“Java’ya Nasıl Başlarım? Java’yı Nasıl Öğrenirim?” dizisinin bu son olmasını arzulayıp da son olmayan yazısında :), en son bahsettiğimiz torbalar konusunu geride bırakıp ilerleyelim.

Giriş/Çıkış (Input/Output) ya da kısaltılmış haliyle G/Ç (I/O), temel Java’nın en korkutucu konularındandır. Ben de bu yüzden G/Ç konusuna, Java SE’nin ilgili yapılarının bulunduğu java.io paketini açıp, oradaki sınıfları, yukarıdan aşağıya, kafiyeli dizeleri olan bir şiir havasında okuyarak başlarım:

BufferedInputStream
BufferedOutputStream
BufferedReader
BufferedWriter
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream
CharArrayReader
CharArrayWriter
…

Biraz şaşkınlık, biraz da tedirginlik… Durumu açıklayan en güzel kelimeler sanırım bunlardır 🙂

Sonra da, korkulacak bir şeyin olmadığını, aslında, uzerine bir byte yazan ve bir byte okuyan iki metoda sahip son derece basit görünümlü bir sınıf ile halledilebilenecek olan G/Ç konusunun, neden böyle tonla ve isimleri birbirine benzeyen sınıfla karma-karışık 🙂 hale getirildiğini açıklarım. Tabiki burada da Java’nın birkaç soyutlaması soz konusudur ve bu soyutlamalar en başta anlatıldığında, G/Ç korkulu olmaktan çıkar. Bu konudaki tasarım şablonlarından (decorator, template-method gibi) bahsettikten sonra, dosyadan ve bellekten farklı okuma ve yazmaları farklı G/Ç akışları ya da stream ve reader/writer’larla gösteririm. Bu sırada ön-bellekli ya da buffered G/Ç’nin faydasını örneklendiririm. Sonrasında nesne serileştirmesi ve geri dönüşümünü (serialization ve de-serialization) ele alırım.

G/Ç konusunda ayrıca, main metoda geçilen parametreler, Properties sınıfı ile hem sistem özelliklerinin hem de kullanıcı tanımlı “.properties” dosyalarındaki özelliklerin yönetimini, java.lang.System sınıfındaki statik olan in, out ve err değişkenleri ve java.util.Scanner sınıfıyla konsol okumasını ve yazmasını ve C’deki gibi formatlı basımı gösteririm.

Görüldüğü gibi G/Ç konusu karmaşık görünmesine karşın düzgün ele alındığında tamamen anlaşılır ve zevkli bir hale gelir.

Sonrasında Java’nin Swing yapısıyla kullanıcı arayüzü programlama yapmak gelir. Açıkçası, ülkemizde eğitimler ezici çoğunlukla acil ve sıkıştırılmış olduğundan, bu konuya cok nadiren girebilirim. Aslında, Swing ile konsol uygulamalarının nadiren yazıldığını ben de çok iyi biliyorum. Bu gerçeğe rağmen Swing’i bir Java eğitiminde öğretmek istememin temelde bir kaç sebebi var: İlki, gözle görülür, estetik olarak anlamlı şeyleri programlama her zaman zevklidir. Bu şekilde, o ana kadar öğrenilen konuları pekiştirmek imkanı bulurum ben. Bu sebep zaten başlı başına önemlidir. Hatta eğer müşterime 3-5 günlük bir workshop çalışmasını da kabul ettirebilmişsem, süper olmuştur çünkü Swing’i bu workshopda da kullanabileceğim demektir. Swing’i ögretmekten kazanılan bir diger güzel şey ise,  kullanıcı arayüzü programlamasının, sistematik bir programlama yaklaşımını vurgulayacak şekilde güzel örneklere izin vermesidir, çünkü görebilmek çok şeyi kolaylaştırır. Neyi nesne değiskeni yaparım neyi yerel değisken olarak tutarımdan, arayüzlerin olay dinleyicileri (event listener) olarak kullanılmasına, iş mantığına geçişe  kadar pek çok noktada en iyi pratiklerden ve MVC gibi tasarım şablonundan bahseder, katılımcıların tartısmalarını sağlarım. Dolayısıyla, hiç kullanılmayacak bile olsa Swing’e zaman ayırabilmek çok faydalıdır.

