第 3 章 Java プログラミング環境

Solaris JVM では、任意のテキストエディタと make(1S)、さらに次の構成要素を使用して、Java プログラミングを行うことができます。

make(1S) については、『プログラミングユーティリティ』の「make ユーティリティ」の章を参照してください。

一般的な Java 環境変数は次のとおりです。

JVM ツールは /usr/java/bin に格納され、各実行ファイルへのシンボリックリンクは /usr/bin に格納されます。このため、新たにインストールした JVM パッケージを使用するために、ユーザーの PATH 変数にパスを追加する必要はありません。また、すべての Solaris JVM 実行ファイルは、標準の Java クラスライブラリを検索するデフォルトのパスを、/usr/java/lib/classes.zip とみなします。

基本 Java プログラミング環境には、デバッガはありません。Java プログラム用のデバッガは、Solaris には同梱されていない Java WorkShop^TM に含まれています。

Java プログラム

Java プログラムは、アプリケーションとアプレットの 2 つの形態に分類されます。

Java アプリケーションは、コマンド行から Java インタプリタを起動し、コンパイル済みのアプリケーションを含むファイルを指定することによって実行されます。

Java アプレットは、ブラウザから実行されます。ブラウザが解釈する HTML コードには、コンパイル済みのアプレットを含むファイル名を指定します。ブラウザはそのアプレットを読み込み実行するために、Java インタプリタを呼び出します。

アプリケーション

例 3-1 は、stdout に「Hello World」と表示するアプリケーションのソースです。メソッドは、呼び出し時に引数を受け取りますが、引数に対して処理は行いません。

例 3-1 Java アプリケーション

//
// HelloWorld アプリケーション
//
class HelloWorldApp{
    public static void main (String args[]) {
        System.out.println ("Hello World");
    }
}

C と同様に、Java では最初に呼び出すメソッドまたは関数が main と認識されることに注意してください。キーワード public は、そのメソッドが誰でも実行できるようにします。static は、main が HelloWorldApp クラスを参照するようにします。つまり、static はこのクラスのインスタンスに 1 つだけ存在します。void は、main が何も返さないことを示します。args[] は、String 型の配列を宣言しています。

このアプリケーションをコンパイルするには、次のようにコマンドを実行します。

$ javac HelloWorldApp.java

アプリケーション実行するには、次のようにコマンドを実行します。

$ java HelloWorldApp arg1 arg2 ...

アプレット

例 3-2 は、例 3-1 のアプリケーションと同じように動作するアプレットのソース例です。

例 3-2 Java アプレット

//
// HelloWorld アプレット
//
import java.awt.Graphics;
import java.applet.Applet;
 
public class HelloWorld extends Applet {
    public void paint (Graphics g) {
        g.drawString ("Hello World", 25, 25);
    }
}

アプレットでは、参照先クラスを必ず明示的にインポートする必要があります。キーワード public と void は、アプリケーションの場合とそれぞれ同じ意味を持ちます。extends は、HelloWorld クラスが Applet クラスからの継承であることを示します。

このアプレットをコンパイルするには、次のようにコマンドを実行します。

$ javac HelloWorld.java

アプレットは、HTML コードを使用してブラウザ中に呼び出されます。アプレットを実行するのに最小限必要な HTML ページの構成は次のとおりです。

<title>Test</title>
<hr>
<applet code="HelloWorld.class" width=100 height=50>
</applet>
<hr>
 

javald と再配置可能なアプリケーション

多くの場合、Java アプリケーションが正しく実行されるかどうかは、JAVA_HOME、CLASSPATH、LD_LIBRARY_PATH 環境変数の設定に影響されます。これらの環境変数は、ユーザーが任意のパスを設定できるため、適切でないディレクトリがパス中に設定されている可能性もあります。一般的に、アプリケーションは CLASSPATH 変数に固有の値を必要とします。

javald(1) は、Java アプリケーションのラッパーを生成するコマンドです。ラッパーは、JAVA_HOME、CLASSPATH、LD_LIBRARY_PATH 環境変数のいずれかあるいはすべてに、正しいパスを設定できます。ただし、この設定がこれらの環境変数のユーザー設定値に影響することはありません。Java アプリケーションの実行中は、ラッパーによる設定が、ユーザーの設定よりも優先されます。ラッパーは、Java アプリケーションが実際に実行されるまで指定されたパスを割り当てないので、アプリケーションを再配置しやすくなります。

