . Thí dụ như: . . . Dưới đây là hai applet minh hoạ cho việc tìm bằng tên. Applet đầu tiên là Sender tìm applet thứ hai là Rêciver, Sender gửi một thông điệp tới Reciever bằng cách gọi các phương thức của Reciever. Reciever đáp ứng lại "Received message from sender-name!" Trang 55
57. Bài giảng Lập trình Mạng Đây là chương trình đầy đủ của Sender: import java.applet.*; import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.util.Enumeration; public class Sender extends Applet implements ActionListener { private String myName; private TextField nameField; private TextArea status; private String newline; public void init() { GridBagLayout gridBag = new GridBagLayout(); GridBagConstraints c = new GridBagConstraints(); setLayout(gridBag); Label receiverLabel = new Label("Receiver name:", Label.RIGHT); gridBag.setConstraints(receiverLabel, c); add(receiverLabel); nameField = new TextField(getParameter("RECEIVERNAME"), 10); c.fill = GridBagConstraints.HORIZONTAL; gridBag.setConstraints(nameField, c); add(nameField); nameField.addActionListener(this); Button button = new Button("Send message"); c.gridwidth = GridBagConstraints.REMAINDER; //end row c.anchor = GridBagConstraints.WEST; //stick to the //text field c.fill = GridBagConstraints.NONE; //keep the button //small gridBag.setConstraints(button, c); add(button); button.addActionListener(this); status = new TextArea(5, 60); status.setEditable(false); c.anchor = GridBagConstraints.CENTER; //reset to the default Trang 56
58. Bài giảng Lập trình Mạng c.fill = GridBagConstraints.BOTH; //make this big c.weightx = 1.0; c.weighty = 1.0; gridBag.setConstraints(status, c); add(status); myName = getParameter("NAME"); Label senderLabel = new Label("(My name is " + myName + ".)", Label.CENTER); c.weightx = 0.0; c.weighty = 0.0; gridBag.setConstraints(senderLabel, c); add(senderLabel); newline = System.getProperty("line.separator"); } public void actionPerformed(ActionEvent event) { Applet receiver = null; String receiverName = nameField.getText(); //Get name to //search for. receiver = getAppletContext().getApplet(receiverName); if (receiver != null) { //Use the instanceof operator to make sure the applet //we found is a Receiver object. if (!(receiver instanceof Receiver)) { status.append("Found applet named " + receiverName + ", " + "but it's not a Receiver object." + newline); } else { status.append("Found applet named " + receiverName + newline + " Sending message to it." + newline); //Cast the receiver to be a Receiver object //(instead of just an Applet object) so that the //compiler will let us call a Receiver method. ((Receiver)receiver).processRequestFrom(myName); } } else { status.append("Couldn't find any applet named " + receiverName + "." + newline); } Trang 57
59. Bài giảng Lập trình Mạng } public Insets getInsets() { return new Insets(3,3,3,3); } public void paint(Graphics g) { g.drawRect(0, 0, getSize().width - 1, getSize().height - 1); } public String getAppletInfo() { return "Sender by Kathy Walrath"; } } Dưới đây là chương trình Reciever: import java.applet.*; import java.awt.*; public class Receiver extends Applet { private final String waitingMessage="Waiting for a message "; private Label label = new Label(waitingMessage, Label.RIGHT); public void init() { add(label); add(new Button("Clear")); add(new Label("(My name is " + getParameter("name") + ".)", Label.LEFT)); validate(); } public boolean action(Event event, Object o) { label.setText(waitingMessage); repaint(); return false; } public void processRequestFrom(String senderName) { label.setText("Received message from " + senderName + "!"); repaint(); } Trang 58
