$tite fractale$

Introduction à Java, la plateforme

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1. Avertissement

Étude de la plateforme Java, et non du langage.
Manipulations présentées :
- avec Windows,
- donc faisable avec un autre OS,
- en DOS, même si vous êtes un(e) UNIXien(ne) borné(e).
Vous aurez besoin des droits administrateur pour :
- les installations (voir diapo suivante),
- quelques manipulations dans C:.

2. Installation

Vérifier l’absence dans la base des registres de cette clef :
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Wow6432Node\JavaSoft
Vérifier le PATH (echo %PATH%).
Chercher à installer le JDK d’Oracle.
L’installation a créé des entrées dans la base des registres :
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Wow6432Node\JavaSoft
L’installation n’a pas modifié le PATH.

3. Java

Langage présenté officiellement en 1995
But principal : la portabilité

« Write once, run anywhere » (voir l’article Wikipedia)
Très versatile, mais un peu lourd (plateforme, syntaxe et performances)
Concepts de la plateforme Java :
- la compilation produit du bytecode Java
  (intermédiaire entre code source et exécutable natif, voir l’article Wikipedia)
- qui s’exécutera sur une machine virtuelle
  (pas au sens manipulation d’OS), la JVM
- elle-même écrite dans des versions différentes, suivant :
  - l’éditeur (SUN puis Oracle, GNU…)
  - le système d’exploitation cible
  - voir quelques projets sur GitHub
Voir l’article Wikipedia.

4. Popularité

Deux faits :
- Omniprésence de la JVM (ou presque)
- Bibliothèques nombreuses
Java n’est pas le seul à pouvoir être compilé en Bytecode Java :
- a priori :
  - Groovy
  - Clojure
  - Scala
  - …
- a posteriori :
  - Python
  - Ruby
  - Javascript
  - …
- et bien d’autres…

5. Installation du JDK

Si déjà installé :
- trouver le chemin C:\Program Files\Java\jdk...
- chemin noté JDK dans cette présentation
- passer à la diapo suivante
TP préparé avec Oracle jdk-7u45-windows-i586 (123 Mo).
Version courante présentée ici
(cliquer sur Java Platform JDK pour le télécharger).
Installer uniquement dev tools (désactiver les deux autres, inutiles ici).

6. Vérification du JDK

L’installation a créé des entrées dans la base des registres :
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Wow6432Node\JavaSoft
L’installation n’a pas modifié le PATH.

Créer un répertoire de travail, que l’on appellera tp_java, puis :

G:\tp_java>java.exe
'java.exe' n'est pas reconnu en tant que commande interne
ou externe, un programme exécutable ou un fichier de commandes.

Sinon, c’est peut-être qu’une installation a copié un java.exe dans
C:\Windows\System32. Mauvaise pratique ! Suppression !

7. Vérification du JDK

G:\tp_java>echo %JDK%
%JDK%
G:\tp_java>set JDK="C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0_45"
G:\tp_java>echo %JDK%
"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0_45"
G:\tp_java>%JDK%\bin\java.exe
Syntaxe : java [-options] class [args...]
           (pour l'exÚcution d'une classe)
   ou  java [-options] -jar jarfile [args...]
           (pour l'exÚcution d'un fichier JAR)
...

8. Première compilation

Mettre le squelette hello.java dans tp_java.

class hello {
      public static void main(String args[]) {
          System.out.println("Hello World!");
      }
}

Vérifier qu’il n’y a pas de hello.class.
Pour la compilation :
%JDK%\bin\javac.exe hello.java (attention au c).
Vérifier la création de hello.class.
Pour l’exécution :
%JDK%\bin\java.exe hello (sans c ni .class).

9. Contenu d’un .class

Observer le contenu du fichier hello.class avec un éditeur adéquat.
On y trouve :
- des caractères non ASCII, donc des bouts de binaire,
- des caractères ASCII, on reconnaît :
  - hello.java
  - Hello World!
C’est du bytecode Java.

