Java核心技术(卷Ⅱ高级特性原书第11版)/Java核心技术系列

致读者
本书是按照Java SE 11进行更新的。卷Ⅰ主要介绍了Java语言的一些关键特性，而本卷主要介绍编程人员进行专业软件开发时需要了解的高级主题。因此，与卷Ⅰ和之前的版本一样，我们仍将本书定位于用Java技术进行实际项目开发的编程人员。
编写任何一本书籍都难免会有一些错误或不准确的地方。我们非常乐意听到读者的意见。当然，我们更希望对相同问题的报告只出现一次。为此，我们创建了一个FAQ、bug修正以及应急方案的网站http:// horstmann.com/corejava。你可以在bug报告网页的末尾处（鼓励读者阅读以前的报告）添加bug报告，以此来发布bug和问题并给出建议，以便我们提高本书将来版本的质量。
内容提要
本书中的章节大部分是相互独立的。你可以研究自己感兴趣的主题，并可以按照任意顺序阅读这些章节。
在第1章中，你将学习Java的流库，它带来了现代风格的数据处理机制，即只需指定想要的结果，而无须详细描述应该如何获得该结果。这使得流库可以专注于优化的计算策略，对于优化并发计算来说，这显得特别有利。
第2章的主题是输入/输出处理。在Java中，所有I/O都是通过输入/输出流来处理的。这些流（不要与第1章的那些流混淆了）使你可以按照统一的方式来处理与各种数据源之间的通信，例如文件、网络连接或内存块。我们对各种读入器和写出器类进行了详细的讨论，它们使得对Unicode的处理变得很容易。我们还展示了如何使用对象序列化机制使保存和加载对象变得容易而方便，以及对象序列化机制背后的原理。然后，我们讨论了正则表达式以及如何操作文件与路径。该章通篇都包含了的Java版本中引入的广受欢迎的改进和优化。
第3章介绍XML，展示怎样解析XML文件、怎样生成XML以及怎样使用XSL转换。在一个实用示例中，我们将展示怎样在XML中指定Swing窗体的布局。我们还讨论了XPath API，它使得“在XML的干草堆中寻找绣花针”变得更加容易。
第4章介绍网络API。Java使复杂的网络编程工作变得很容易实现。我们将介绍怎样连接到服务器，怎样实现你自己的服务器，以及怎样创建HTTP连接。该章还讨论了新的HTTP客户端。
第5章介绍数据库编程，重点讲解JDBC，即Java数据库连接API，这是用于将Java程序与关系数据库进行连接的API。我们将介绍怎样通过使用JDBC API的核心子集，编写能够处理实际的数据库日常操作事务的实用程序。（如果要完整介绍JDBC API的功能，可能需要编写一本像本书一样厚的书才行。）后我们简要介绍了层次数据库，探讨了JNDI（Java命名及目录接口）以及LDAP（轻量级目录访问协议）。
Java对于处理日期和时间的类库做出过两次设计，而在Java 8中做出的第三次设计则极富魅力。在第6章，你将学习如何使用新的日期和时间库来处理日历和时区的复杂性。
第7章讨论一个我们认为其重要性将会不断提升的特性—国际化。Java编程语言是少数几种一开始就被设计为可以处理Unicode的语言之一，不过Java平台的国际化支持则走得更远。因此，你可以对Java应用程序进行国际化，使其不仅可以跨平台，而且还可以跨国界。例如，我们会展示怎样编写一个使用英语、德语和汉语的退休金计算器。
第8章讨论三种处理代码的技术。脚本机制和编译器API允许程序去调用使用诸如JavaScript或Groovy之类的脚本语言编写的代码，并且允许程序去编译Java代码。可以使用注解向Java程序中添加任意信息（有时称为元数据）。我们将展示注解处理器怎样在源码级别或者在类文件级别上收集注解，以及怎样运用注解来影响运行时的类行为。注解只有在工具的支持下才有用，因此，我们希望这些讨论能够帮助你根据需要选择有用的注解处理工具。
第9章讲解从Java 9开始引入的Java平台模块系统，以促进Java平台和核心类库的有序演化。这个模块系统提供了对包的封装和用于描述模块需求的机制。你将学习模块的属性，以便决定是否要在自己的应用程序中使用它们。即使你决定不使用，也需要了解这些新规则，这样你才能和Java平台以及其他模块化的类库交互。
第10章继续介绍Java安全模型。Java平台一开始就是基于安全而设计的，该章会带你深入内部，查看这种设计是怎样实现的。我们将展示怎样编写用于特殊应用的类加载器和安全管理器。然后介绍允许使用消息、代码签名、授权和认证以及加密等重要特性的安全API。后，我们用一个使用AES和RSA加密算法的示例进行总结。
第11章讨论没有纳入卷Ⅰ的所有Swing知识，尤其是重要但很复杂的树形构件和表格构件。我们还会介绍Java 2D API，你可以用它来创建实际的图形和特殊的效果。当然，如今已经没有多少程序员需要编写Swing用户界面了，因此我们会将注意力放到在服务器端生成图像的实用特性上。
第12章介绍本地方法，这个功能支持你调用为微软Windows API这样的特殊机制而编写的各种方法。很显然，这种特性具有争议：使用本地方法，那么Java平台的跨平台特性将会随之消失。毫无疑问，每个为特定平台编写Java应用程序的专业开发人员都需要了解这些技术。有时，当你与不支持Java平台的设备或服务进行交互时，为了你的目标平台，你可能需要求助于操作系统API。我们将通过展示如何从某个Java程序访问Windows注册表API来阐明这一点。
所有章节都按照版本的Java进行了修订，过时的材料都删除了，Java 9、10和11的新API都详细地进行了讨论。
约定
我们使用等宽字体表示计算机代码，这种格式在众多的计算机书籍中极为常见。各种图标的含义如下：
 注释：需要引起注意的地方。
 提示：有用的提示。
 警告：关于缺陷或危险情况的警告信息。
 C 注释：本书中有许多这类提示，用于解释Java程序设计语言和C 语言之间的不同。如果你对这部分不感兴趣，可以跳过。
Java平台配备有大量的编程类库或者应用程序编程接口（API）。当次使用某个API时，我们在每一节的末尾都添加了简短的描述。这些描述可能有点不太规范，但是比官方在线API文档更具指导性。接口的名字以斜体显示，就像许多官方文档一样。类、接口或方法名后面的数字是JDK的版本，表示在该版本中才引入了相应的特性。
?应用程序编程接口
本书示例代码以程序清单的形式列举出来，例如：
程序清单1-1　ScriptTest.java
可以从网站http://horstmann.com/corejava下载示例代码。

