4.6 Pakkaus

• Käännösyksikkö
• Package-määrittely
• Import-määrittely ja pakkauksen käyttö
• Pakkausten nimet
• Pakkaukset, hakemistot ja tiedostot
• Pakkaukset Unixissa/Linuxissa (bash-shell)

Ohjelmiston tuotannossa yksi keskeinen ongelma on ohjelman osien, erilaisten ohjelmatiedostojen hallinta: missä mikin osa sijaitsee, miten osat löydetään.

Javassa ohjelmatiedostot eli class-tiedostot kerätään ns. pakkauksiin (package). Itse pakkaukset voidaan järjestää puumaiseen tiedostorakenteeseen. Pakkaus ei sinänsä liity olio-ohjelmointiin. Se on käytännön ohjelmistotuotannon väline!

Yhteen pakkaukseen on tapana kerätä luokkia (ja rajapintaluokkia), jotka tavalla tai toisella liittyvät toisiinsa. Jos luokkia on paljon, pakkaukset voidaan jäsennellä alipakkauksiksi, jne.

Myös Java-kielen valmiit välineet on toteutettu pakkauksina: Esimerkiksi pakkaus java muodostuu alipakkauksista java.lang, java.util, java.io, ...

Pakkaus muodostaa "nimiavaruuden", jonka nimien näkyvyys pakkauksen ulkopuolelle voidaan sallia tai kieltää. (Myös pakkauksen sisällä nimien näkyvyys luokkien välillä on säädeltävissä, kts. 4.6)

Käännösyksikkö

Käännösyksikkö (compilation unit) on tiedosto, joka voi sisältää (tässä järjestyksessä!):

• package-määreen, joka ilmoittaa mihin pakkaukseen tiedostossa olevat luokat (ja rajapintaluokat) on tarkoitus sijoittaa
• import-määreitä, jotka ilmoittavat pakkaukset, jotka annetaan käännösyksikön luokkien (ja rajapintaluokkien) käyttöön.
• luokkien (ja rajapintaluokkien) määrittelyitä

Huom: Käännösyksikössä voi olla vain yksi luokka, jolle on määritelty näkyvyydeksi public!

Kääntäjä tuottaa jokaisesta käännösyksikön sisältämästä Java-kielisestä luokkamäärittelystä erillisen Bytecode-kielisen class-tiedoston. Ja pakkauksiin siis kerätään nimenomaan näitä class-tiedostoja.

Package-määrittely

  package paketti;

Huom: package-ilmaus ei automaattisesti vie syntyviä class-tiedostoja pakkausta vastaavaan hakemistoon!

Käännösyksikön kuuluminen alipakkaukseen ilmaistaan:

   package paketti.alipaketti;

  package pak;
  public class Aapeli {
    ...
  }

  package pak; 
  public class Beepeli {
    ...
  }

Import-määrittely ja pakkauksen käyttö

  class sovellutututus {
    ...
    pak.Aapeli x = new pak.Aapeli();
    ...
  }

Käytännössä on järkevää käyttää aina import-ilmauksia. Ne kirjoitetaan käännösyksikön alkuun mahdollisen package-ilmauksen jälkeen. Näin heti käännösyksikön alusta näkee, mitä pakkauksia luokissa käytetään.

Esimerkki: Käännösyksikkö olkoon seuraavanlainen:

  package omapaketti;

  import pak1.Luo1;
  import pak2.*;
  import pak3.pak4.*;

  class Oma1 { ... }
  class Oma2 { 
    ... 
    pak5.Kissa a = new pak5.Kissa();
    ...
  }

• Luokat Oma1 ja Oma2 on määrä laittaa pakkaukseen omapaketti.
• Luokkien Oma1 ja Oma2 ohjelmoinnissa voi käyttää pakkauksen pak1 julkista luokkaa Luo1 suoraan nimellä Luo1.
• Luokkien Oma1 ja Oma2 ohjelmoinnissa voi käyttää pakkauksen pak2 kaikkia julkisia luokkia suoraan näiden luokkien nimillä.
  Huom: Merkki '*' antaa kääntäjälle luvan löytää pakkauksen pak2 kaikki julkiset luokat tarvittaessa ("on demand")!
• Luokkien Oma1 ja Oma2 ohjelmoinnissa voi käyttää pakkauksen pak3 alipakkauksen pak4 kaikkia julkisia luokkia suoraan näiden luokkien nimillä.
• Luokka Oma2 käyttää pak5-pakkauksen luokkaa Kissa vaikka pakkaus ei ollut import-ilmauksissa. Siksi Kissan nimi on kirjoitettu täydellisenä.