10. Sabotage du JDK

Créer un sous-dossier planque dans %JDK% et y mettre tous les fichiers qu’il contient.
planque sera le seul sous-dossier de %JDK%.

%JDK%\bin                  %JDK%\planque\bin
     \jre       deviendra               \jre
     \lib                               \lib
     ...                                ...

Comme ça on est sûr que %JDK% n’interfèrera pas avec notre JDK minimal.

11. JDK minimal

Dans tp_java, construire l’arborescence suivante (à coups de mkdir) :

G:\tp_java> tree jdk
Structure du dossier pour le volume...
Le numéro de série du volume est...
G:\TP_JAVA\JDK
+---jdk
    +---bin
    +---jre
    ¦   +---bin
    ¦   ¦   +---client
    ¦   +---lib
    ¦       +---i386
    +---lib

Commandes complètes :

G:\tp_java>mkdir jdk
G:\tp_java>mkdir jdk\bin
G:\tp_java>mkdir jdk\jre
G:\tp_java>mkdir jdk\jre\bin
G:\tp_java>mkdir jdk\jre\bin\client
G:\tp_java>mkdir jdk\jre\lib
G:\tp_java>mkdir jdk\jre\lib\i386
G:\tp_java>mkdir jdk\lib

12. JDK minimal

Copier javac.exe et java.exe dans jdk\bin.

G:\tp_java>copy %JDK%\planque\bin\java.exe jdk\bin
        1 fichier(s) copié(s).
G:\tp_java>copy %JDK%\planque\bin\javac.exe jdk\bin
        1 fichier(s) copié(s).

del hello.class
Tenter jdk\bin\javac.exe hello.java.
Si tout se passe bien, c’est que quelque chose ne s’est pas bien passé.

13. JDK minimal

Besoin d'ajouter bin/jli.dll, le copier et retenter.

G:\tp_java>copy %JDK%\planque\bin\jli.dll jdk\bin
        1 fichier(s) copié(s).
G:\tp_java>jdk\bin\javac.exe hello.java
Error: opening registry key 'Software\JavaSoft\Java Runtime Environment'
Error: could not find java.dll
Error: Could not find Java SE Runtime Environment.

14. JDK minimal

Pas de panique.
Requête dans la base des registres…
…seulement si le fichier non trouvé en chemin relatif :
G:\tp_java>copy %JDK%\planque\jre\bin\java.dll jdk\jre\bin
javac a besoin du JRE pour fonctionner :
- à la fois pour lui-même,
- mais aussi pour les routines de base,
- nécessaires au programme que l’on compile.
On aura aussi des erreurs pour d’autres fichiers…

15. JDK minimal

jre\lib\i386\jvm.cfg
- Error: could not open 'G:\tp_java\jdk\jre\lib\i386\jvm.cfg'
jre\bin\client\jvm.dll
- Error: missing 'client' JVM at 'G:\tp_java\jdk\jre\bin\client\jvm.dll'.
- Please install or use the JRE or JDK that contains these missing components.
- On a besoin de la machine virtuelle, le cœur du JRE.
jre\bin\verify.dll
- une pop-up
- Error occurred during initialization of VM
- Unable to load native library: Can't find dependent libraries
jre\bin\zip.dll
- Error occurred during initialization of VM
- Unable to load ZIP library: G:\tp_java\jdk\jre\bin\zip.dll

16. JDK minimal

Plus difficile…

`Error occurred during initialization of VM`
`java/lang/NoClassDefFoundError: java/lang/Object`

C’est jre\lib\rt.jar qui nous manque.
rt pour runtime, contient par exemple :
java.lang.String, java.io, …
situé dans lib, comme library, bibliothèque,
les sources sont dans %JDK%\src ou %JDK%\src.zip…
…le deuxième item à cocher ou non à l’installation,
avec Mac et avant 1.7, ce fichier s’appellait classes.jar.

