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JAVA语言及其标准API（应用程序编程接口）应付应用程序的编写已绰绰有余。但在某些情况下，还是必须使用非JAVA编码。例如，我们有时要访问操作系统的专用特性，与特殊的硬件设备打交道，重复使用现有的非Java接口，或者要使用“对时间敏感”的代码段，等等。与非Java代码的沟通要求获得编译器和“虚拟机”的专门支持，并需附加的工具将Java代码映射成非Java代码（也有一个简单方法：在第15章的“一个Web应用”小节中，有个例子解释了如何利用标准输入输出同非Java代码连接）。目前，不同的开发商为我们提供了不同的方案：Java 1.1有“Java固有接口”（Java Native Interface，JNI），网景提出了自己的“Java运行期接口”（Java Runtime Interface）计划，而微软提供了J/Direct、“本源接口”（Raw Native Interface，RNI）以及Java/COM集成方案。
各开发商在这个问题上所持的不同态度对程序员是非常不利的。若Java应用必须调用固有方法，则程序员或许要实现固有方法的不同版本——具体由应用程序运行的平台决定。程序员也许实际需要不同版本的Java代码，以及不同的Java虚拟机。
另一个方案是CORBA（通用对象请求代理结构），这是由OMG（对象管理组，一家非赢利性的公司协会）开发的一种集成技术。CORBA并非任何语言的一部分，只是实现通用通信总线及服务的一种规范。利用它可在由不同语言实现的对象之间实现“相互操作”的能力。这种通信总线的名字叫作ORB（对象请求代理），是由其他开发商实现的一种产品，但并不属于Java语言规范的一部分。
本附录将对JNI，J/DIRECT，RNI，JAVA/COM集成和CORBA进行概述。但不会作更深层次的探讨，甚至有时还假定读者已对相关的概念和技术有了一定程度的认识。但到最后，大家应该能够自行比较不同的方法，并根据自己要解决的问题挑选出最恰当的一种。
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本章包含了一系列项目，它们都以本书介绍的内容为基础，并对早期的章节进行了一定程度的扩充。
与以前经历过的项目相比，这儿的大多数项目都明显要复杂得多，它们充分演示了新技术以及类库的运用。

17.1 文字处理

如果您有C或C++的经验，那么最开始可能会对Java控制文本的能力感到怀疑。事实上，我们最害怕的就是速度特别慢，这可能妨碍我们创造能力的发挥。然而，Java对应的工具（特别是String类）具有很强的功能，就象本节的例子展示的那样（而且性能也有一定程度的提升）。
正如大家即将看到的那样，建立这些例子的目的都是为了解决本书编制过程中遇到的一些问题。但是，它们的能力并非仅止于此。通过简单的改造，即可让它们在其他场合大显身手。除此以外，它们还揭示出了本书以前没有强调过的一项Java特性。
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本章要向大家介绍重要但却并不是那么传统的“范式”（Pattern）程序设计方法。
在向面向对象程序设计的演化过程中，或许最重要的一步就是“设计范式”（Design Pattern）的问世。它在由Gamma，Helm和Johnson编著的《Design Patterns》一书中被定义成一个“里程碑”（该书由Addison-Wesley于1995年出版，注释①）。那本书列出了解决这个问题的23种不同的方法。在本章中，我们准备伴随几个例子揭示出设计范式的基本概念。这或许能激起您阅读《Design Pattern》一书的欲望。事实上，那本书现在已成为几乎所有OOP程序员都必备的参考书。

