Java核心技术·卷2:高级特性.pdf

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书籍描述

编辑推荐
Java领域最有影响力和价值的著作之一,与《Java编程思想》齐名,10余年全球畅销不衰,广受好评。
根据Java SE 7全面更新,全面、深入地讲解Java中所有高级特性和开发技巧,包含大量案例,实践性强。

作者简介
Cay S. Horstmann
圣何塞州立大学计算机科学系教授、Java的倡导者,经常在开发人员会议上发表演讲。他是《Scala for the Impatient》(Addison-Wesley, 2012)的作者,并参与撰写了《Core JavaServerTM Faces,Third Edition》(Prentice Hall, 2010)。

Gary Cornell
已经教授程序设计专业课程20余年,并撰写了多部专著。他是Apress的创始人之一。他撰写的程序设计专业书籍十分畅销,曾荣获Jolt大奖,并获得Visual Basic Magazine的读者最喜爱作品大奖。

目录
译者序
前言
第1章 流与文件 1
1.1 流 1
1.1.1 读写字节 1
1.1.2 完整的流家族 3
1.1.3 组合流过滤器 7
1.2 文本输入与输出 10
1.2.1 如何写出文本输出 10
1.2.2 如何读入文本输入 13
1.2.3 以文本格式存储对象 13
1.2.4 字符集 16
1.3 读写二进制数据 20
1.4 ZIP文档 27
1.5 对象流与序列化 29
1.5.1 理解对象序列化的文件格式 34
1.5.2 修改默认的序列化机制 39
1.5.3 序列化单例和类型安全的枚举 40
1.5.4 版本管理 42
1.5.5 为克隆使用序列化 44
1.6 操作文件 46
1.6.1 Path 46
1.6.2 读写文件 48
1.6.3 复制、移动和删除文件 49
1.6.4 创建文件和目录 50
1.6.5 获取文件信息 51
1.6.6 迭代目录中的文件 53
1.6.7 ZIP文件系统 55
1.7 内存映射文件 56
1.7.1 缓冲区数据结构 62
1.7.2 文件加锁机制 64
1.8 正则表达式 66
第2章 XML 76
2.1 XML概述 76
2.2 解析XML文档 81
2.3 验证XML文档 91
2.3.1 文档类型定义 92
2.3.2 XML Schema 98
2.3.3 实用示例 101
2.4 使用XPath来定位信息 113
2.5 使用命名空间 119
2.6 流机制解析器 121
2.6.1 使用SAX解析器 122
2.6.2 使用StAX解析器 126
2.7 生成XML文档 129
2.7.1 不带命名空间的文档 130
2.7.2 带命名空间的文档 130
2.7.3 写出文档 131
2.7.4 示例:生成SVG文件 131
2.7.5 使用StAX写XML文档 133
2.8 XSL转换 140
第3章 网络 151
3.1 连接到服务器 151
3.1.1 套接字超时 155
3.1.2 因特网地址 156
3.2 实现服务器 157
3.2.1 为多个客户端服务 160
3.2.2 半关闭 163
3.3 可中断套接字 164
3.4 获取Web数 171
3.4.1 URL和URI 171
3.4.2 使用URLConnection获取信息 173
3.4.3 提交表单数据 181
3.5 发送E-mail 187
第4章 数据库编程 191
4.1 JDBC的设计 191
4.1.1 JDBC驱动程序类型 192
4.1.2 JDBC的典型用法 193
4.2 结构化查询语言 194
4.3 JDBC配置 198
4.3.1 数据库URL 199
4.3.2 驱动程序JAR文件 199
4.3.3 启动数据库 199
4.3.4 注册驱动器类 200
4.3.5 连接到数据库 201
4.4 执行SQL语句 203
4.4.1 管理连接、语句和结果集 206
4.4.2 分析SQL异常 207
4.4.3 组装数据库 209
4.5 执行查询操作 212
4.5.1 预备语句 212
4.5.2 读写LOB 218
4.5.3 SQL转义 219
4.5.4 多结果集 220
4.5.5 获取自动生成键 221
