Galileo Computing :: Java 7 - Mehr als eine Insel - 6 Datenströme
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Neues in Java 7
2 Threads und nebenläufige Programmierung
3 Datenstrukturen und Algorithmen
4 Raum und Zeit
5 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
6 Datenströme
7 Die eXtensible Markup Language (XML)
8 Dateiformate
9 Grafische Oberflächen mit Swing
10 Grafikprogrammierung
11 Netzwerkprogrammierung
12 Verteilte Programmierung mit RMI
13 RESTful und SOAP Web-Services
14 JavaServer Pages und Servlets
15 Applets
16 Datenbankmanagement mit JDBC
17 Technologien für die Infrastruktur
18 Reflection und Annotationen
19 Dynamische Übersetzung und Skriptsprachen
20 Logging und Monitoring
21 Java Native Interface (JNI)
22 Sicherheitskonzepte
23 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java 7 - Mehr als eine Insel von Christian Ullenboom
Das Handbuch zu den Java SE-Bibliotheken
Buch: Java 7 - Mehr als eine Insel

Java 7 - Mehr als eine Insel
Galileo Computing
1433 S., 2012, geb.
49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1507-7
Pfeil 6 Datenströme
Pfeil 6.1 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
Pfeil 6.1.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
Pfeil 6.1.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
Pfeil 6.1.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
Pfeil 6.1.4 Das FileDescriptor-Objekt *
Pfeil 6.1.5 Datenströme über Files mit NIO.2 beziehen
Pfeil 6.2 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
Pfeil 6.2.1 Die abstrakten Basisklassen
Pfeil 6.2.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
Pfeil 6.2.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
Pfeil 6.2.4 Die Schnittstellen Closeable, AutoCloseable und Flushable
Pfeil 6.2.5 Ein Datenschlucker *
Pfeil 6.2.6 Die abstrakte Basisklasse InputStream
Pfeil 6.2.7 Ressourcen aus dem Klassenpfad und aus Jar?Archiven laden
Pfeil 6.2.8 Ströme mit SequenceInputStream zusammensetzen *
Pfeil 6.2.9 Die abstrakte Basisklasse Writer
Pfeil 6.2.10 Die Schnittstelle Appendable *
Pfeil 6.2.11 Die abstrakte Basisklasse Reader
Pfeil 6.3 Formatierte Textausgaben
Pfeil 6.3.1 Die Klassen PrintWriter und PrintStream
Pfeil 6.3.2 System.out, System.err und System.in
Pfeil 6.4 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-Feldern
Pfeil 6.4.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllen
Pfeil 6.4.2 CharArrayWriter
Pfeil 6.4.3 StringReader und CharArrayReader
Pfeil 6.4.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreiben
Pfeil 6.4.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesen
Pfeil 6.5 Datenströme filtern und verketten
Pfeil 6.5.1 Streams als Filter verketten (verschachteln)
Pfeil 6.5.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter und BufferedOutputStream
Pfeil 6.5.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStream
Pfeil 6.5.4 LineNumberReader zählt automatisch Zeilen mit *
Pfeil 6.5.5 Daten mit der Klasse PushbackReader zurücklegen *
Pfeil 6.5.6 DataOutputStream/DataInputStream *
Pfeil 6.5.7 Basisklassen für Filter *
Pfeil 6.5.8 Die Basisklasse FilterWriter *
Pfeil 6.5.9 Ein LowerCaseWriter *
Pfeil 6.5.10 Eingaben mit der Klasse FilterReader filtern *
Pfeil 6.5.11 Anwendungen für FilterReader und FilterWriter *
Pfeil 6.6 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
Pfeil 6.6.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
Pfeil 6.6.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader
Pfeil 6.7 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes *
Pfeil 6.7.1 PipedOutputStream und PipedInputStream
Pfeil 6.7.2 PipedWriter und PipedReader
Pfeil 6.8 Prüfsummen
Pfeil 6.8.1 Die Schnittstelle Checksum
Pfeil 6.8.2 Die Klasse CRC32
Pfeil 6.8.3 Die Adler32-Klasse
Pfeil 6.9 Persistente Objekte und Serialisierung
Pfeil 6.9.1 Objekte mit der Standard-Serialisierung speichern und lesen
Pfeil 6.9.2 Zwei einfache Anwendungen der Serialisierung *
Pfeil 6.9.3 Die Schnittstelle Serializable
Pfeil 6.9.4 Nicht serialisierbare Attribute aussparen
Pfeil 6.9.5 Das Abspeichern selbst in die Hand nehmen
Pfeil 6.9.6 Tiefe Objektkopien *
Pfeil 6.9.7 Versionenverwaltung und die SUID
Pfeil 6.9.8 Wie die ArrayList serialisiert *
Pfeil 6.9.9 Probleme mit der Serialisierung
Pfeil 6.10 Alternative Datenaustauschformate
Pfeil 6.10.1 Serialisieren in XML-Dateien
Pfeil 6.10.2 XML-Serialisierung von JavaBeans mit JavaBeans Persistence *
Pfeil 6.10.3 Die Open-Source-Bibliothek XStream *
Pfeil 6.10.4 Binäre Serialisierung mit Google Protocol Buffers *
Pfeil 6.11 Tokenizer *
Pfeil 6.11.1 StreamTokenizer
Pfeil 6.12 Zum Weiterlesen