①：但警告大家：书中的例子是用C++写的。

本章的后一部分包含了展示设计进化过程的一个例子，首先是比较原始的方案，经过逐渐发展和改进，慢慢成为更符合逻辑、更为恰当的设计。该程序（仿真垃圾分类）一直都在进化，可将这种进化作为自己设计方案的一个原型——先为特定的问题提出一个适当的方案，再逐步改善，使其成为解决那类问题一种最灵活的方案。
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历史上的网络编程都倾向于困难、复杂，而且极易出错。
程序员必须掌握与网络有关的大量细节，有时甚至要对硬件有深刻的认识。一般地，我们需要理解连网协议中不同的“层”（Layer）。而且对于每个连网库，一般都包含了数量众多的函数，分别涉及信息块的连接、打包和拆包；这些块的来回运输；以及握手等等。这是一项令人痛苦的工作。
但是，连网本身的概念并不是很难。我们想获得位于其他地方某台机器上的信息，并把它们移到这儿；或者相反。这与读写文件非常相似，只是文件存在于远程机器上，而且远程机器有权决定如何处理我们请求或者发送的数据。
Java最出色的一个地方就是它的“无痛苦连网”概念。有关连网的基层细节已被尽可能地提取出去，并隐藏在JVM以及Java的本机安装系统里进行控制。我们使用的编程模型是一个文件的模型；事实上，网络连接（一个“套接字”）已被封装到系统对象里，所以可象对其他数据流那样采用同样的方法调用。除此以外，在我们处理另一个连网问题——同时控制多个网络连接——的时候，Java内建的多线程机制也是十分方便的。
本章将用一系列易懂的例子解释Java的连网支持。
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利用对象，可将一个程序分割成相互独立的区域。我们通常也需要将一个程序转换成多个独立运行的子任务。
象这样的每个子任务都叫作一个“线程”（Thread）。编写程序时，可将每个线程都想象成独立运行，而且都有自己的专用CPU。一些基础机制实际会为我们自动分割CPU的时间。我们通常不必关心这些细节问题，所以多线程的代码编写是相当简便的。
这时理解一些定义对以后的学习狠有帮助。“进程”是指一种“自包容”的运行程序，有自己的地址空间。“多任务”操作系统能同时运行多个进程（程序）——但实际是由于CPU分时机制的作用，使每个进程都能循环获得自己的CPU时间片。但由于轮换速度非常快，使得所有程序好象是在“同时”运行一样。“线程”是进程内部单一的一个顺序控制流。因此，一个进程可能容纳了多个同时执行的线程。
多线程的应用范围很广。但在一般情况下，程序的一些部分同特定的事件或资源联系在一起，同时又不想为它而暂停程序其他部分的执行。这样一来，就可考虑创建一个线程，令其与那个事件或资源关联到一起，并让它独立于主程序运行。一个很好的例子便是“Quit”或“退出”按钮——我们并不希望在程序的每一部分代码中都轮询这个按钮，同时又希望该按钮能及时地作出响应（使程序看起来似乎经常都在轮询它）。事实上，多线程最主要的一个用途就是构建一个“反应灵敏”的用户界面。
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在Java 1.0中，图形用户接口（GUI）库最初的设计目标是让程序员构建一个通用的GUI，使其在所有平台上都能正常显示。
但遗憾的是，这个目标并未达到。事实上，Java 1.0版的“抽象Windows工具包”（AWT）产生的是在各系统看来都同样欠佳的图形用户接口。除此之外，它还限制我们只能使用四种字体，并且不能访问操作系统中现有的高级GUI元素。同时，Jave1.0版的AWT编程模型也不是面向对象的，极不成熟。这类情况在Java1.1版的AWT事件模型中得到了很好的改进，例如：更加清晰、面向对象的编程、遵循Java Beans的范例，以及一个可轻松创建可视编程环境的编程组件模型。Java1.2为老的Java 1.0 AWT添加了Java基础类（AWT），这是一个被称为“Swing”的GUI的一部分。丰富的、易于使用和理解的Java Beans能经过拖放操作（像手工编程一样的好），创建出能使程序员满意的GUI。软件业的“3次修订版”规则看来对于程序设计语言也是成立的（一个产品除非经过第3次修订，否则不会尽如人意）。