Sonrasında kanalları (thread) kullanarak, çok kanallı programlama (multi-threaded programming) girerim. Önce işletim sistemlerindeki “işlem” (process) konusundan bahsederim. Bu arada her zaman yaptığım gibi “işlem nedir” diye sorarım ve her zmaanki gibi hiç bir doğru dürüst cevap alamam çünkü yurdumun yazılımcıları, genelde ne İşletim Sistemleri dersine girmişlerdir ne de o dersi veren hocalar zahmet edip dersi zevkli hale getirmeye çalışmışlardır. Bu yüzden geçen senelerin sorularıyla sınıfı geçen anlı-şanlı “Yazılım Mühendis”lerimiz bu soruya malesef cevap veremezler 🙁 Yine açıklamak bana düşer ve hem işlem hem de kanal kavramını kıyaslamalı olarak açıklar, çok işlemli işletim sistemlerinden (multiprocessing operating systems) ve çok işlemcili donanımlardan (multiprocessors) bahsederek, neden ve nasıl aynı anda birden fazla işlem yapmaya çalışırız sorusuna cevap ararım. Konu bu arada süper bilgisayarlara bile gelir ve oradan ilginç örneklerle konu daha da cazip hale getirilir 🙂

Kanal ya da thread oluşturmanın java.lang.Thread sınıfı ve java.lang.Runnable arayüzü ile nasıl yapıldığını, en temel Thread metotlarını, mesela start(), run(), sleep() vb. ve Thread hayat döngüsünü ayrıntılı olarak ele alırım. Thread önceliklendirmesini (prioritization) çok nefis görsel bir örnekle veririm. Bu arada artık makinalar çok çekirdekli olduğu için çok kanallı programlamanın mahiyeti de çoktan değişmiştir; bunlar da bu örnekle birlikte gündeme gelir. Hatta VisualVM gibi bir araç ile açılan kanalları ve CPU davranışını gösteririm. Böylece JVM ile ilgili de bazı şeyleri konuşmuş oluruz.

Sonrasında konu kanal kullanımının negatif taraflarına gelir ve aynı nesnenin durumunu değiştiren kanallardan bahsederim. Örnek oalrak da bir kac tane para yatıran bir kaç tane de para çeken kanala, aynı Account nesnesini geçerim. Normal şartlarda yani tek kanallı ortamda hiç bir problem olmayacakken, birden fazla kanalın bulunduğu ortamda Account nesnesinin sahip olduğu para miktarının negatife düştüğünü gören öğrenciden durumu izah etmesini isterim tabi. Buradan kanalların, nasıl içinde bulunduğu işlemin verilerini ortaklaşa kullanıldıgını ve bu durumun artıları yanında bu örnekteki gibi nasıl problemli noktalarının olduğunu anlatırım. Sonuçta geldiğimiz noktada synchronized anahtar kelimesini, race conditions ve  dead-lock kavramlarını açıklarım.

Kanallar ile ilgili en son ele aldıgım şey, kanal haberleşmesidir. java.lang.Object sınıfı üzerinde olan wait(), notify() ve notifyAll() metotlarını kullanarak iki kanalın, birbirlerinin yaptıkları hakkında haberdar olmalarını güzel bir örnekle anlatırım.

Bu yazıyı da daha fazla uzatmadan burada sonlandıralım. Sanırım bu dizi daha iki yazıya muhtaç. Onları da geciktirmeden yazmaya çalışacağım.