致　　谢
写一本书需要投入大量的精力，升级一本书也并不像想象的那样轻松，尤其是Java技术一直在持续不断地更新。出版一本书会让很多人耗费很多心血，在此衷心地感谢《Java核心技术》小组的每一位成员。
Pearson公司的许多人提供了非常有价值的帮助，却甘愿做幕后英雄。在此，我希望大家都能够知道我对他们努力的感恩。与以往一样，我要真诚地感谢我的编辑Greg Doench，从本书的写作到出版他一直在给予我们指导，同时感谢那些不知其姓名的为本书做出贡献的幕后人士。非常感谢Julie Nahil在图书制作方面给予的支持，感谢Dmitry Kirsanov和Alina Kirsanova完成手稿的编辑与排版工作。我还要感谢早期版本中我的合作者Gary Cornell，他已经转向了其他行业。
感谢早期版本的许多读者，他们指出了许多令人尴尬的错误并给出了许多具有建设性的修改意见。我还要特别感谢本书优秀的审校小组，他们仔细地审阅我的手稿，使本书减少了许多错误。
这一版及以前版本是由以下人员评审的：Chuck Allison（特约编辑，C/C Users Journal）、
Lance Anderson（Oracle）、Alec Beaton（PointBase, Inc.）、Cliff Berg（iSavvix Corporation）、 Bloch、David Brown、Corky Cartwright、Frank Cohen（PushToTest）、Chris Crane（devXsolution）、
Nicholas J. De Lillo博士（曼哈顿学院）、Rakesh Dhoopar（Oracle）、Robert Evans（资深教师，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室）、David Geary（Sabreware）、Jim Gish（Oracle）、Brian 
Goetz（Oracle）、Angela Gordon、Dan Gordon、Rob Gordon、John Gray（Hartford大学）、Cameron Gregory（olabs.com）、Steve Haines、Marty Hall（约翰·霍普金斯大学应用物理实验室）、Vincent Hardy、Dan Harkey（圣何塞州立大学）、William Higgins（IBM）、Vladimir Ivanovic（PointBase）、
Jerry Jackson（ChannelPoint Software）、Tim Kimmet（Preview Systems）、Chris Laffra、Charlie Lai、Angelika Langer、Doug Langston、Hang Lau（McGill 大学）、Mark Lawrence、Doug Lea（SUNY Oswego）、Gregory Longshore、Bob Lynch（Lynch Associates）、Philip Milne（顾问）、Mark Morrissey
（俄勒冈研究生院）、Mahesh Neelakanta（佛罗里达大西洋大学）、Hao Pham、Paul Philion、Blake Ragsdell、Ylber Ramadani（Ryerson 大学）、Stuart Reges（亚利桑那大学）、Simon Ritter、Rich Rosen（Interactive Data Corporation）、Peter Sanders（法国尼斯ESSI 大学）、Paul Sanghera博士
（圣何塞州立大学和布鲁克斯学院）、Paul Sevinc（Teamup AG）、Yoshiki Shabata、Devang Shah、Richard Slywczak（NASA/Glenn研究中心）、Bradley A. Smith、Steven Stelting、Christopher Taylor、
Luke Taylor（Valtech）、George Thiruvathukal、Kim Topley（Core JFC，Second Edition的作者）、Janet Traub、Paul Tyma（顾问）、Christian Ullenboom、Peter van der Linden、Burt Walsh、Joe Wang（Oracle）和Dan Xu（Oracle）。