• import-ilmauksella on siis täsmälleen kaksi sallittua muotoa: yksittäisen luokan tuonti ja lupa tuoda mikä tahansa pakkauksen luokka. Erityisesti:
  • import pak2.* ei tuo pakkauksen pak2 mahdollisia alipakkauksia!
  • import pak3.pak4; on virheellinen!

• Tuotujen nimettyjen luokkien ja käännösyksikössä määriteltyjen luokkien nimien on oltava yksikäsitteisiä.

• Tuotavissa olevien ("on demand" (*)) luokkien nimen peittäminen käännösyksikössä on luvallista.

• Nimien täydellistä muotoa ja lyhyttä muotoa voi molempia käyttää, jos lyhyt muoto on käytettävissä. Ylläolevassa esimerkissä siis pak1.Luo1 ja Luo1 ovat molemmat luvallisia viittauksia pakkauksen pak1 luokkaan Luo1. Ohjelmatekstin selkeyden takia voi olla perusteltua sekä tuoda pakkaus import-määreellä, että viitata tuotuihin luokkiin täydellisellä nimellä!

• Kaikkiin käännösyksiköihin tuodaan automaattisesti Javan peruskalusto, pakkaus java.lang. Sen tuomisen saa halutessaan myös ilmaista (saman pakkauksen toistuva tuominen ei muutenkaan ole virhe):

       import java.lang.*;
  
  
      

Pakkausten nimet

Tulevaisuuden visioissa Java-pakkaukset on haluttu nähdä koko Internetin nimiavaruudessa. Tähän tarkoitukseen on suositeltu ns. domain-nimestä johdettujen nimien käyttöä pakkauksen nimen alkuosana.

Esimerkiksi kun jokin itse tehty luokka - vaikkapa MinunIkiomaLuokkani - annettaisiin maailmanlaajuiseen käyttöön, siihen voitaisiin viitata vaikkapa nimellä:

  fi.helsinki.cs.wikla.MinunIkiomaLuokkani

Pakkaukset, hakemistot ja tiedostot

Pakkaukset voitaisiin sijoittaa myös tietokantaan tai vaikkapa ripotella "ympäri internettiä" kunhan vain käytettävä Java-toteutus tietää, mistä etsiä!

Pakkaukset Unixissa/Linuxissa (bash-shell)

Jos pakkaukset on tarkoitettu pysyvään käyttöön, CLASSPATH-muuttujaa voi täydentää pysyvästi.

Esimerkki:

• Tehdään omaan kotihakemistoon vaikkapa alihakemisto classes, jonne pakkaukset kerätään. Hakemisto classes ei itse ole pakkaus, se on hakemisto, josta pakkauksia voi löytyä!

• Täydennetään CLASSPATH-muuttujan oletussisältöä (istunnon ajaksi!) komennolla:

  export CLASSPATH="$CLASSPATH:$HOME/classes"
  

  Nyt Java-toteutus osaa etsiä pakkauksia myös kotihakemiston alihakemistosta classes.

• Tehdään pakkaus kalut hakemiston classes alihakemistoksi.

• Ohjelmoidaan pakkaukseen asetettava luokka:

      package kalut;
  
      public class Koe {
        public int x, y;
      }
  

  Käännetään luokka ja sijoitetaan käänöksen tulos Koe.class hakemistoon classes/kalut.

• Laaditaan sovellus, joka käyttää pakkausta (sovellusta voi kehitellä haluamassaan hakemistossa):

      import kalut.*;
  
      class Sov {
         public static void main(String[] args) {
           Koe a = new Koe();
           a.x = 5; a.y = 6;
           System.out.println(a.x+" "+a.y);
         }
      }
  

  Tässä annetaan lupa hakea mikä tahansa julkinen luokka pakkauksesta kalut. (Myös pelkkä import kalut.Koe; riittäisi tässä tapauksessa.)

• Kun sovellus käännetään, kääntäjä löytää luokan Koe pakkauksesta kalut. Kun sovellus suoritetaan, tulkki löytää luokan Koe samasta paikasta.

Takaisin luvun 4 sisällysluetteloon.