Bol Java’lı günler dilerim 🙂

Toplam görüntülenme sayısı: 4804

Bu serinin 4. yazısında, son yazıda gelinen noktadan, tekrar kullanım bölümü ile devam edebiliriz. Tekrar kullanımdan kasıt, var olan nesnelerden yeni nesneler oluşturmaktır. Bunu yapmanın ise temelde iki yolu vardır: bileşim ve kalıtım ya da miras. Bileşim (composition), var olan sınıfların tipinden nesne değişkenlerine sahip olacak şekilde yeni bir sınıf oluşturmaktır. Bu kullanıma sahip-olma ya da has-a ilişkisi denir. Miras ise bir benzerlik ilişkisidir ve is-a olarak adlandırılır. Bu bölüme, bileşim ile başlar sonra da mirasa geçerim ve detaylıca ele alırım. Tabi ki miras alan sınıfta, ebeveyndeki metodun tekrar tanımlanması yani overriding bu kısımdaki en önemli konulardandır. Sonrasında ise java.lang.Object sınıfıni ve APIsini incelerim ve örneklerle neden toString() ya da hashCode() ve equals() gibi metotların yeniden tanımlanması gerektiğini anlatırım. Doğal olarak başlatma sırası (order of initialization) ve final anahtar kelimesinin ilgili kullanımları da bu konunun alt başlıkları arasındadır.

Sonrasında, miras ve yeniden tanımlama üzerine kurgulanan ve nesne-merkezli dillerin en önemli özelliği olan çok şekillilik yani polymorphism gelir. Cok şekilliliğe önce yukarı atama (upcasting) ile başlarım ve bir referansın, zamanın farklı anlarında, kendi tipi ve alt tiplerinden olan nesneleri gösterebileceğini anlatıp, dinamik metot çağrısına geçerim. Daha sonra ise aşağı atama ya da downcasting gelir ve sonuçta instanceof operatörü ele alınır. Bu sırada, referansın arayüzü ile nesnenin arayüzü arasındaki ayırım hep vurgulanır.

Sonra ise sıra soyut sınıflar (abstract classes) ve arayüzlere (interfaces) gelir. Soyut sınıflar, şu ana kadar sınıflar ile nesne-merkezli programlamada gelinen noktayı bir adım öteye taşır. Söyleki: Java eğitimlerinde bu ana kadar sıklıkla, arayüz-gerçekleştirme ya da interface-implementation ayırımından bahsederim. Nesne-merkezli programlamaya giriş yaptığım bölümden, erişim niteleyicileri ele aladığım kısıma kadar, özellikle de düşük bağımlılıklı (lowly-coupled) ve yüksek iç-bütünlüklü (highly-cohesive) yapılar ve sınıflardan bahsederken, devamlı arayüz ve gerçekleştirme kavramları ile aralarındaki ilişkiyi vurgularım. Bu iki kavram, soyut sınıflar ve arayüzler konularında, çok daha geniş ve pek çok pratik uygulamayla o şekilde ele alınır ki her yönüyle ele alır, güzek örneklerle açıklarım. Bu güzel örnekler arasında decorator ve proxy tasarım desenleri de yer alır.

Soyut sınıflar ve arayüzler ile Java’nın en temel nesne merkezli yapıları ele alınmış olur. Artık sıra bir diğer çekirdek dil yapısı olan sıra dışı durumlara (exceptions) gelmiştir. Sıra dışı durumları ele alırken, sadece try-catch-finally blokları ve throw ve throws anahtar kelimelerini ele almam, neden sıra dışı durumları yönetmeliyiz, hatta ihtiyaç analizi sürecinde sıra dışı durumlar nasıl bulunurdan başlayarak, tasarımda nasıl yer aldıklarından bahsederek, kodlama anına kadar gelirim. Bu kısımda ayrıca assert anahtar kelimesini ve ‘Assertion-driven Desing” (ADD) yaklasımından da bahsederim.