4.6 可滚动和可更新的结果集 222
4.6.1 可滚动的结果集 222
4.6.2 可更新的结果集 224
4.7 行集 228
4.7.1 构建行集 228
4.7.2 被缓存的行集 229
4.8 元数据 231
4.9 事务 240
4.9.1 保存点 241
4.9.2 批量更新 241
4.9.3 高级SQL类型 243
4.10 Web与企业应用中的连接管理 244
第5章 国际化 246
5.1 Locales 246
5.2 数字格式 251
5.3 日期和时间 257
5.4 排序 264
5.4.1 排序强度 265
5.4.2 分解 265
5.5 消息格式化 270
选择格式 272
5.6 文本文件和字符集 273
源文件的字符编码 274
5.7 资源包 275
5.7.1 定位资源包 275
5.7.2 属性文件 276
5.7.3 包类 277
5.8 一个完整的例子 278
第6章 高级Swing 293
6.1 列表 293
6.1.1 JList构件 293
6.1.2 列表模式 298
6.1.3 插入和移除值 302
6.1.4 值的绘制 304
6.2 表格 307
6.2.1 简单表格 307
6.2.2 表格模型 310
6.2.3 对行和列的操作 314
6.2.4 单元格的绘制和编辑 328
6.3 树 338
6.3.1 简单的树 339
6.3.2 节点枚举 352
6.3.3 绘制节点 353
6.3.4 监听树事件 356
6.3.5 定制树模型 362
6.4 文本构件 370
6.4.1 文本构件中的修改跟踪 371
6.4.2 格式化的输入框 373
6.4.3 JSpinner构件 388
6.4.4 用JEditorPane显示HTML 395
6.5 进度指示器 401
6.5.1 进度条 401
6.5.2 进度监视器 404
6.5.3 监视输入流的进度 407
6.6 构件组织器和装饰器 411
6.6.1 分割面板 411
6.6.2 选项卡面板 414
6.6.3 桌面面板和内部框体 419
6.6.4 级联与平铺 422
6.6.5 否决属性设置 425
第7章 高级AWT 440
7.1 绘图操作流程 440
7.2 形状 442
7.3 区域 456
7.4 笔划 458
7.5 着色 465
7.6 坐标变换 466
7.7 剪切 471
7.8 透明与组合 473
7.9 绘图提示 481
7.10 图像的读取器和写入器 486
7.10.1 获得图像文件类型的读取器和写入器 487
7.10.2 读取和写入带有多个图像的文件 488
7.11 图像处理 496
7.11.1 构建光栅图像 496
7.11.2 图像过滤 502
7.12 打印 510
7.12.1 图形打印 510
7.12.2 打印多页文件 518
7.12.3 打印预览 520
7.12.4 打印服务程序 528
7.12.5 流打印服务程序 531
7.12.6 打印属性 532
7.13 剪贴板 538
7.13.1 用于数据传递的类和接口 539
7.13.2 传递文本 540
7.13.3 Transferable接口和数据风格 543
7.13.4 构建一个可传递的图像 545
7.13.5 通过系统剪贴板传递Java对象 548
7.13.6 使用本地剪贴板来传递对象引用 552
7.14 拖放操作 552
7.14.1 Swing对数据传递的支持 553
7.14.2 拖曳源 557
7.14.3 放置目标 559
7.15 平台集成 566
7.15.1 闪屏 566
7.15.2 启动桌面应用程序 571
7.15.3 系统托盘 576
第8章 JavaBean构件 581
8.1 为何使用Bean 581
8.2 编写Bean的过程 583
8.3 使用Bean构造应用程序 585
8.3.1 将Bean打包成JAR文件 585
8.3.2 在开发环境中组合Bean 586
8.4 Bean属性与事件的命名模式 591
8.5 Bean属性的类型 594
8.5.1 简单属性 594
8.5.2 索引属性 594
8.5.3 绑定属性 595
8.5.4 约束属性 596
8.6 BeanInfo类 603
8.7 属性编辑器 607
8.8 定制器 616
8.9 JavaBean持久化 624
