Lezione 1: I/O in Java

Lezione 1: Introduzione
Corso di Programmazione in Rete
Laurea Magistrale in Ing. Informatica
Università degli Studi di Salerno

1

Outline
✦ Presentazione del corso

✦ Riepilogo dell’I/O in Java

✦ Riepilogo dei Thread in Java

2

Presentazione del corso

✦ Obiettivi
• Apprendere le principali tecnologie per la
realizzazione di applicazioni distribuite
✦ Prerequisiti
• Linguaggio Java
• Concetti di base sulle reti di calcolatori e sui
protocolli di Internet

3

Presentazione del corso

✦ Materiale didattico
• Libro di testo da definire
✦ Modalità di esame
• Elaborato + Colloquio orale

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Input/output in Java
✦ La libreria standard Java definisce
numerose classi per gestire l’I/O
• modularità: separazione in classi diverse di
aspetti quali l’origine/destinazione dell’I/O, il
formato dei dati, il buffering
• componibilità: le funzioni delle diverse classi
possono essere combinate (attraverso il pattern
“Adapter”)
✦ Distinzione tra I/O in termini di byte e I/O
in termini di caratteri (per gestire
correttamente l’internazionalizzazione)

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Input/Output binario

✦ Tutte le classi che considereremo sono nel
package java.io
✦ Le classi di base della gerarchia sono
InputStream e OutputStream, che
rappresentano oggetti dai quali è
possibile leggere o sui quali è possibile
scrivere sequenze di byte

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✦ Metodi principali di InputStream:
• int read()
‣ Restituisce il valore del byte letto, o -1

• void close()
✦ Metodi principali di OutputStream:
• void write(int b)
• void close()
✦ I metodi possono lanciare un’eccezione
(controllata) di tipo IOException

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✦ Esempio

import java.io.*;

public class IOEsempio1 {
public static void copia(InputStream in, OutputStream out) throws IOException {
int b;
while ((b=in.read())!=-1)
out.write(b);
}

public static void main(String args[]) throws IOException {
copia(System.in, System.out);
}
}

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✦ InputStream e OutputStream sono classi
astratte
✦ Le sottoclassi concrete rappresentano
stream di input/output associati a
particolari sorgenti/destinazioni di byte
(es. file, connessioni di rete, aree di
memoria)
✦ System.in e System.out sono oggetti di
classi derivanti da InputStream e
OutputStream

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I/O binario su file
✦ Le classi FileInputStream e
FileOutputStream rappresentano stream
associati a file
✦ Costruttori:
• FileInputStream(String fileName)
• FileOutputStream(String fileName)
• FileOutputStream(String filename, boolean
append)
‣ Se append è true, l’output va in coda al file già esistente

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I/O binario su file
✦ Esempio
import java.io.*;

int b;
out.write(b);
in.close();
out.close();
}

FileInputStream in=new FileInputStream(args[0]);
FileOutputStream out=new FileOutputStream(args[1]);
copia(in, out);
}
}

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I/O su array di byte
✦ Le classi ByteArrayInputStream e
ByteArrayOutputStream consentono di
effettuare operazioni di I/O in memoria,
utilizzando come supporto un array di
byte
✦ Costruttori
• ByteArrayInputStream(byte[] array)
• ByteArrayInputStream(byte [] array[], int offset,
int len)
• ByteArrayOutputStream()
‣ Accesso all’array prodotto col metodo byte[] toByteArray()
12

I/O su array di byte
✦ Esempio
import java.io.*;

int b;
out.write(b);
}

byte[] a={'H', 'e', 'l', 'l', 'o', 'n' };
ByteArrayInputStream in=new ByteArrayInputStream(a);
copia(in, System.out);
}
}

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I/O binario di altri tipi
✦ Le classi DataInputStream e
DataOutputStream consentono di leggere
dati dei tipi primitivi (in formato binario)
✦ Costruttori:
• DataInputStream(InputStream in)
• DataOutputStream(OutputStream out)
✦ Metodi
• int readInt(); char readChar(); ...
‣ eccezione EOFException su fine del file

• void writeInt(int i); void writeChar(char c); ...

