13.1 Allgemeine Konzepte
Als Sprache, die nicht nur das Erstellen vorwiegend grafikorientierter
Web-Applets ermöglicht, sondern auch zur Entwicklung von eigenständigen
Anwendungen eingesetzt werden soll, bietet Java eine umfangreiche
Bibliothek zum sequentiellen und wahlfreien Zugriff auf Dateien und
zur Verwaltung von Verzeichnissen. Während der wahlfreie Zugriff
ähnlich wie in anderen Sprachen gelöst ist, wurden bei der
sequentiellen Ein-/Ausgabe neue Wege beschritten. Die dafür verwendeten
Klassen realisieren das aus anderen Sprachen bekannte Konzept der
Streams mit Hilfe objektorientierter Techniken.
Ein Stream wird dabei zunächst als
abstraktes Konstrukt eingeführt, dessen Fähigkeit darin
besteht, Zeichen auf ein imaginäres Ausgabegerät zu schreiben
oder von diesem zu lesen. Erst konkrete Unterklassen binden die Zugriffsroutinen
an echte Ein- oder Ausgabegeräte, wie beispielsweise an Dateien,
Strings oder Kommunikationskanäle im Netzwerk.
Des weiteren bietet das Klassenkonzept von Java die Möglichkeit,
Streams zu verketten oder zu schachteln. Die Verkettung von Streams
ermöglicht es, mehrere Dateien zusammenzufassen und für
den Aufrufer als einen einzigen Stream darzustellen. Das Schachteln
von Streams erlaubt die Konstruktion von Filtern, die bei der Ein-
oder Ausgabe bestimmte Zusatzfunktionen übernehmen, beispielsweise
das Puffern von Zeichen, das Zählen von Zeilen oder die Interpretation
binärer Daten.
Beide Konzepte sind mit normalen Sprachmitteln realisiert und können
selbst erweitert werden. So ist es ohne weiteres möglich, eigene
Filter zu schreiben, die den Ein- oder Ausgabestrom analysieren und
anwendungsbezogene Funktionalitäten realisieren.
Alle Klassen zur Dateiein- und -ausgabe befinden sich im Paket java.io.
Um sie zu verwenden, sollte daher folgende Anweisung an den Anfang
eines Programms gestellt werden:
import java.io.*;
Bis zur Version 1.0 des JDK gab es nur Byte-Streams
in Java. Wesentliches Merkmal eines Byte-Streams war es dabei, daß
die Transporteinheit 8 Bit lange Bytes waren, wie sie in den meisten
anderen Programmiersprachen verwendet werden. Während damit die
Kompatibilität zu Textdateien, die mit konventionellen Programmiersprachen
erstellt wurden oder von diesen gelesen werden sollten, gewährleistet
war, gab es natürlich Reibungsverluste bei der Umwandlung zwischen
Bytes und 16 Bit langen Unicode-Zeichen, wie sie innerhalb von Java
benutzt werden. Zudem war die Abbildung zwischen Bytes und Characters
eher unsystematisch gelöst und bot wenig Unterstützung für
die Anpassung an unterschiedliche Zeichensätze und nationale
Gegebenheiten.
All dies hat die JDK-Designer dazu bewogen, das Konzept der Streams
in der Version 1.1 zu überdenken und die neue Gruppe der Character-Streams
einzuführen. Die Character-Streams verwenden grundsätzlich
16 Bit lange Unicode-Zeichen und arbeiten daher viel besser mit den
String- und Zeichentypen von Java zusammen. Um zu den 8-Bit-Zeichensätzen
in externen Dateien kompatibel zu bleiben, wurden explizite Brückenklassen
eingeführt, die Character-Streams in Byte-Streams überführen
und umgekehrt. Diese bieten nun auch die Möglichkeit der Anpassung
an spezielle Zeichensätze und lokale Besonderheiten.
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Die Namensgebung für Byte-Streams in Java folgt dem Prinzip,
eine Klasse für den lesenden Zugriff als InputStream
und für den schreibenden Zugriff als OutputStream
zu bezeichnen. Die Character-Streams dagegen werden als Reader
bei lesenden und als Writer bei schreibenden
Zugriffen bezeichnet. Wir werden uns bei der folgenden Darstellung
der Streams im wesentlichen auf die Reader- und Writer-Klassen beschränken.
Sie stellen das modernere Stream-Konzept dar und bügeln einige
der Schwächen von Byte-Streams des JDK 1.0 aus. Wenn also zukünftig
von Streams die Rede ist, sollen immer die Character-Streams des JDK
1.1 gemeint sein. Bei den an einigen Stellen trotzdem erforderlichen
Zugriffen auf Byte-Streams werden wir dies explizit erwähnen. |
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