8.9.1 JavaBean持久化可用于任何数据 628
8.9.2 一个JavaBean持久化的完整示例 633
第9章 安全 644
9.1 类加载器 645
9.1.1 类加载器的层次结构 646
9.1.2 将类加载器作为命名空间 647
9.1.3 编写你自己的类加载器 648
9.2 字节码校验 653
9.3 安全管理器与访问权限 657
9.3.1 Java平台安全性 658
9.3.2 安全策略文件 661
9.3.3 定制权限 667
9.3.4 实现权限类 669
9.4 用户认证 674
9.5 数字签名 687
9.5.1 消息摘要 688
9.5.2 消息签名 691
9.5.3 校验签名 693
9.5.4 认证问题 695
9.5.5 证书签名 697
9.5.6 证书请求 698
9.6 代码签名 699
9.6.1 JAR文件签名 699
9.6.2 软件开发者证书 702
9.7 加密 704
9.7.1 对称密码 705
9.7.2 密钥生成 706
9.7.3 密码流 710
9.7.4 公共密钥密码 711
第10章 脚本、编译与注解处理 716
10.1 Java平台的脚本 716
10.1.1 获取脚本引擎 716
10.1.2 脚本赋值与绑定 717
10.1.3 重定向输入和输出 719
10.1.4 调用脚本的函数和方法 720
10.1.5 编译脚本 722
10.1.6 一个示例:用脚本处理GUI事件 722
10.2 编译器API 727
10.2.1 编译便捷之法 727
10.2.2 使用编译工具 727
10.2.3 一个示例:动态Java代码生成 732
10.3 使用注解 737
10.4 注解语法 743
10.5 标准注解 746
10.5.1 用于编译的注解 747
10.5.2 用于管理资源的注解 748
10.5.3 元注解 748
10.6 源码级注解处理 750
10.7 字节码工程 756
第11章 分布式对象 765
11.1 客户与服务器的角色 765
11.2 远程方法调用 767
11.3 RMI编程模型 769
11.3.1 接口与实现 769
11.3.2 RMI注册表 770
11.3.3 部署程序 774
11.3.4 记录RMI活动的日志 776
11.4 远程方法中的参数和返回值 778
11.4.1 传递远程对象 778
11.4.2 传递非远程对象 779
11.4.3 动态类加载 781
11.4.4 具有多重接口的远程引用 785
11.4.5 远程对象与equals、hashCode和clone方法 786
11.5 远程对象激活 786
第12章 本地方法 792
12.1 从Java程序中调用C函数 793
12.2 数值参数与返回值 797
12.3 字符串参数 799
12.4 访问域 804
12.4.1 访问实例域 804
12.4.2 访问静态域 808
12.5 编码签名 809
12.6 调用Java方法 810
12.6.1 实例方法 810
12.6.2 静态方法 813
12.6.3 构造器 814
12.6.4 替代方法调用 815
12.7 访问数组元素 816
12.8 错误处理 820
12.9 使用调用API 824
12.10 完整的示例:访问Windows注册表 829
12.10.1 Windows注册表概述 829
12.10.2 访问注册表的Java平台接口 830
12.10.3 以本地方法方式实现注册表访问函数 830

序言
前  言
致读者
本书是按照Java SE 7完全更新后的《Java核心技术,卷Ⅱ:高级特性(原书第9版)》。卷Ⅰ主要介绍了Java语言的一些关键特性;而本卷主要介绍编程人员进行专业软件开发时需要了解的高级主题。因此,与本书之前的版本一样,我们仍将本书定位于用Java技术进行实际项目的编程人员。
请注意:如果你是一个经验丰富的开发人员,能够灵活运用像内部类和泛型这样的高级语言特性,那么你就不需要阅读完卷Ⅰ再学习本卷。不过,本卷的某些地方引用了卷Ⅰ的有关内容,(我们希望读者会购买或者已经购买了卷Ⅰ,)当然,读者也可以在任何一本综合介绍Java平台的书中找到所需的背景知识。