17. Java ARchive

.jar est l’extension des Java ARchives
on peut l’inspecter avec un simple unzip,
- long, 57 Mo puis 101 Mo, ~20k éléments, mais intéressant,
- changer l’extension .jar en .zip,
- extraire,
- rechanger l’extension .zip en .jar.
Manipulable plutôt avec la commande jar.
Au passage, copier aussi %JDK%\planque\bin\jar.exe dans jdk\bin.

18. Java ARchive

Regroupent des fichiers en vue de distribution ou de déploiement.
Dossier META-INF, contenant le fichier MANIFEST.MF.
- Un manifest livre des informations. Il peut :
- énumèrer certains fichiers de cette archive,
- les signer cryptographiquement,
- en déclarer un « principal », afin d’exécuter l’archive.
Voir l’article Wikipedia.
Pour info le tree de rt.jar.

19. Java ARchive

Autres types similaires :

.war (Web Application aRchive),
classes Java, fichiers XML et pages JSP, entre autres,
.ear (Enterprise ARchive),
simples .jar avec des composants Entreprise,
.rar (Resource Adapter aRchive),
relatifs à la J2EE Connector Architecture.

20. JDK minimal

Dernière difficulté :

Erreur : impossible de trouver ou charger la classe principale
com.sun.tools.javac.Main

C’est au tour de lib\tools.jar.
14,5 Mo/24 Mo, seulement ~4,5k éléments.
Le META-INF déclare des services, le manifeste est quasi vide.
Pour info le tree de tools.jar.
Et c’est finalement une compilation réussie.

21. JDK minimal

Remarque : pour un JDK vraiment minimal, * on pourrait s’amuser à enlever des classes de rt.jar et tools.jar.

22. .java et .class

Renommer la classe hello en ello et compiler.
La compilation produit un fichier ello.class.
Si un fichier .java contient deux classes,
la compilation produira deux fichiers .class.
Bonne pratique : une classe par fichier .java.

23. Les chemins de l’école

javac a deux options importantes :
- -d : indique le répertoire où les .class seront écrits
- -cp : indique le répertoire où les bibliothèques nécessaires à la compilation sont cherchées
Elles sont indépendantes, mais liées dans le cas où notre programme est réparti sur plusieurs classes (comme souvent).
Télécharger les squelettes Compteur.java et TestCompteur.java dans tp_java.
Compiler TestCompteur.java. Que se passe-t-il ?
On remarque que Compteur.java a aussi été compilée.

24. Les chemins de l’école

Tout d’abord l’option cp.
« planquer » (déplacer dans un sous-dossier planque) le fichier Compteur.java et supprimer Compteur.class.
Tenter une exécution.
- Erreur : java.lang.NoClassDefFoundError.
Tenter java.exe -cp .;planque TestCompteur.
- . pour le répertoire courant,
- ; est un séparateur (attention, si ; est votre séparateur d’instructions, il faut peut-être utiliser :),
- planque permet d’atteindre la classe Compteur.
Quelles erreurs apparaissent si on supprime . du classpath ?, et si on supprime planque ?

25. Les chemins de l’école

Ensuite l’option d.
Renommer planque en out. Ce répertoire va stocker les .class.
Tenter une compilation avec : javac.exe -d out TestCompteur.java
Compteur.java compilé aussi.

26. Les chemins de l’école

TODO: packages et chemins

27. Construction d’un .jar à la main

En vue de distribuer notre Compteur, nous allons créer un .jar.
Construire l’arborescence suivante :
- mon_jar
  - META-INF
    - Manifest.MF, avec le texte Manifest-Version: 1.0
  - Compteur.class
Clic-droit sur META-INF et Compteur.class pour créer un .zip.
Renommer en .jar.
Effacer le .class.
Tenter java.exe -cp Compteur.jar TestCompteur.
Télécharger un .jar dans la nature (TTS) et l’utiliser.

28. Construction d’un .jar exécutable

Manifest-Version: 1.0
Main-Class: TestCompteur

29. Références

30. Approfondissement

31. Fin

Présentation suivante

Christophe Gragnic, le 09/12/2014, 22h09'54".

Suivre @profgraorg

Page générée le 27/05/2021, 09h53'27" (source).

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