60. Bài giảng Lập trình Mạng public void paint(Graphics g) { g.drawRect(0, 0, size().width - 1, size().height - 1); } public String getAppletInfo() { return "Receiver (named " + getParameter("name") + ") by Kathy Walrath"; } } III.6. Tìm tất cả các applet trên một trang: sử dụng phương thức getApplets Phương thức getApplets trả về một danh sách của tất cả các applet trên cùng trang. Với lý do bảo mật, nhiều trình duyệt và applet viewer thực hiện getApplets sao cho nó chỉ trả về những applet bắt nguồn từ cùng một máy chủ. Dưới đây là chương trình: import java.applet.*; import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.util.Enumeration; public class GetApplets extends Applet implements ActionListener { private TextArea textArea; private String newline; public void init() { Button b = new Button("Click to call getApplets()"); b.addActionListener(this); setLayout(new BorderLayout()); add("North", b); textArea = new TextArea(5, 40); textArea.setEditable(false); add("Center", textArea); newline = System.getProperty("line.separator"); } public void actionPerformed(ActionEvent event) { printApplets(); } Trang 59
61. Bài giảng Lập trình Mạng public String getAppletInfo() { return "GetApplets by Kathy Walrath"; } public void printApplets() { //Enumeration will contain all applets on this page //(including this one) that we can send messages to. Enumeration e = getAppletContext().getApplets(); textArea.append("Results of getApplets():" + newline); while (e.hasMoreElements()) { Applet applet = (Applet)e.nextElement(); String info = ((Applet)applet).getAppletInfo(); if (info != null) { textArea.append("- " + info + newline); } else { textArea.append("- " + applet.getClass().getName() + newline); } } textArea.append("___" + newline + newline); } } III.7. Đan xen vào các trang Web Sau khi biên dịch chương trình thành dạng mã ByteCode lúc đó ta bắt đầu tiến hành đan xen vào các trang Web bằng các thẻ và mở và đóng , . Cũng như những thẻ khác thẻ cũng bao gồm nhiều phần. Tuy nhiên chỉ có một vài phần là cần thiết. Một số Applets nhất thiết phải có đủ các thành phần trong trong thẻ; một số khác thì chỉ cần những phần tối thiểu. Đoạn mã sau cho ta hình ảnh đơn giản của các phần chính của một thẻ Applets : (Những thuộc tính) Applet-parameters (Những tham số ) Alternate-HTML (HTML thay thế với những trình duyệt không hiểu Java) Trang 60
62. Bài giảng Lập trình Mạng III.7.1. Các thuộc tính (Attributes) Trong giới hạn tối thiểu, tất cả các thẻ phải chứa ba thuộc tính trong bảng sau: Thuộc tính Mô tả CODE Xác định tên tập tin applet HEIGHT Xác định chiều cao của applet theo pixel WIDTH Xác định chiều rộng của applet theo pixel Ba thuộc tính trên được gọi là những thuộc tính cần. Tức là ta không thể đưa các Applets và các trang web mà không dùng chúng. Ngoài ra ta có thể sử dụng một số thuộc tính khác như trình bày trong bảng sau: Thuộc tính Mô tả ALIGN Xác định vị trí đặt applet trên trang để văn bản bao quanh nó. ALT Xác định văn bản thay thế CODEBASE Xác định URL cơ sở cho applet, mặc định là coi như applet nằm cùng thư mục với trang Web. HSPACE Xác định số dấu cách theo chiều ngang bao quanh applet NAME Xác định tên của applet. Dùng để liên lạc với các applet khác trong cùng trang VSPACE Xác định số dấu cách bao quanh applet theo chiều đứng III.7.2. Các thông số của applet Là nơi mà ta có thể tùy biến applet. Để làm cho applet tác động như ý muốn, ta dùng thẻ với hai thuộc tính sở hữu riêng là Name và Value. Ta có thể cung cấp nhiều thẻ theo quy cách : . Kiểm tra sự tiến bộ 1. Phương thức dùng để tạm dừng applet. 