最后要说明的一点是,编写任何一本书籍都难免会有一些错误或不准确的地方。我们非常乐意听到读者的意见。当然,我们更希望对本书问题的报告只听到一次。为此,我们创建了一个FAQ、bug修正以及应急方案的网站。你可以在bug报告网页(该网页的目的是鼓励读者阅读以前的报告)的末尾处添加bug报告,以此来发布bug和问题并给出建议,以便我们改进本书将来的版本。
内容提要
本书中的章节大部分是相互独立的。你可以研究自己最感兴趣的主题,并可以按照任意顺序阅读这些章节。
第1章的主题是输入输出处理。在Java中,所有I/O都是通过所谓“流”来处理的。流使你可以按照统一的方式来处理与各种数据源之间的通信,例如文件、网络连接或内存块。我们对各种读入器和写出器类进行了详细的讨论,它们使得对Unicode的处理变得很容易。我们还向你展示了:如何使用对象序列化机制从而使保存和加载对象变得容易而方便,及其背后的原理。最后,我们讨论了Java SE 7的正则表达式和NIO2类库,它们使某些通用操作变得非常便捷,例如读取文件中的所有行。
第2章介绍XML,介绍怎样解析XML文件,怎样生成XML以及怎样使用XSL转换。在一个实用示例中,我们将展示怎样在XML中指定Swing窗体的布局。我们还讨论了XPath API,它使得“在XML的干草堆中寻找绣花针”变得更加容易。
第3章介绍网络API。Java使复杂的网络编程工作变得很容易实现。我们将介绍怎样创建连接到服务器上,怎样实现你自己的服务器,以及怎样创建HTTP连接。
第4章介绍数据库编程,重点讲解JDBC,即Java数据库连接API,这是用于将Java程序与关系数据库进行连接的API。我们将介绍怎样通过使用JDBC API的核心子集,编写能够处理实际的数据库日常操作事务的实用程序。(如果要完整介绍JDBC API的功能,可能需要编写一本像本书一样厚的书才行。)最后我们简要介绍了层次数据库,探讨了一下JNDI(Java命名及目录接口)以及LDAP(轻量级目录访问协议)。
第5章讨论了一个我们认为其重要性将会不断提升的特性—国际化。Java编程语言是少数几种一开始就被设计为可以处理Unicode的语言之一,不过Java平台的国际化支持则走得更加深远。因此,你可以对Java应用程序进行国际化,使得它们不仅可以跨平台,而且还可以跨越国界。例如,我们会展示怎样编写一个退休金计算器的Applet,对它可以根据本地浏览器的情况使用英语、德语或者汉语进行浏览。
第6章涵盖了没有纳入卷Ⅰ的所有Swing知识,尤其是重要但很复杂的树型构件和表格构件。随后我们介绍了编辑面板的基本用法、“多文档”界面的Java实现、在多线程程序中用到的进度指示器,以及诸如闪屏和支持系统托盘这样的“桌面集成特性”。我们仍着重介绍在实际编程中可能遇到的最为有用的构件,因为对Swing类库进行百科全书般的介绍可能会占据好几卷书的篇幅,并且只有专门的分类学家才感兴趣。
第7章介绍Java 2D API,你可以用它来创建实际的图形和特殊的效果。该章还介绍了抽象窗口操作工具包(AWT)的一些高级特性,这部分内容看起来过于专业,不适合在卷I中介绍。虽然如此,这些技术还是应该成为每一个编程人员工具包的一部分。这些特性包括打印和用于剪切粘贴及拖放的API。
第8章介绍了用于Java平台的构件API—JavaBean。你将会看到怎样编写自己的Bean,以及其他编程人员怎样在集成构建环境中对它们进行操作。最后我们展示怎样使用JavaBean的持久性,以某种与对象序列化不同的适用于长期存储的格式来存储自己的数据。
第9章继续介绍Java安全模型。Java平台一开始就是基于安全而设计的,该章会带你深入内部,查看这种设计是怎样实现的。我们将展示怎样编写用于特殊应用的类加载器以及安全管理器。然后介绍允许使用消息、代码签名、授权以及认证和加密等重要特性的安全API。最后,我们用一个使用AES和RSA加密算法的示例进行了总结。
第10章讨论了三种处理代码的技术。脚本机制和编译器API允许程序去调用使用诸如JavaScript或Groovy之类的脚本语言编写的代码,并且允许程序去编译Java代码。可以使用注解向Java程序中添加任意信息(有时称为元数据)。我们将展示注解处理器怎样在源码级别或者在类文件级别上收集这些注解,以及怎样运用这些注解来影响运行时的类行为。注解只有在工具的支持下才有用,因此,我们希望我们的讨论能够帮助你根据需要选择有用的注解处理工具。
第11章介绍分布式对象。我们详细介绍了RMI(远程方法调用)。这个API可以让你运行分布在多台机器上的Java对象。