演算を並列的に処理する Java アプリケーションの作成

通常は、ネイティブメソッドを使用して、thr_setconcurrency(3T) などの Solaris 固有の機能にアクセスしないようにしてください。アプリケーションが Solaris 用のみに限定され、100% Pure Java に準拠しなくなってしまうためです。

Java アプリケーションで thr_setconcurrency (3T)が必要になる場合はほとんどありません。必要になる場合としては、たとえば、ダミースレッドを使用して実行を繰り返すデモアプリケーション、あるいは行列の乗算や並列化されたグラフィックス計算などの演算アプリケーションなどが考えられます。

thr_setconcurrency(3T) の使用例

並列化された行列の乗算などの演算アプリケーションでは、ネイティブメソッドを使用して、thr_setconcurrency(3T) を呼び出す必要があります。これは、Java アプリケーションから同時に使用可能な資源を十分に使用して、複数のプロセッサを活用できるようにするためです。この方法は、大部分の Java アプリケーションやアプレットには必要ありません。次に、ネイティブメソッドを使用して thr_setconcurrency(3T) を呼び出す例を示します。

1 つ目の要素は、MPtest_NativeTSetconc() を使用する Java アプリケーション、MPtest.java です。このアプリケーションは、1 行ずつ識別情報を表示し、10,000,000 回ループして演算処理をシミュレートするスレッドを 10 個作成します。

例 3-3 MPtest.java

import java.applet.*;
import java.io.PrintStream;
import java.io.*;
import java.net.*;
 
class MPtest {
   static native void NativeTSetconc();
   static public int THREAD_COUNT = 10;
   public static void main (String args[]) {
      int i;
 
// sysconf (_SC_NPROCESSORS_ONLN) に
// Solaris での並列処理を設定
      NativeTSetconc();
// スレッドを開始
      client_thread clients[] = new client_thread[ THREAD_COUNT ];
      for ( i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i ){
         clients[i] = new client_thread(i, System.out);
         clients[i].start();
      }  
   }
 
   static { System.loadLibrary("NativeThreads"); 
}
class client_thread extends Thread {
   PrintStream out;
   public int LOOP_COUNT = 10000000;
   client_thread(int num, PrintStream out){
      super( "Client Thread" + Integer.toString( num ) );
      this.out = out;
      out.println("Thread " + num);
   }
   public void run () {
      for( int i = 0; i < this.LOOP_COUNT  ; ++i ) {;
				}
		}
}

2 つ目の要素は、javah(1) ユーティリティを使用して、MPtest.java から作成した C スタブファイルの MPtest.c です。このファイルを作成するには、次のようにコマンドを実行します。

% javac MPtest.java
% javah -stubs MPtest

3 つ目の要素は、同じく javah(1) ユーティリティを使用して、MPtest.java から作成した C ヘッダーファイルの MPtest.h です。

% javah MPtest

4 つ目の要素は、C ライブラリインタフェースへの呼び出しを行う C 関数の NativeThreads.c です。

#include <thread.h>
#include <unistd.h>
#include <jni.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_MPtest_NativeTSetconc(JNIEnv *env, jclass obj) {
    thr_setconcurrency(sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN));
}