Java的主要设计目的之一是建立程序片，也就是建立运行在WEB 浏览器上的小应用程序。由于它们必须是安全的，所以程序片在运行时必须加以限制。无论怎样，它们都是支持客户端编程的强有力的工具，一个重要的应用便是在Web上。
在一个程序片中编程会受到很多的限制，我们一般说它“在沙箱内”，这是由于Java运行时一直会有某个东西——即Java运行期安全系统——在监视着我们。Jave 1.1为程序片提供了数字签名，所以可选出能信赖的程序片去访问主机。不过，我们也能跳出沙箱的限制写出可靠的程序。在这种情况下，我们可访问操作系统中的其他功能。在这本书中我们自始至终编写的都是可靠的程序，但它们成为了没有图形组件的控制台程序。AWT也能用来为可靠的程序建立GUI接口。
在这一章中我们将先学习使用老的AWT工具，我们会与许多支持和使用AWT的代码程序样本相遇。尽管这有一些困难，但却是必须的，因为我们必须用老的AWT来维护和阅读传统的Java代码。有时甚至需要我们编写AWT代码去支持不能从Java1.0升级的环境。在本章第二部分，我们将学习Java 1.1版中新的AWT结构并会看到它的事件模型是如此的优秀（如果能掌握的话，那么在编制新的程序时就可使用这最新的工具。最后，我们将学习新的能像类库一样加入到Java 1.1版中的JFC/Swing组件，这意味着不需要升级到Java 1.2便能使用这一类库。
大多数的例程都将展示程序片的建立，这并不仅仅是因为这非常的容易，更因为这是AWT的主要作用。另外，当用AWT创建一个可靠的程序时，我们将看到处理程序的不同之处，以及怎样创建能在命令行和浏览器中运行的程序。
请注意的是这不是为了描述类的所有程序的综合解释。这一章将带领我们从摘要开始。当我们查找更复杂的内容时，请确定我们的信息浏览器通过查找类和方法来解决编程中的问题（如果我们正在使用一个开发环境，信息浏览器也许是内建的；如果我们使用的是SUN公司的JDK则这时我们要使用WEB浏览器并在Java根目录下面开始）。附录F列出了用于深入学习库知识的其他一些参考资料。
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到目前为止，读者应对对象的“传递”有了一个较为深刻的认识，记住实际传递的只是一个句柄。
在许多程序设计语言中，我们可用语言的“普通”方式到处传递对象，而且大多数时候都不会遇到问题。但有些时候却不得不采取一些非常做法，使得情况突然变得稍微复杂起来（在C++中则是变得非常复杂）。Java亦不例外，我们十分有必要准确认识在对象传递和赋值时所发生的一切。这正是本章的宗旨。
若读者是从某些特殊的程序设计环境中转移过来的，那么一般都会问到：“Java有指针吗？”有些人认为指针的操作很困难，而且十分危险，所以一厢情愿地认为它没有好处。同时由于Java有如此好的口碑，所以应该很轻易地免除自己以前编程中的麻烦，其中不可能夹带有指针这样的“危险品”。然而准确地说，Java是有指针的！事实上，Java中每个对象（除基本数据类型以外）的标识符都属于指针的一种。但它们的使用受到了严格的限制和防范，不仅编译器对它们有“戒心”，运行期系统也不例外。或者换从另一个角度说，Java有指针，但没有传统指针的麻烦。我曾一度将这种指针叫做“句柄”，但你可以把它想像成“安全指针”。和预备学校为学生提供的安全剪刀类似——除非特别有意，否则不会伤着自己，只不过有时要慢慢来，要习惯一些沉闷的工作。
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运行期类型鉴定（RTTI）的概念初看非常简单——手上只有基础类型的一个句柄时，利用它判断一个对象的正确类型。
然而，对RTTI的需要暴露出了面向对象设计许多有趣（而且经常是令人困惑的）的问题，并把程序的构造问题正式摆上了桌面。
本章将讨论如何利用Java在运行期间查找对象和类信息。这主要采取两种形式：一种是“传统”RTTI，它假定我们已在编译和运行期拥有所有类型；另一种是Java1.1特有的“反射”机制，利用它可在运行期独立查找类信息。首先讨论“传统”的RTTI，再讨论反射问题。

11.1 对RTTI的需要

请考虑下面这个熟悉的类结构例子，它利用了多形性。常规类型是Shape类，而特别衍生出来的类型是Circle，Square和Triangle。

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