Bir sonraki bölümde torbaları ele alırım. Collection arayüzünden başlayıp, Set ve List arayüzleri ile devam ederim. Sonuçta, HashSet, TreeSet, ArrayList ve LinkedList ile ilgili örnekler verip, ne zaman hangisini kullanmalıyızı ele alırım. Orneğin Set’in, nasıl aynı nesneden iki tane eklenmesine izin vermediğini ya da sona ekleme yapılmayıp başa ve ortalara ekleme yapıldığında neden LinkedList kullanmamız gerektiğini örneklerle gösteririm. Daha sonra Map arayüzüne geçerim ve gerçekleştirmeleri olan HashMap ve TreeMap’i benzer şeklide ele alırım. Sonrasında, java.util paketindeki bu torbaları kullanarak yeni veri yapıları ve torbaları nasıl oluşturabilirizi bir iki örnek ile katılımcılarla tartışırım. Java SE’de var olan torbalar yeterli olmadığında, Apache Commons’in Collection projesinde var olan yapıların imdadımıza nasıl yetiştiğinden bahsseder, oradaki veri yapıları ve torbalardan örnekler veririm. 

Torbalar bölümünün en zevkli tarafı ise bence her zaman şudur: Arayüzlerin kullanımına nefis örnekler sunması ve arayüz-gerçekleştirme ayırımını güzel bir şekilde vurgulanması. Katılımcılara Collection arayüzünden hiç bahsetmeden, “hadi bir torbayı modelleyelim” deyip, Torba isimli bir arayüz oluşturup sonra da mesela “ekle” davranışını gerçekleştirirken, ekleme sırası gözetip gözetmeyeceğimiz ya da sıralama yapıp yapmayacağımız, ya da ne bileyim örneğin, aynı nesneden birden fazla eklemeye izin verip vermeyeceğimiz gibi detayların, nasıl birer gerçekleştirme konusu olduğunu açıklarım. Zaten bu kısımdaki TreeSet ya da TreeMap gibi yapıları kullanırken nesnelerimizin, istediğimiz kriterlere göre sıralanabilmesini sağlamak amacıyla kullandığımız, Comparable ve Comparator arayüzleri, nesnelerimize nasıl farklı yetkinlikler kazandıracağımızın en güzel örneklerindendir.

Torbalar bölümünde ayrıca java.util.Collections sınıfı üzerindeki algoritmalardan da bahsedip, arama, sıralama, kaydırma vb. işlemlerinden örnekler veririm.

Bu bölümün en son konusu ise generics ya da  “bir tipe özel” yapılardır. Generics, iç sınıflar (inner classes) gibi anlaşılması zor ya da zordan öte tecrübe isteyen konulardandır. Dolayısıyla, generic yapıların, öncelikle bir tipe özel torbalar oluşturmak için nasıl kullanılacağından bahsederim. Sonrasında sadece ufuk açmak ya da meraklı zihinlere bir tiyo vermek amacıyla şablon sınıflardan bahsedip, bir kaç örnek veririm. Hatta Java API’sine gidip, örneğin java.util.Collections sınıfının binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) metodunun arayüzünün nasıl anlaşılması gerektiğini anlatırım 🙂

Artık sıra giriş/çıkış (I/O), çok kanallı programlama (multi-threading) ve veri tabanı programlaması (JDBC) gibi konulara gelmiştir. Bunları da bir sonraki yazıda ele alalım.

Bol Java’lı günler dilerim 🙂

Toplam görüntülenme sayısı: 4906

Nesneler, Java’nın en temel yapıları halledilir halledilmez ele alınırlar ve Java’yı çok daha zevkli kılarlar. Ben, Java Dersleri sayfasından da göreceğiniz gibi, Nesne-Merkezli Programlamanın Temelleri isimli 2. bölümde, nesne yapılarına , kavramsal bir giriş yapıyorum. Bu bölümde zihnimizin, soyutlama (abstraction) ve kategorileştirme ya da sınıflandırma gibi temel çalışma prensiplerinden yola çıkarak, gerçekliği, nesneler üzerinden nasıl algıladığımızı ya da daha doğru bir ifade ile kurguladığımızı ele alıyorum. Sınıf eğitiminde, sınıftaki katılımcıların felsefi düşünme yetenekleri ve zevkleri ile bu kısım enfes hale gelebiliyor. Çoğu zaman katılımcılar, nesne-merkezli programlamaya böyle bir girişi garip karşılıyorlar ama o gün içinde felsefi temalı esprilerin gırla gidiyor olması, meramımın anlaşıldığı izlenimini uyandırıyor bende 🙂

