Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
poo-ca-cd:laboratoare:design-avansat-de-clase [2025/10/19 23:26] florian_luis.micu [🗄️ [Optional] Gestionarea memoriei în Java la nivel de memorie] |
poo-ca-cd:laboratoare:design-avansat-de-clase [2025/10/25 19:50] (current) florian_luis.micu [Laboratorul 3: Design Avansat de Clase] |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| ====== Laboratorul 3: Design Avansat de Clase ====== | ====== Laboratorul 3: Design Avansat de Clase ====== | ||
| - | * Autori: [[miculuis1@gmail.com | Florian-Luis Micu ]], [[sorinabuf@gmail.com | Sorina-Anamaria Buf ]], [[stefancocioran@gmail.com | Ștefan Cocioran ]] | + | * Autori: [[stefancocioran@gmail.com | Ștefan Cocioran ]], [[miculuis1@gmail.com | Florian-Luis Micu ]], [[sorinabuf@gmail.com | Sorina-Anamaria Buf ]] |
| * Data publicării: 20.10.2025 | * Data publicării: 20.10.2025 | ||
| - | * Data ultimei modificări: 20.10.2025 | + | * Data ultimei modificări: 25.10.2025 |
| + | * clarificări pentru gestionarea memoriei statice și VTables. | ||
| + | * schimbat tipul de return în Lazy Evaluation. | ||
| + | * clarificări pentru specificatorii de acces în contextul moștenirii. | ||
| =====Obiective===== | =====Obiective===== | ||
| Line 72: | Line 75: | ||
| private Engine engine; | private Engine engine; | ||
| - | public void initializeEngine() { | + | public Engine initializeEngine() { |
| if (engine == null) { | if (engine == null) { | ||
| engine = new Engine(); | engine = new Engine(); | ||
| Line 286: | Line 289: | ||
| ===Blocarea accesului la membrii folosind specificatori de acces=== | ===Blocarea accesului la membrii folosind specificatori de acces=== | ||
| - | Reamintim **specificatorii de acces** prezentați în laboratorul trecut în contextul **moștenirii membrilor**: | + | Reamintim **specificatorii de acces** prezentați în laboratorul trecut **în contextul moștenirii membrilor**: |
| - | * **public**: câmpul/metoda poate fi accesată de oriunde, inclusiv din clasele derivate. | + | |
| - | * **protected/default**: câmpul/metoda poate fi accesată în clasa proprie sau în clasele derivate. | + | ^ ^Default^Private^Protected^Public^ |
| - | * **private**: câmpul/metoda poate fi accesată doar în clasa proprie. | + | ^Aceeași clasă|Da|Da|Da|Da| |
| + | ^Același pachet, subclasă|Da|Nu|Da|Da| | ||
| + | ^Același pachet, non-subclasă|Da|Nu|Da|Da| | ||
| + | ^Pachet diferit, subclasă|Nu|Nu|Da|Da| | ||
| + | ^Pachet diferit, non-subclasă|Nu|Nu|Nu|Da| | ||
| ===Moștenirea constructorilor=== | ===Moștenirea constructorilor=== | ||
| Line 423: | Line 430: | ||
| | Expunerea metodei | doar obiectul conținut | toate metodele părintelui | | | Expunerea metodei | doar obiectul conținut | toate metodele părintelui | | ||
| | Control asupra obiectului | containerul folosește obiectul extern | copilul extinde comportamentele părintelui | | | Control asupra obiectului | containerul folosește obiectul extern | copilul extinde comportamentele părintelui | | ||
| - | | Exemplu | Car **has a**n Engine | Dog **is a** Animal | | + | | Exemplu | Car **has a**n Engine | Dog **is a**n Animal | |
| În general, întrebarea ''has-a'' sau ''is-a'' este suficientă pentru a determina tipul de relație, însă există obiecte pentru care relația nu poate fi stabilită ușor folosind această întrebare. | În general, întrebarea ''has-a'' sau ''is-a'' este suficientă pentru a determina tipul de relație, însă există obiecte pentru care relația nu poate fi stabilită ușor folosind această întrebare. | ||
| Line 716: | Line 723: | ||
| </note> | </note> | ||