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I/O bufferizzato

✦ Le classi BufferedInputStream e
BufferedOutputStream consentono la
bufferizzazione dell’I/O
✦ Costruttori:
• BufferedInputStream(InputStream in)
• BufferedOutputStream(OutputStream out)

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Combinazione delle funzioni
✦ Le varie classi viste finora possono
lavorare insieme creando una “catena di
montaggio”
✦ Esempio: come faccio a leggere un
insieme di interi (in binario) da un file
usando un input bufferizzato?
DataInputStream din=new DataInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream(args[0])));
int x=din.readInt();
// ... etc etc ...
}

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I/O di caratteri
✦ Internamente Java rappresenta i caratteri
usando il sistema Unicode
• Unicode gestisce correttamente i caratteri delle
lingue non europee
✦ Problema: i dispositivi di I/O lavorano in
termini di byte, non in termini di caratteri
Unicode
✦ Occorre una codifica (“encoding”) per
specificare come ciascun carattere viene
tradotto in una sequenza di byte
• sfortunatamente, non esiste una codifica unica
accettata come standard da tutte le piattaforme
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I/O di caratteri
✦ Alcune codifiche utilizzate
frequentemente:
• ISO-Latin-1 (ISO-8859-1)
‣ 1 byte per carattere, consente solo la codifica dei caratteri
dell’Europa occidentale

• UTF-8
‣ da 1 a 3 byte per carattere (lunghezza variabile)
‣ i caratteri ASCII sono codificati con 1 byte, mantenendo la
compatibilità all’indietro con il set ASCII

• UTF-16BE, UTF-16LE
‣ codifica a lunghezza variabile in multipli di 16 bit
‣ BE=big endian, LE=little endian
18

I/O di caratteri
✦ Java mette a disposizione due classi base,
Reader e Writer, che effettuano l’I/O in
termini di caratteri anziché byte
✦ È possibile costruire Reader/Writer da
InputStream/OutputStream specificando
la codifica da usare
• se la codifica non è specificata si usa un default
dipendente dalla piattaforma corrente
(sconsigliato)

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I/O di caratteri
✦ Le classi InputStreamReader e
OutputStreamWriter rappresentano un
Reader/Writer agganciato a un
InputStream/OutputStream
✦ Costruttori:
• InputStreamReader(InputStream in, String
encoding)
• OutputStreamWriter(OutputStream out, String
encoding)

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I/O di caratteri
✦ Esempio
import java.io.*;

public static void copia(Reader in, Writer out) throws IOException {
int c;
while ((c=in.read())!=-1)
out.write(copia);
in.close();
out.close();
}

InputStreamReader r=new InputStreamReader(System.in, "UTF-8");
OutputStreamWriter w=new OutputStreamWriter(System.out, "UTF-8");
copia(r, w);
}
}

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I/O di caratteri
✦ Le classi FileReader e FileWriter sono
classi di comodo per associare un reader/
writer a un file
✦ Le classi BufferedReader e BufferedWriter
realizzano il buffering
✦ Le classi StringReader e StringWriter
effettuano l’I/O su stringhe
✦ La classe PrintWriter mette a disposizione
i metodi print(...) e println(...) per
stampare dati di vari tipi in formato testo
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Serializzazione

✦ Java dispone di un meccanismo detto
serializzazione per convertire un oggetto
in una sequenza di byte e viceversa
✦ Utile, ad es. per salvare oggetti su un file
o trasmetterli attraverso una connessione
di rete

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Serializzazione

✦ Ogni classe può essere serializzata,
purché implementi l’interfaccia
Serializable (definita in java.io)
✦ Serializable è un’interfaccia “marker”,
ovvero non definisce nessun metodo

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Serializzazione
✦ Le classi ObjectOutputStream e
ObjectInputStream consentono di fare la
serializzazione
✦ Metodi di ObjectOutputStream
• tutti i metodi di DataOutputStream +
• void writeObject(Object obj)
✦ Metodi di ObjectInputStream
• tutti i metodi di DataInputStream +
• Object readObject()

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Serializzazione
✦ Esempio
import java.io.*;
public class IOEsempio5 implements Serializable {
public int dato;

public IOEsempio5(int d) {
dato=d;
}

ObjectOutputStream out=new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream(args[0]));
IOEsempio5 obj=new IOEsempio5(4242);
out.writeObject(obj);
out.close();
}
}

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