Bu bölümde, felsefi temellerden yola çıkıp, nesne-merkezli programlamaya doğru ilerleyip, bir araba soyutlamasını nasıl yaptığımızı ve Java’da nesne-merkezli olarak bu soyutlamayı nasıl gerçekleştirdiğimizi ele alıyorum. Aslında problem şu: Bir sınıf oluşturup, üzerine üç beş tane private nesne değişkeni koyup sonra da bunların set/get metotlarını yazmanın, nesne-merkezli programlama olmadığını, bu bölümden itibaren vurguluyorum ben. Bu konuda tecrübeli olanlar, ne dediğimi daha iyi anlayacaklardır ki nesne oluşturmak aslında bir soyutlama yapmaktır. Yani önemli olan, soyutlamanın nasıl yapılacağıdır, bunu Java ile hayata geçirmek ise çok teknik bir detaydır. Bu detay önemlidir çünkü çalışan şey o detaydır. Ama o detayın doğru olup olmadığı, soyutlamanın doğru olup olmadığına ya da başka bir değişle, var olan duruma ne kadar uygun olduğuna doğrudan bağlıdır.

İlerleyen bölümlerde nesne yapılarına daldıkça, bu bölümde giriş yaptığım soyutlama kavramına daima referans veriyorum. İlerleyen bölümlerden kasıt da önce, Java Nesneleri: Temeller, sonra da Java Nesneleri: Organizasyon isimli iki bölüm. Sonrasında Tekrar Kullanım ve Kalıtım, Çok Şekillilik ve Arayüzler isimli üç bölüm geliyor ve nesne-merkezli programlamanın temelleri hallediliyor.

Java Nesneleri: Temeller bölümünde, en temel sınıf yapıları ele alınır: Sınıf tanımı, nesne değişkenleri ve metotları. Nesne yaratmak ve bir referansa atamak ile nesne ve referans ayrımı, en başta ele alınır. Sonrasında bileşik nesneler (composite objects) üzerinden, nesne-merkezli bir yazılımın, nasıl bir nesne ağı (web of objects) olduğunu vurgularım. Metotlardan bahsederken, tabi olarak, parametrelerden, parametre geçmekten, overloading ya da Türkçesiyle, çok kullanım, metotların imzaları ve arayüzleri, yani interfaceleri ve belki de en önemlisi de metotların ne için oldukları, bu kısımda ele alınanlar arasındadır. Sonrasında, kurucu metotlar yani constructorlar, this anahtar kelimesi, final anahtar kelimesinin nesnelerin referansları ve parametreler ile kullanımı ve static anahtar kelimesi ele alınır. static anahtar kelimesi bağlamında nesne-merkezli programlamanın en güzel taraflarını tartışırım. “Ne zaman static?” sorusu nefistir ve nesneleri anlamak için sorulması gereken en kritik sorulardandır. Danışmanlıklarım sırasında, “Hocam, daha kolay olsun diye tüm metotları static yaptık” şeklindeki açıklamalara sıkça muhatap alup, bol “la havle” çekmiş birisi olarak bu kısıma çok önem verir, tüm detayıyla anlaşılmasını sağlarım.