| - | Pentru mai multe detalii despre supraîncărcare reluați [[poo-ca-cd:laboratoare:obiecte-in-java|laboratorul 2]] sau vizionați imaginea de mai jos. | + | Pentru mai multe detalii despre supraîncărcare reluați [[poo-ca-cd:laboratoare:obiecte-in-java|laboratorul 2]] sau consultați imaginea de mai jos. |
| ===TL;DR Overriding & Overloading=== | ===TL;DR Overriding & Overloading=== | ||
| Line 796: | Line 803: | ||
| * Puteți scrie și ''st1.toString()'', doar că nu este recomandat din motive de lizibilitate. | * Puteți scrie și ''st1.toString()'', doar că nu este recomandat din motive de lizibilitate. | ||
| * Dacă nu definim un comportament specific pentru metoda ''toString()'', se va printa adresa obiectului în memorie (pentru clasa Student am avea o adresă de tipul ''Student@412''). | * Dacă nu definim un comportament specific pentru metoda ''toString()'', se va printa adresa obiectului în memorie (pentru clasa Student am avea o adresă de tipul ''Student@412''). | ||
| + | </note> | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | Puteți folosi IntelliJ pentru generarea metodei ''toString()'': click dreapta oriunde în cod -> ''Generate...'' -> ''toString()'' -> alegeți câmpurile care doriți să fie printate. | ||
| </note> | </note> | ||
| Line 891: | Line 902: | ||
| <note tip> | <note tip> | ||
| - | Întotdeauna când doriți **să comparați două String-uri** folosiți metoda //equals//, deoarece și String este un obiect. Pentru primitive este **în regulă** să folosiți operatorul ''==''. | + | * Întotdeauna când doriți **să comparați două String-uri** folosiți metoda //equals//, deoarece și String este un obiect. Pentru primitive este **în regulă** să folosiți operatorul ''==''. |
| + | * Puteți folosi **IntelliJ** pentru **generarea** metodei ''equals(Object o)'': click dreapta oriunde în cod -> ''Generate...'' -> ''equals() and hashSet()'' -> alegeți getClass sau instanceof (nu este relevant) -> alegeți câmpurile folosite pentru egalitate. | ||
| + | * Puteți ignora momentan metoda //hashSet// care este generată. | ||
| </note> | </note> | ||
| Line 1006: | Line 1019: | ||
| </code> | </code> | ||
| - | Când se încarcă clasele, JVM construiește două **VTables** în **Metaspace**: | + | Când se încarcă clasele, JVM construiește două **VTables** în **Metaspace**, doar pentru **metodele non-statice**: |
| <code bash> | <code bash> | ||
| Animal vtable: | Animal vtable: | ||
| - makeSound() -> Animal.makeSound | - makeSound() -> Animal.makeSound | ||
| - | - static info() -> Animal.info | ||
| Dog vtable: | Dog vtable: | ||
| - makeSound() -> Dog.makeSound (override) | - makeSound() -> Dog.makeSound (override) | ||
| - | - static info() -> Dog.info | ||
| - | |||
| </code> | </code> | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | VTable există doar pentru **metode virtuale (non-static)**. Metodele statice nu sunt incluse în VTable pentru a nu folosi mecanismul de suprascriere. | ||
| + | </note> | ||
| + | |||
| ====Legătura cu Upcasting & Downcasting==== | ====Legătura cu Upcasting & Downcasting==== | ||
| Line 1033: | Line 1048: | ||
| Dog.info(); // apelează Dog.info() din Metaspace | Dog.info(); // apelează Dog.info() din Metaspace | ||
| </code> | </code> | ||
| + | |||
| + | ====De ce metodele statice nu pot fi suprascrise==== | ||
| + | |||
| + | ^ Caracteristică ^ Metode de instanță ^ Metode ''static'' ^ | ||
| + | | Rezolvare | runtime (dinamic) | compile-time (static binding) | | ||
| + | | Instrucțiune JVM | ''invokevirtual'' | ''invokestatic'' | | ||
| + | | Depind de instanță | Da | Nu | | ||
| + | | Apar în VTable | Da | Nu | | ||