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6.10 Alternative DatenaustauschformateZur nächsten Überschrift

Die Standard-Serialisierung hat das Problem, dass sie nicht plattformunabhängig ist. Sollen aber über Rechnergrenzen Daten übertragen und ausgetauscht werden, so kommen andere Formate ins Spiel. Dieses Kapitel stellt einige Lösungen zur Serialisierung vor.


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6.10.1 Serialisieren in XML-DateienZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Eine Abbildung in XML hat viele Vorteile, unter anderem den, dass auch andere Programmiersprachen leicht an die Daten kommen. Mittlerweile finden sich viele Bibliotheken, die Objektgraphen in XML abbilden:


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6.10.2 XML-Serialisierung von JavaBeans mit JavaBeans Persistence *Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Um mit der JavaBeans Persistence Objekte in XML zu schreiben und von dort zu laden, werden statt der Klassen ObjectOutputStream und ObjectInputStream die Klassen XMLEncoder und XMLDecoder eingesetzt.

Abbildung

Abbildung 6.15: Klassendiagramme von XMLEncoder und XMLDecoder (der keine besondere Oberklasse hat)

Die folgende Klasse ist unserem Programm SerializeAndDeserialize nachempfunden. Ersetzen müssen wir lediglich die ObjectXXXStream-Klassen. Die Klassen XMLEncoder und XMLDecoder liegen auch nicht in java.io, sondern unter dem Paket java.beans. Interessanterweise muss die Ausnahme ClassNotFoundException nicht mehr aufgefangen werden:

Listing 6.37: com/tutego/insel/io/ser/SerializeAndDeserializeXML.java

package com.tutego.insel.io.ser;

import java.io.*;
import java.util.Date;
import java.beans.*;

public class SerializeAndDeserializeXML
{
public static void main( String[] args )
{
String filename = "datum.ser.xml";

// Serialisieren

XMLEncoder enc = null;

try
{
enc = new XMLEncoder( new FileOutputStream(filename) );
enc.writeObject( "Today" );
enc.writeObject( new Date() );
}
catch ( IOException e ) {
e.printStackTrace();
}
finally {
if ( enc != null )
enc.close();
}

// Deserialisieren

XMLDecoder dec = null;

try
{
dec = new XMLDecoder( new FileInputStream(filename) );

String string = (String) dec.readObject();
Date date = (Date) dec.readObject();

System.out.println( string );
System.out.println( date );
}
catch ( IOException e ) {
e.printStackTrace();
}
finally {
if ( dec != null )
dec.close();
}
}
}

Und so sehen wir nach dem Ablauf des Programms in der Datei datum.ser.xml Folgendes:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<java version="1.6.0" class="java.beans.XMLDecoder">
<string>Today</string>
<object class="java.util.Date">
<long>1272904776250</long>
</object>
</java>

Bei eigenen Objekten ist immer zu bedenken, dass der eingebaute XML-Serialisierer nur JavaBeans schreibt. Eigene Klassen müssen daher immer public sein, einen Standard-Konstruktor besitzen und ihre serialisierbaren Eigenschaften über getXXX()/setXXX()-Methoden bereitstellen; sie müssen jedoch die Markierungsschnittstelle Serializable nicht implementieren.