2. Phương thức dùng để cập nhật (update) cửa sổ. 3. Một chương trình Java có thể vừa là applet, vừa là application. Đúng/Sai 4. Java applet không thể đọc, ghi file trên máy người sử dụng. Đúng/Sai Trang 61
63. Bài giảng Lập trình Mạng 5. Phương thức dùng để tạo tham chiếu đến đối tượng nền đồ hoạ (Graphics). 6. Trong java, điều khiển màu sắc được thực hiện thông qua hai màu cơ bản là trắng và đe n . Đúng/Sai 7. Phương thức dùng để lấy tất cả các font chữ mà hệ thống hỗ trợ. 8. Trong lớp FontMetrics, 'ascent' là khoảng cách từ 'baseline' đến đáy của ký tự. Đúng/Sai Bài tập 1. Viết applet như sau: Khi người sử dụng nhập vào ô văn bản và click chuột vào nút 'Check identifier' applet phải kiểm tra xem từ có trong ô văn bản có phải là một từ khoá có trong java không. Ghi chú: Sử dụng các font chữ khác nhau cho ô văn bản, nút lệnh và nhãn. 2. Viết applet như sau: Người sử dụng được phép nhập vào giá trị màu trong các ô tương ứng. Khi click nút 'Draw' các biểu đồ dạng đường, bar, pie được hiện ra. Trang 62
64. Bài giảng Lập trình Mạng CHƯƠNG 4: CÁC GÓI & GIAO DIỆN I. Giới thiệu Gói và giao diện là hai thành phần chính của chương trình Java. Các gói được lưu trữ theo kiểu phân cấp, và được nhập (import) một cách tường minh vào những lớp mới được định nghĩa. Các giao diện có thể được sử dụng để chỉ định một tập các phương thức. Các phương thức này có thể được hiện thực bởi một hay nhiều lớp. Một tập tin nguồn Java có thể chứa một hoặc tất cả bốn phần sau đây: ¾ Một câu lệnh khai báo gói (package). ¾ Những câu lệnh nhập thêm các gói hoặc các lớp khác vào chương trình (import). ¾ Một khai báo lớp công cộng (public) ¾ Một số các lớp dạng riêng tư (private) của gói. Một tập tin nguồn Java sẽ có khai báo lớp public đơn. Tất cả những phát biểu khác tuỳ chọn. Chương trình nên được viết theo thứ tự: đặt tên gói (package), lệnh nhập các gói (import), và định nghĩa lớp (class). II. Các giao diện Giao diện là một trong những khái niệm quan trọng nhất của ngôn ngữ Java. Nó cho phép một lớp có nhiều lớp cha (superclass). Các chương trình Java có thể thừa kế chỉ một lớp tại một thời điểm, nhưng có thể hiện thực hàng loạt giao diện. Giao diện được sử dụng để thay thế một lớp trừu tượng, không có một sự kế thừa mã thực thi nào. Giao diện tương tự như các lớp trừu tượng. Sự khác nhau ở chỗ một lớp trừu tượng có thể có những hành vi cụ thể, nhưng một giao diện thì không thể có một phương thức cụ thể nào có hành vi của của riêng mình. Các giao diện cần được hiện thực. Một lớp trừu tượng có thể được thừa kế, nhưng không thể tạo ra được thể hiện (đối tượng). II.1.Các bước để tạo một giao diện ¾ Định nghĩa giao diện: Một giao diện được định nghĩa như sau: Trang 63