| + | | Pot fi suprascrise | Da | Nu, doar ascunse (method hiding) | | ||
| + | |||
| + | Metodele ''static'' aparțin clasei, nu obiectelor, deci JVM nu are motiv să le caute într-un VTable la runtime. Ele sunt apelate direct prin numele clasei, nu prin instanță. | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | Instrucțiunile ''invokevirtual'' și ''invokestatic'' sunt instrucțiuni din bytecode-ul de Java folosite pentru a rezolva și apela metodele corecte. | ||
| + | </note> | ||
| + | |||
| + | ===Rolul constant Pool=== | ||
| + | |||
| + | Apelurile către metode ''static'' sunt rezolvate folosind **Constant Pool**, o zonă de memorie care se află tot în Metaspace și care este asociată fiecărei clase care conține **referințe simbolice** către metode, câmpuri și clase. | ||
| + | |||
| + | * Intrările din **Constant Pool** sunt folosite pentru a localiza metodele ''static'' în Metaspace, unde este stocată logica clasei. | ||
| + | * La apel, ''invokestatic'' citește adresa metodei direct din Constant Pool, fără polimorfism, fără VTable. | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | * Constant Pool-ul **optimizează memoria** adresând duplicarea constantelor și a String-urilor (mai multe despre String în următoarele laboratoare). Totodată, această optimizare ajută și la **performanță**. | ||
| + | * Ideal, am stoca cât mai multe informații în Constant Pool, însă putem stoca doar **constante** (variabile constante, nume de clasă, nume de metodă, semnături, referințe simbolice etc.). | ||
| + | * Memoria statică efectivă este stocată în **Metaspace**, dar referința simbolică folosită de ''invokestatic'' este stocată în **Constant Pool**. | ||
| + | </note> | ||
| ====Rezumat al memoriei în Java==== | ====Rezumat al memoriei în Java==== | ||
| Line 1039: | Line 1082: | ||
| * Stack = ține referințele către ele. | * Stack = ține referințele către ele. | ||
| * Metaspace = știe ce este fiecare obiect, ce metode are, inclusiv variabile și metode statice, prin vtables. | * Metaspace = știe ce este fiecare obiect, ce metode are, inclusiv variabile și metode statice, prin vtables. | ||
| + | * Constant Pool = stocat tot în Metaspace; conține literaluri, referințe simbolice către clase, metode și câmpuri, folosit de JVM pentru rezoluție dinamică și apeluri de metode. | ||
| * Upcasting-ul funcționează fără probleme pentru că JVM știe din Metaspace ce este obiectul real. | * Upcasting-ul funcționează fără probleme pentru că JVM știe din Metaspace ce este obiectul real. | ||
| * Downcasting-ul se verifică la runtime tot cu ajutorul informațiilor din Metaspace. | * Downcasting-ul se verifică la runtime tot cu ajutorul informațiilor din Metaspace. | ||
| Line 1144: | Line 1188: | ||
| ===== Resurse și link-uri utile ===== | ===== Resurse și link-uri utile ===== | ||
| - | * [[https://www.visual-paradigm.com/guide/uml-unified-modeling-language/uml-class-diagram-tutorial/ | UML Diagrams]] | + | * [[https://www.visual-paradigm.com/guide/uml-unified-modeling-language/uml-class-diagram-tutorial/ | UML Diagrams (class relations)]] |
| * [[https://www.visual-paradigm.com/guide/uml-unified-modeling-language/uml-aggregation-vs-composition/ | Aggregation vs Composition]] | * [[https://www.visual-paradigm.com/guide/uml-unified-modeling-language/uml-aggregation-vs-composition/ | Aggregation vs Composition]] | ||
| * [[http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/subclasses.html | Inheritance JavaDoc]] | * [[http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/subclasses.html | Inheritance JavaDoc]] | ||