PersistenceDelegate

Dem XMLEncoder lässt sich über setPersistenceDelegate(Class, PersistenceDelegate) für einen speziellen Klassentyp ein java.beans.PersistenceDelegate mitgeben, der den Zustand eines Objekts speichert. Das ist immer dann praktisch, wenn der Standard-Mechanismus Eigenschaften nicht mitnimmt oder Klassen so nicht abbilden kann, weil sie zum Beispiel keinen Standard-Konstruktor deklarieren. Für eigene Delegates ist die Unterklasse DefaultPersistenceDelegate recht praktisch. Sie ist auch hilfreich, um bestimmte Typen erst gar nicht zu schreiben:

XMLEncoder e = new java.beans.XMLEncoder( out );
e.setPersistenceDelegate( NonSer.class, new DefaultPersistenceDelegate() );

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6.10.3 Die Open-Source-Bibliothek XStream *Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

XStream[49](Wer im Internet nach XStream sucht, der findet auch pinkfarbene Inhalte.) ist eine quelloffene Software unter der BSD-Lizenz, mit der sich serialisierbare Objekte in XML umwandeln lassen. Damit ähnelt XStream eher der Standard-Serialisierung als der JavaBeans Persistence. Nachdem die unter http://xstream.codehaus.org/download.html geladene Bibliothek xstream-x.y.jar sowie der schnelle XML-Parser xpp3_min-x.y.jar auf der gleichen Seite eingebunden worden sind, ist ein Beispielprogramm schnell formuliert:

Point p = new Point( 120, 32 );
XStream xstream = new XStream();
String xml = xstream.toXML( p );
System.out.println( xml );
Point q = (Point) xstream.fromXML( xml );

Alle Ausnahmen von XStream sind Unterklassen von RuntimeException und müssen daher nicht explizit aufgefangen werden. Der String hinter xml enthält:

<java.awt.Point>
<x>120</x>
<y>32</y>
</java.awt.Point>

Ein XML-Prolog fehlt.


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6.10.4 Binäre Serialisierung mit Google Protocol Buffers *Zur vorigen Überschrift

Da Google unterschiedliche Programmiersprachen in seiner Softwarelandschaft nutzt, stand das Unternehmen vor der Frage, wie ein effektiver Datenaustausch aussehen kann, wenn etwa ein Server in C++ und ein Client in Java geschrieben ist. Für den Zweck hat Google das Datenformat Protocol Buffers entwickelt, das mittlerweile quelloffen unter der BSD-Lizenz für jeden unter http://code.google.com/p/protobuf/ verfügbar ist.

Der Ausgangspunkt für die plattformunabhängige Übertragung von Strukturen, die Nachrichten (engl. messages) genannt werden, ist eine Strukturdefinition in einer Proto-Definition-Datei (Dateiendung .proto). Sie enthält die unterschiedlichen Nachrichten mit Feldern und Größenangaben und kann auch Aufzählungen enthalten. Der Protocol-Buffer-Compiler protoc generiert aus der Datei eine Klasse mit einer bestimmten Protocol-Buffer-API, die Java-Objekte entweder über den JavaBeans-Standard oder über das Builder-Pattern aufbaut und Methoden zum Serialisieren/Deserialisieren oder zum Zusammenfügen anbietet.

Mehr zur Arbeitsweise zeigt das Tutorial unter http://code.google.com/intl/de-DE/apis/protocolbuffers/docs/javatutorial.html.



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