65. Bài giảng Lập trình Mạng Chương trình 4.1 //Giao diện với các phương thức public interface myinterface { public void add(int x,int y); public void volume(int x,int y,int z); } //Giao diện để định nghĩa các hằng số public interface myconstants { public static final double price=1450.00; public static final int counter=5; } ¾ Chương trình trên được dịch như sau: javac myinterface.java ¾ Một giao diện được hiện thực với từ khoá “implement”. Trong trường hợp trên, giao diện cho phép ứng dụng mối quan hệ “is a” . Ví dụ: class demo implements myinterface ¾ Nếu nhiều hơn một giao diện được thực thi, các tên sẽ được ngăn cách với nhau bởi một dấu phẩy. Điều này được trình bày như sau: class Demo implements MyCalc, Mycount Hãy ghi nhớ các lưu ý sau trong khi tạo một giao diện: ¾ Tất cả các phương thức trong các giao diện này phải là kiểu public. ¾ Các phương thức được định nghĩa trong một lớp mà lớp này hiện thực giao diện. II.2.Hiện thực giao diện Các giao diện không thể thừa kế (extends) các lớp, nhưng chúng có thể thừa kế các giao diện khác. Nếu khi bạn hiện thực một giao diện mà thừa kế các giao diện khác, bạn định nghĩa đè (override) các phương thức trong giao diện mới giao diện đã thừa kế. Trong ví dụ trên, các phương thức chỉ được khai báo, mà không được định nghĩa. Các phương thức phải được định Trang 64
66. Bài giảng Lập trình Mạng nghĩa trong một lớp mà lớp đó hiện thực giao diện này. Nói một cách khác, bạn cần chỉ ra hành vi của phương thức. Tất cả các phương thức trong các giao diện phải là kiểu public. Bạn không được sử dụng các bổ ngữ (modifers) chuẩn khác như protected, private, khi khai báo các phương thức trong giao diện. Đoạn mã Chương trình 4.2 biểu diễn một giao diện được cài đặt như thế nào: Chương trình 4.2 import java.io.*; class Demo implements myinterface { public void add(int x,int y) { System.out.println(“ “+(x+y)); //Giả sử phương thức add được khai báo trong giao diện } public void volume(int x,int y,int z) { System.out.println(“ “+(x*y*z)); //Giả sử phương thức volume được khai báo trong giao diện } public static void main(String args[]) { Demo d=new Demo(); d.add(10,20); d.volume(10,10,10); } } Khi bạn định nghĩa một giao diện mới, có nghĩa là bạn đang định nghĩa một kiểu dữ liệu tham chiếu mới. Bạn có thể sử dụng các tên giao diện ở bất cứ nơi đâu như bất kỳ kiểu dữ liệu Trang 65
67. Bài giảng Lập trình Mạng khác. Chỉ có một thể hiện (instance) của lớp mà lớp đó thực thi giao diện có thể được gán cho một biến tham chiếu. Kiểu của biến tham chiếu đó là tên của giao diện. III. Các gói Gói được coi như các thư mục, đó là nơi bạn tổ chức các lớp và các giao diện của bạn. Các chương trình Java được tổ chức như những tập của các gói. Mỗi gói gồm có nhiều lớp, và/hoặc các giao diện được coi như là các thành viên của nó. Đó là một phương án thuận lợi để lưu trữ các nhóm của những lớp có liên quan với nhau dưới một cái tên cụ thể. Khi bạn đang làm việc với một chương trình ứng dụng, bạn tạo ra một số lớp. Các lớp đó cần được tổ chức một cách hợp lý. Điều đó trở nên dễ dàng khi ta tổ chức các tập tin lớp thành các gói khác nhau. Hãy tưởng tượng rằng mỗi gói giống như một thư mục con. Tất cả các điều mà bạn cần làm là đặt các lớp và các giao diện có liên quan với nhau vào các thư mục riêng, với một cái tên phản ánh được mục đích của các lớp. Nói tóm lại, các gói có ích cho các mục đích sau: ¾ Chúng cho phép bạn tổ chức các lớp thành các đơn vị nhỏ hơn (như là các thư mục), và làm cho việc xác định vị trí trở nên dễ dàng và sử dụng các tập tin của lớp một cách phù hợp. ¾ Giúp đỡ để tránh cho việc đặt tên bị xung đột (trùng lặp tên). Khi bạn làm việc với một số các lớp bạn sẽ cảm thấy khó để quyết định đặt tên cho các lớp và các phương thức. Đôi lúc bạn muốn sử dụng tên giống nhau mà tên đó liên quan đến lớp khác. Các gói giấu các lớp để tránh việc đặt tên bị xung đột. ¾ Các gói cho phép bạn bảo vệ các lớp, dữ liệu và phương thức ở mức rộng hơn trên một nền tảng class-to-class. ¾ Các tên của gói có thể được sử dụng để nhận dạng các lớp. Các gói cũng có thể chứa các gói khác. Để tạo ra một lớp là thành viên của gói, bạn cần bắt đầu mã nguồn của bạn với một khai báo gói, như sau: package mypackage; Hãy ghi nhớ các điểm sau trong khi tạo gói: Trang 66