第12章介绍本地方法,这个功能可以让你调用为微软Windows API这样的特殊机制而编写的各种方法。很显然,这种特性具有争议性:使用本地方法,那么Java平台的跨平台特性将会随之消失。虽然如此,每个为特定平台编写Java应用程序的专业开发人员都需要了解这些技术。有时,当你与不支持Java平台的设备或服务进行交互时,为了你的目标平台,你可能需要求助于操作系统API。我们将通过展示如何从某个Java程序访问Windows注册表API来阐明这一点。
所有章节都按照最新版本的Java进行了修订,过时的材料都删除了,Java SE 7的新API也都详细地进行了讨论。
约定
我们使用等宽字体表示计算机代码,这种格式在众多的计算机书籍中极为常见。各种图标的含义如下:
注意:需要引起注意的地方。
提示:有用的提示。
警告:关于缺陷或危险情况的警告信息。
C++注意:本书中有许多这类提示,用于解释Java程序设计语言和C++语言之间的不同。如果你对这部分不感兴趣,可以跳过。
Application Programming Interface 1.2
Java平台配备有大量的编程类库或者应用编程接口(API)。当第一次使用某个API时,我们在每一节的末尾都添加了一个简短的描述。这些描述可能有点不太规范,但是比官方在线API文档更具指导性。接口的名字都是斜体的,就像许多官方文档一样。类、接口或方法名后面的数字是JDK的版本,表示在该版本中才引入了这些特性。
本书示例代码以程序清单的形式列举了出来,例如:
程序清单1-1 ScriptTest.java
致谢
写书总是需要付出极大的努力,而重写也并不像看上去那么容易,特别是在Java技术方面,要跟上其飞快的发展速率,更是如此。一本书的面世需要众多有奉献精神的人共同努力,我非常荣幸地在此向整个《Java核心技术》团队致谢。
Prentice Hall出版社的许多人都提供了颇有价值的帮助,但是他们甘愿居于幕后。我希望他们都能够知道我是多么感谢他们付出的努力。与以往一样,我要热切地感谢我的编辑,Prentice Hall出版社的Greg Doench,他对本书从编写到出版进行全程掌舵,并使我可以十分幸福地根本意识不到幕后那些人的存在。我还非常感谢Julie Nahil在撰写上的支持,以及感谢Dmitry Kirsanov和Alina Kirsanova对手稿的编辑和排版。
我非常感谢找到了很多令人尴尬的错误并提出了许多颇具创见性的建议的早先版本的读者。我特别要感谢十分出色的评审团队,他们用令人惊异的眼睛仔细浏览了所有原稿,并将我从许多令人尴尬的错误中拯救了出来。
这一版及以前版本是由以下人员评审的:Chuck Allison(特约编辑,《C/C++ Users Journal》)、(Lance Anderson(Oracle))、Alec Beaton(PointBase, Inc.)、Cliff Berg(iSavvix Corporation)、Joshua Bloch David Brown、Corky Cartwright、Frank Cohen(PushToTest)、Chris Crane(devXsolution)、Dr. Nicholas J. De Lillo(曼哈顿学院)、Rakesh Dhoopar(Oracle)、Robert Evans(资深教师,约翰霍普金斯大学应用物理实验室)、David Geary(Sabreware)、Jin Gish(oracle) Brian Goetz(首席顾问, Quiotix Corp.)、Angela Gordon、Dan Gordon、Rob Gordon、John Gray(Hartford大学)、Cameron Gregory(olabs.com)、Marty Hall(约翰霍普金斯大学应用物理实验室)、Vincent Hardy、Dan Harkey(圣何塞州立大学)、William Higgins(IBM)、Vladimir Ivanovic(PointBase)、Jerry Jackson(ChannelPoint Software)、Tim Kimmet(Preview Systems)、Chris Laffra、Charlie Lai、Angelika Langer、Doug Langston、Hang Lau(McGill 大学)、Mark Lawrence、Doug Lea(SUNY