Познаём Java. Вторая чашка: собираем классы в кучки. Пробуем апплеты

Чем обусловлена структура Java?

Как вы уже слышали, Java проектировалась с рассчётом на совместимость со всем, чем только можно. Такое ограничение вынудило разработчиков Java сделать её такой, чтобы максимально упростить развёртывание приложений, при этом обеспечив логическую стройность языка.

Как происходит загрузка классов?

Для того, чтобы найти класс по имени когда вы его вызываете, в Java существует стандартный загрузчик классов. Он оперирует понятием classpath. Список classpath — это набор путей, где следует искать файлы классов. Каждый classpath может указывать как на директорию, так и на так называемый jar-файл (зазипованная директория со скомпилированными .class'ами и разрешением .jar, типа «йА java-archive!»). По умолчанию в classpath входят файлы стандартных библиотек и директория, из которой вы вызвали саму Java. Именно таким образом был найден класс HelloWorld — java нашла файл HelloWorld.class и запустила в нём метод main. Собственно, так и работают большинство программ, даже самых сложных. Всё начинается с одного main'а…

Пакеты классов

Пакет (package) представляют собой набор классов, объединённых по смыслу. Пакеты обычно вкладываются друг в друга, образуя собо иерархию, дающую понять, что зачем. На файловой системе такая иерархия выглядит в виде вложенных друг в друга директорий с исходниками. Так, исходники пакета a лежат в папке a, исходники пакета a.b — в папке a/b и так далее. Типичный путь к пакету выглядит примерно так:
org.apache.commons.collectons. Видите, сразу ясно зачем он нужен. Чтобы использовать какой-то класс в коде другого класса, вы должны импортировать его, написав до объявления класса строку
import путь.к.классу.ИмяКласса;
Кроме того, если вы используете классы одного пакета часто, вы можете импортировать весь пакет:
import путь.к.классу.*;
Это относится ко всем пакетам, кроме java.lang — он импортирован по умолчанию, именно из него были в прошлом примере взяты классы System и String. На самом деле они лежат в некоем jar'е, в каталоге java/lang.

Что ж, теперь вы знаете как работает загрузчик классов. В реальных проектов количество classpath измеряется десятками, а то и сотнями.

Организация кода

Если вы пишете свои первые маленькие примерчики и вам лень создавать иерархию классов — пусть, это ваше право. Но помните, в серьёзном проекте вы всегда должны будете разложить свои классы по пакетам. Обычно корневые пакеты создаются такими, чтобы ясно давать понять кто автор кода, и к чему он относится.
Например:
ru.vasiapupkin.photomaker выбирается корневым пакетом
ru.vasiapupkin.photomaker.core сюда мы пишем классы отвечающие за логику
ru.vasiapupkin.photomaker.visual сюда, допустим, все наши окошки приложения

и так далее.
Чтобы создать класс
ru.vasiapupkin.photomaker.Starter
вы должны:
создать файл Starter.java в папке ru/vasiapupkin/photomaker/
прописать в нём первой строчкой (точнее говоря, до импортов)
package ru.vasiapupkin.photomaker;

Коллижн

«А что будет, если у нас будет два класса с одним именем?», — спросите вы. «Смотрите», — отвечу я.
Допустим вы решили что вы умнее джавы и создали свой класс строки — String. Но вот проблема, у нас же уже есть такой!
Значит, вам придётся положить свой класс в пакет, скажем ru.vp.stuff и обращаться к нему так: ru.vp.stuff.String.
Именно поэтому не рекомендуется класть классы прямо в корень classpath — таким образом вы роете себе дорогу к несовместимости, ведь Java требует, чтобы каждый класс определялся однозначно. Именно поэтому нельзя написать так:
import ru.vp.SuperClass;
import ru.mashka.SuperClass;
За это вас накажет компилятор, потому что он не будет знать, какой из них использовать.
Мораль: правильно выбирайте и имя класс и имя пакета.

Погоняем?

Давайте улучшим первое приложение. Эх, классика интернета… Создадим апплет.

Эх, может быть апплетами...

import java.applet.Applet;
import java.awt.Graphics;

public class HelloWorld extends Applet{

    public void paint(Graphics g){
        g.drawString("Hello World",15,15);
    }

}

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.

Так, что у нас тут? Импортировано 2 класса, один из них — стандартный пустой апплет, который мы будем расширять. Второй — Graphics. Graphics — это понятие из библиотеки AWT. Кстати, небольшой экскурс. AWT (Abstract Window Toolkit) входил ещё в первую Java и был предназначен для многих задач, связанных в основном с отображением.
Так вот, объект типа Graphics позволяет нам рисовать на себе всякую муру типа строк, линий, кружочков и прочего. В данном примере мы написали строчку с отступом.
Метод paint здесь написан не от балды — он перекрывает аналогичный метод класса Applet, и когда java будет перерисовывать этот конкретный апплет, она вызовет этот метод.

Посмотреть на наш апплет достаточно просто — пишем небольшой HTML:

<body>
<applet code="HelloWorld.class" codebase="file:///home/devgru/" width="150" height="30"></applet>
</body>

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.

… а может приложением...

Давайте попробуем сделать HelloWorld в standalone-приложении.

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
public class HelloWorld extends JFrame{

    public static void main(String[] args){
        new HelloWorld();
    }

    {
        add(new JLabel("Hello world"));
        setSize(200,200);
        setVisible(true);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);
    }
}       

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.

Здесь мы полностью импортируем основные классы пакетов Swing и AWT. Swing — более поздняя чем AWT библиотека, сейчас именно она обеспечивает отображение основной части графического интерфейса для Java-приложений.
Итак, в main мы просто создаём экземпляр класса HelloWorld.
Сейчас наш класс наследуется от класса JFrame. Это класс из Swing, он представляет собой окно, которое отображается пока не будет закрыто.
Блок {...} — это «общий конструктор». Он добавляется к любому конструктору нашего класса. Так как у нас нет ни одного — он добавляется к пустому конструктору без параметров, который создаётся на лету, если у класса нет ни одного.
Мы добавляем на окно новый объект типа JLabel (т.е. надпись), затем устанавливаем окну размеры и отображаем его. Последняя строчка нужна, чтобы выполнение приложения закончилось, когда будет закрыто окно. Таким образом, вы можете быть уверены что после закрытия окна у вас в памяти не останется висеть ваше приложение.
Запускать его нужно точно так же как и прошлое: пишем, компилируем, запускаем.

А может и сервлетами? Наверное, потом.

В этих двух статьях я постарался дать вам начальное представление о возможностях Java в общем. За рамками сегодняшней статьи (наверное, будут в завтрашней) остались сервлеты и прочие радости серверной части типа JSP-страниц, а также МИДлеты — приложения для мобилок. Я бы мог рассмотреть и то и то, но хотел бы знать, чего больше хотят читатели. Кроме того, возможно, нужно рассказать о самых основах языка. Примерно на том же уровне подробности, что и начало этой статьи. Напишите в комментариях, какую статью вы хотели бы видеть в следующий раз:
— классы и интерфейсы: ООП в джаве;
— буквы-цифры-строчки: работа с базовыми типами;
— создание оконных приложений с помощью Swing;
— от мала до велика: сервлеты, мидлеты и 2 слова о портлетах.

Когда отпишетесь — станет ясно, куда копать дальше. Всем спасибо за внимание.

Ссылка для тех, кому лень ждать завтра: основы языка (eng.).