68. Bài giảng Lập trình Mạng ¾ Đoạn mã phải bắt đầu với một phát biểu “package”. Điều này nói lên rằng lớp được định nghĩa trong tập tin là một phần của gói xác định. ¾ Mã nguồn phải nằm trong cùng một thư mục, mà thư mục đó lại là tên gói của bạn. ¾ Quy ước rằng, các tên gói sẽ bắt đầu bằng một chữ thường để phân biệt giữa lớp và gói. ¾ Các phát biểu khác có thể xuất hiện sau khai báo gói là các câu lệnh nhập, sau chúng bạn có thể bắt đầu định nghĩa lớp của bạn. ¾ Tương tự tất cả các tập tin khác, mỗi lớp trong một gói cần được biên dịch. ¾ Để cho chương trình Java của bạn có khả năng sử dụng các gói đó, hãy nhập (import) chúng vào mã nguồn của bạn. ¾ Sự khai báo sau đây là hợp lệ và không hợp lệ : Hợp lệ package mypackage; import java.io.*; Không hợp lệ import java.io.*; package mypackage; Bạn có các tuỳ chọn sau trong khi nhập vào một gói: ¾ Bạn có thể nhập vào một tập tin cụ thể từ gói: import java.mypackage.calculate ¾ Bạn có thể nhập (import) toàn bộ gói: import java.mypackage.*; Máy ảo Java (JVM) sẽ quản lý các thành phần nằm trong các gói đã được nhập vào (import). Bạn đã sẵn sàng làm việc với một lệnh nhập import -java.io.*. Bản thân Java đã được cài đặt sẵn một tập các gói, bảng dưới đây đề cập đến một vài gói có sẵn của Java: Gói Mô tả Trang 67
69. Bài giảng Lập trình Mạng java.lang Không cần phải khai báo nhập. Gói này luôn được nhập cho bạn. java.io Bao gồm các lớp để trợ giúp cho bạn tất cả các thao tác vào ra. java.applet Bao gồm các lớp để bạn cần thực thi một applet trong trình duyệt. java.awt Các thành phần để xây dựng giao diện đồ hoạ (GUI). java.util Cung cấp nhiều lớp và nhiều giao diện tiện ích khác nhau, như là các cấu trúc dữ liệu, lịch, ngày tháng, v.v java.net Cung cấp các lớp và các giao diện cho việc lập trình mạng TCP/IP. Bảng 4.1 Các gói trong Java. Bên cạnh đó, Java còn cung cấp thêm nhiều gói để phát triển ứng dụng và applet. Nếu bạn không khai báo các gói trong đoạn mã của bạn, thì các lớp và các giao diện của bạn sau khi kết thúc sẽ nằm trong một gói mặc định mà không có tên. Thông thường, gói mặc định này chỉ có ý nghĩa cho các ứng dụng nhỏ hoặc các ứng dụng tạm thời. Khi bạn bắt đầu việc phát triển cho một ứng dụng lớn, bạn có khuynh hướng phát triển một số các lớp. Bạn cần tổ chức các lớp đó trong các thư mục khác nhau để dễ dàng truy cập. Để làm được điều này, bạn phải đặt chúng vào các gói. Ý nghĩa lớn nhất của gói là bạn có khả năng sử dụng các tên lớp giống nhau, nhưng bạn phải đặt chúng vào các gói khác nhau. III.1.Tạo một gói Gói là một phương thức hữu dụng để nhóm các lớp mà tránh được các tên trùng nhau. Các lớp với những tên giống nhau có thể đặt vào các gói khác nhau. Các lớp được định nghĩa bởi người sử dụng cũng có thể được nhóm lại trong các gói. Các bước sau đây cho phép tạo nên một gói do người dùng định nghĩa: ¾ Khai báo gói bằng cách sử dụng cú pháp thích hợp. Đoạn mã phải bắt đầu với khai báo gói. Điều này chỉ ra rằng lớp được định nghĩa trong tập tin là một phần của gói xác định. package mypackage; ¾ Sử dụng phát biểu import để nhập các gói chuẩn theo yêu cầu. import java.util.*; Trang 68