Cay Horstmann
2018年12月于加州旧金山

本书由拥有20多年教学与研究经验的资深Java技术专家撰写（获Jolt大奖），本版针对Java 11全面更新。

全书共分12章。

第1章介绍了Java中的流库；

第2章涵盖输入/输出处理，探讨了Java 11中引入的广受欢迎的改进和优化；

第3章介绍了XML，展示如何解析XML文件、生成XML和使用XSL转换；

第4章讲解了网络API，以及怎样连接到服务器、实现自己的服务器、创建HTTP连接，并讨论了新的HTTP客户端；

第5章介绍了数据库编程，重点讲解JDBC，即Java数据库连接API；

第6章涵盖如何使用新的日期和时间库来处理日历及时区；

第7章讨论国际化；

第8章介绍3种处理代码的技术；

第9章讲解从Java 9开始引入的Java平台模块系统，以促进Java平台和核心类库的有序演化；

第10章继续介绍Java安全模型，展示怎样编写类加载器和安全管理器，以及允许使用消息、代码签名、授权和认证及加密等重要特性的安全API；

第11章讨论没有纳入卷Ⅰ的所有Swing知识，包括树形构件、表格构件，以及Java 2D API；

第12章介绍本地方法，这个功能支持你调用为微软Windows API这样的特殊机制而编写的各种方法。

凯.S. 霍斯特曼（Cay S.Horstmann）
美国圣何塞州立大学计算机科学系教授、Java技术的坚定倡导者、国际计算机协会（ACM）计算机教育贡献杰出会士，常年在国际上的各类计算机峰会上进行技术分享，为硅谷输送计算机专业人才30余年。他是《Java核心技术》两卷本的作者，并著有Core Java SE 9 for the Impatient, Second Edition（Addison-Wesley, 2018）和Scala for the Impatient, Second Edition（Addison- Wesley, 2017）。他还为专业程序员和计算机科学专业的学生撰写过数十本其他图书。