Oswego)、Gregory Longshore、Bob Lynch(Lynch Associates)、Philip Milne(顾问)、Mark Morrissey(俄勒冈研究生院)、Mahesh Neelakanta(佛罗里达大西洋大学)、Hao Pham、Paul Philion、Blake Ragsdell、Ylber Ramadani(Ryerson 大学)、Stuart Reges(亚利桑那大学)、Rich Rosen(Interactive Data Corporation)、Peter Sanders(ESSI 大学, Nice, France)、Dr. Paul Sanghera(圣何塞州立大学和布鲁克学院)、Paul Sevinc(Teamup AG)、Devang Shah、Richard Slywczak(NASA/Glenn研究中心)、Bradley A. Smith、Steven Stelting、Christopher Taylor、Luke Taylor(Valtech)、George Thiruvathukal、Kim Topley(《Core JFC第2版》的作者)、Janet Traub、Paul Tyma(顾问)Peter van der Linden、Burt Walsh、Joe Wang(Oracle)和Dan Xu(Oracle)。
Cay Horstmann
于加州旧金山2012年12月

文摘
第1章 流 与 文 件
▲ 流 ▲ 对象流与序列化
▲ 文本输入与输出 ▲ 使用文件
▲ 读入和写出二进制数据 ▲ 内存映射文件
▲ ZIP文档 ▲ 正则表达式

本章将介绍Java中用于输入和输出的各种应用编程接口(Application Programming Interface,API)。你将要学习如何访问文件与目录,以及如何以二进制格式和文本格式来读写数据。本章还要向你展示对象序列化机制,它可以使存储对象像存储文本和数值数据一样容易。然后,我们将介绍在Java SE 1.4中引入的“新I/O”包java.nio所带来的种种改进,以及Java 7的“新新I/O”改进。最后,本章将讨论正则表达式,尽管这部分内容实际上与流和文件并不相关,但是我们确实也找不到更合适的地方来处理这个话题。很明显,Java设计团队在这个问题的处理上和我们一样,因为正则表达式API的规格说明隶属于“新I/O”特性的规格说明。
1.1 流
在Java API中,可以从其中读入一个字节序列的对象称做输入流,而可以向其中写入一个字节序列的对象称做输出流。这些字节序列的来源地和目的地可以是文件,而且通常都是文件,但是也可以是网络连接,甚至是内存块。抽象类InputStream和OutputStream构成了输入/输出(I/O)类层次结构的基础。
因为面向字节的流不便于处理以Unicode形式存储的信息(回忆一下,Unicode中每个字符都使用了多个字节来表示),所以从抽象类Reader和Writer中继承出来了一个专门用于处理Unicode字符的单独的类层次结构。这些类拥有的读入和写出操作都是基于两字节的Unicode码元的,而不是基于单字节的字符。

内容简介
本书中文简体字版由Pearson Education(培生教育出版集团)授权机械工业出版社在中华人民共和国境内(不包括中国台湾地区和中国香港、澳门特别行政区)独家出版发行。未经出版者书面许可,不得以任何方式抄袭、复制或节录本书中的任何部分。
本书封底贴有Pearson Education(培生教育出版集团)激光防伪标签,无标签者不得销售。
Java领域最有影响力和价值的著作之一,由拥有20多年教学与研究经验的资深Java技术专家撰写(获Jolt大奖),与《Java编程思想》齐名,10余年全球畅销不衰,广受好评。第9版根据Java SE 7全面更新,同时修正了第8版中的不足,系统全面讲解Java语言的核心概念、语法、重要特性和开发方法。本书全面覆盖Java技术的高级主题,包括流与文件、XML、网络、数据库编程、国际化等,详细描述了图形与GUI编程,还涉及安全、远程方法、注解处理、本地方法等。本书对Java技术的阐述精确到位,叙述方式深入浅出,并包含大量示例代码,能够帮助读者充分理解Java语言并灵活应用。

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