static kullanımını anlatırken, Cem Yilmaz’lığımın en nadide örneklerinden olan, “Yeni Java’cının Sefaleti” (Poverty of Newbie Java Programmer) isimli skeçimi de oynarım 🙂  Skeç, Java’ya (başka herhangi bir nesne-merkezli dil de olabilir) yeni başlamış bir programcının, kendi makinası başında oturur durumuyla başlar. Yeni Javacımız, editöründe heyecanla yeni bir sınıf oluşturup, içine bir nesne değişkeni ile bir main metot yazar. Sonra da main metot icinde bir satırlık System.out.println() ile bu değişkeni basmak ister. Gelin görün ki, bu kod derlenmez bile. Aklına gelen bilimum Java anahtar kelimelerini ve atraksiyonunu kullanan yeni Javacımız, sonunda tesadüf eseri, nesne değiskeni tanımladığı satırın başına “static” yazdığında, programın derlendiğine ve problemsiz çalıştığına şahit olur ve tabi ki havalara zıplar 🙂 Sonra programcımız, main metotun altına bir başka metot ekler ve onu da main metot içerisinden çağırmaya çalışır. Yine derleme problemiyle karşılaştığında, sihirli kelime olan “static”in sorununu çözdüğünü hayranlıkla görür. Veee, tabi ki kararını verir: static geldi zulüm bitti 🙂 Böylece artık yeni Javacımız, her değişken ve metotu static yaparak, müthiş bir nesne-merkezli programlama gurusu olmaya başladığını hisseder. Bu durum, “şu okullar da olmasa ne güzel yönetirdim ben Milli Eğitim Bakanlığı’nı” diyen devletlümüzün durumuna çok benzer: Hiç nesne yaratmazsanız, “nesne-merkezli programlama” birden çok kolay hale gelir 🙂 Cok komik değil mi? Nesnesiz, nesne-merkezli programlama 🙂 Bu skeç, aynı zamanda “static”in ne kadar bulaşıcı 🙂 olduğunu göstermesi açısından da mükkemmeldir.

Bu bölümde daha sonra, başlatma blokları (initilization blocks) ile başlatma sırası  (initilization order) ele alınır ki özellikle ikinci konu, Java’nın ve nesne yapılarının çalışmasını anlamak açışından çok faydalı ve bir o kadar da zevklidir. Sonrasında, temel Java eğitimlerinde hep eksik kaldığını düşündüğüm bellek yönetimini (memory management) ele alır, yığın (stack) ve dinamik bellek (heap) alanlarını, ne işe yaradıklarını, Java’da nasıl ilgili hataların alınabileceğini ve JVM parametreleriyle nasıl ayarlanabileceğini gösteririm. Unutmayalım ki, kurumsal Java yazılımlarında en temel problemler, bellek ile ilgilidir.

Java Nesneleri: Organizasyon bölümü ise daha kısadır ve bir önceki kısmın aksine, sınıfın, etrafındaki diğer sınıflarla ilişkisini düzenler. Bu yüzden bu bölümde, package ve import anahtar kelimeleri ile ünlü classpath kavramı ve ayarı ele alınır. Sonrasında, sarmalama (encapsulation) ve kız kardeşi olan bilgi saklama (information hiding) prensipleri, iç tutarlılık (cohesion) ve bağımlılık (coupling) üzerinden ele alınır. Bu şekilde, sağlıklı ya da kaliteli bir nesne-merkezli programlamanın, sarmalama ile bilgi saklama prensiplerin üzerine nasıl bina edildiği ve bunun da Java’da erişim niteleyiciler (access modifiers) ile nasıl gerçekleştirildiği öğrenilir. Tam bu noktada, arayüz kavramı tekrar ele alınır ve yüksek iç tutarlıklı (highly cohesive) ve az bağımlı (lowly coupled) nesneleri yaratmak için nelere dikkat etmek gerektiği tartışılır. “Program to an interface, not an implementation” yani “arayüze programlama yapın, gerekleştirmeye değil” prensibi de bu tartışma sırasında ele alınır.

Bu bölümde ayrıca, erişim niteliyicilerin enfes bir uygulaması olarak singleton yani tek nesne tasarım desenini de bir problem olarak sınıfa sunar, cevabın bulunmasına yardımcı olurum. Böylece hem karmaşık gibi görünen bu konu ve static kullanımı pişirilir hem de programlama keyfi doruğa çıkar 🙂

Bu bolümün sonunda, arayüzden bahsetmişken, API yani Application Programming Interface kavramı, Java API’si ve nasıl kullanılacağı ve javadoc ile nasıl oluşturulduğu ve bizim de kendi kodumuzun API’sini nasıl oluşturacağımız işlenir.

Bu iki konuyu takiben, nesne-merkezli programlamanın diğer yapıları ele alınır ki onların detayına da bir sonraki yazıda girelim.

Bol Java’lı günleeerrr 🙂

Toplam görüntülenme sayısı: 6487