次のようなメークファイルを使用すると、4 つのファイルから、MPtest.class という Java アプリケーションを簡単に作成することができます。

例 3-4 MPtest.class を生成する makefile

# make は次の処理を行います。
# 1. make MPtest を 実行
# 2. thr_setconcurrency(_SC_NPROCESSORS_ONLN) へのネイティブ呼び出しを
#    取り込むために NativeThreads.c を作成
# 3. make lib を実行
#
# これで、LD_LIBRARY_PATH および CLASSPATH を . に設定して
#、java MPtest を実行できるようになる
 
JAVA_HOME=/usr/java
JH_INC1=${JAVA_HOME}/include
JH_INC2=${JAVA_HOME}/include/solaris
 
MPtest:
		${JAVA_HOME}/bin/javac MPtest.java 
		(CLASSPATH=. ; export CLASSPATH ; ${JAVA_HOME}/bin/javah -stubs MPtest)
		(CLASSPATH=. ; export CLASSPATH ; ${JAVA_HOME}/bin/javah -jni MPtest)
 
lib:
		cc -G -I${JH_INC1} -I${JH_INC2} NativeThreads.c -lthread ¥
		-o libNativeThreads.so
 
clean:
		rm -rf *.class libNativeThreads.so *.h MPtest.c
 

API の対応関係

表 3-3 は、Java スレッド API と Solaris および POSIX スレッド API をできるかぎり対応づけたものです。Java スレッド API と Solaris スレッド API および POSIX スレッド API との完全な対応を示すものではありません。また、この表を参考にすれば、Solaris または POSIX スレッドプログラムを簡単に Java スレッドプログラムに、あるいは Java スレッドプログラムを Solaris スレッドプログラムまたは POSIX スレッドプログラムに簡単に変換できるというわけでもありません。表 3-3 は、単に API 間のおおよその対応を示すだけです。3 つの API のうちのいずれかに関する知識があり、各 API 間の対応を確認するときのガイドラインとして利用してください。C の手続き型および階層プログラミングで Solaris API を使用することと、Java のオブジェクト指向のプログラミング手法で Solaris API を使用することの間には、概念上の違いがあります。

次に、Java スレッド API と Solaris スレッド API とは完全には対応していない理由を示す例を紹介します。

• 表 3-3 では、Java スレッドの破壊スレッド (destroy()) は、POSIX の pthread_cancel() に対応しています。ただし、POSIX の pthread_cancel() は、取り消し点の概念が存在し、かつ pthread_cleanup_push() と pthread_cleaup_pop() を使用して、取り消し点のあたりでクリーンアップハンドラを作成することによって初めて完全になります。Java スレッド API には、スレッドの破壊について同様の概念はありません。この意味で、これら 2 つの破壊手法はまったく異なります。

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  注 -

  JDK 1.1 では、destroy() メソッドは推奨されていません。

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• 表 3-3 では、Java スレッドの interrupt() メソッドは POSIX の phthread_kill() に対応していますが、両者はまったく異なります。Java には安全な割り込み点の概念がありますが (たとえば wait())、POSIX にはそのような概念はありません。

Java には、Solaris の読み取り/書き込みロックインタフェースや POSIX の属性に相当するインタフェースはありません。

スレッドグループメソッド

次に示すメソッドは、スレッドグループに作用します。Java には、スレッドグループ機能がありますが、Solaris や POSIX にはありません。

• activeCount()
• activeGroupCount()
• allowThreadSuspension()
• checkAccess()
• getMaxPriority()
• getParent()
• getName()
• isDaemon()
• list()
• parentOf()
• resume()
• setDaemon()
• stop()
• suspend()
• toString()
• uncaughtException()

Java 開発ツール

Java WorkShop (JWS)

Java WorkShop (JWS) は、Java 開発者向けの強力なビジュアル開発ツールです。Java アプレットやアプリケーションを短時間に簡単に作成するための使いやすいツール群で構成されています。

JWS では専用の Java インタプリタが使用されます。JWS は、表 3-4 に示すアプリケーションで構成されています。

JWS についての詳細は、http://www.sun.com/workshop/java/ または http://www.sun.co.jp/workshop/jws/ を参照してください。