译者序
前言
致谢
第1章　Java 8的流库  1
1.1　从迭代到流的操作  1
1.2　流的创建  3
1.3　f?ilter、map和f?latMap方法  8
1.4　抽取子流和组合流  9
1.5　其他的流转换  10
1.6　简单约简  11
1.7　Optional类型  13
1.7.1　获取Optional值  13
1.7.2　消费Optional值  13
1.7.3　管道化Optional值  14
1.7.4　不适合使用Optional值的方式  15
1.7.5　创建Optional值  16
1.7.6　用f?latMap构建Optional值的函数  16
1.7.7　将Optional转换为流  17
1.8　收集结果  19
1.9　收集到映射表中  24
1.10　群组和分区  27
1.11　下游收集器  28
1.12　约简操作  32
1.13　基本类型流  34
1.14　并行流  39
第2章　输入与输出  43
2.1　输入/输出流  43
2.1.1　读写字节  43
2.1.2　完整的流家族  46
2.1.3　组合输入/输出流过滤器  50
2.1.4　文本输入与输出  53
2.1.5　如何写出文本输出  53
2.1.6　如何读入文本输入  55
2.1.7　以文本格式存储对象  56
2.1.8　字符编码方式  59
2.2　读写二进制数据  61
2.2.1　DataInput和DataOutput接口  61
2.2.2　随机访问文件  63
2.2.3　ZIP文档  67
2.3　对象输入/输出流与序列化  70
2.3.1　保存和加载序列化对象  70
2.3.2　理解对象序列化的文件格式  74
2.3.3　修改默认的序列化机制  79
2.3.4　序列化单例和类型安全的枚举  81
2.3.5　版本管理  82
2.3.6　为克隆使用序列化  84
2.4　操作文件  86
2.4.1　Path  86
2.4.2　读写文件  89
2.4.3　创建文件和目录  90
2.4.4　复制、移动和删除文件  91
2.4.5　获取文件信息  92
2.4.6　访问目录中的项  94
2.4.7　使用目录流  95
2.4.8　ZIP文件系统  98
2.5　内存映射文件  99
2.5.1　内存映射文件的性能  99
2.5.2　缓冲区数据结构  105
2.6　文件加锁机制  107
2.7　正则表达式  109
2.7.1　正则表达式语法  109
2.7.2　匹配字符串  112
2.7.3　找出多个匹配  115
2.7.4　用分隔符来分割  117
2.7.5　替换匹配  117
第3章　XML  120
3.1　XML概述  120
3.2　XML文档的结构  122
3.3　解析XML文档  124
3.4　验证XML文档  133
3.4.1　文档类型定义  134
3.4.2　XML Schema  140
3.4.3　一个实践示例  142
3.5　使用XPath来定位信息  148
3.6　使用命名空间  152
3.7　流机制解析器  154
3.7.1　使用SAX解析器  154
3.7.2　使用StAX解析器  159
3.8　生成XML文档  162
3.8.1　不带命名空间的文档  162
3.8.2　带命名空间的文档  163
3.8.3　写出文档  163
3.8.4　使用StAX写出XML文档  165
3.8.5　示例：生成SVG文件  170
3.9　XSL转换  171
第4章　网络  180
4.1　连接到服务器  180
4.1.1　使用telnet  180
4.1.2　用Java连接到服务器  182
4.1.3　套接字超时  184
4.1.4　因特网地址  185
4.2　实现服务器  186
4.2.1　服务器套接字  186
4.2.2　为多个客户端服务  189
4.2.3　半关闭  192
4.2.4　可中断套接字  193
4.3　获取Web数据  199
4.3.1　URL和URI  199
4.3.2　使用URLConnection获取信息  201
4.3.3　提交表单数据  207
4.4　HTTP客户端  215
4.5　发送E-mail  221
第5章　数据库编程  225
5.1　JDBC的设计  225
5.1.1　JDBC驱动程序类型  226
5.1.2　JDBC的典型用法  227
5.2　结构化查询语言  227
5.3　JDBC配置  232
5.3.1　数据库URL  232
5.3.2　驱动程序JAR文件  233
5.3.3　启动数据库  233
5.3.4　注册驱动器类  234
5.3.5　连接到数据库  234
5.4　使用JDBC语句  237
5.4.1　执行SQL语句  237
5.4.2　管理连接、语句和结果集  240
5.4.3　分析SQL异常  240
5.4.4　组装数据库  242
5.5　执行查询操作  246
5.5.1　预备语句  246
5.5.2　读写LOB  252
5.5.3　SQL转义  253
5.5.4　多结果集  254
5.5.5　获取自动生成的键  255
5.6　可滚动和可更新的结果集  256
5.6.1　可滚动的结果集  256
5.6.2　可更新的结果集  258
5.7　行集  261
5.7.1　构建行集  262
5.7.2　被缓存的行集  262
5.8　元数据  265
5.9　事务  274
5.9.1　用JDBC对事务编程  274
5.9.2　保存点  275
5.9.3　批量更新  275
5.9.4　高级SQL类型  277
5.10　Web与企业应用中的连接管理  278
第6章　日期和时间API  280
6.1　时间线  280
6.2　本地日期  284
6.3　日期调整器  288
6.4　本地时间  289
6.5　时区时间  290
6.6　格式化和解析  294
6.7　与遗留代码的互操作  298
第7章　国际化  300
7.1　locale  300
7.1.1　为什么需要locale  300
7.1.2　指定loc