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Java在Client/Server网络中的应用

时间:2005/12/19 13:39:47 作者:无从考证 人气:569

  随着Java语言的日益流行,特别是Java与Internet Web的密切结合,使它在全球取得了巨大的成功。Java语言以其独立于平台、面向对象、分布式、多线索及完善的安全机制等特色,成为现代信息系统建设中的良好的开发平台和运行环境。 

   一、Java网络应用模型 

  和Internet上的许多环境一样,完整的Java应用环境实际上也是一个客户机/服务器环境,更确切地说是浏览器/服务器模型(即Browser/Server模型,简称Web模型)。但与传统的客户机/服务器(C/S) 的二层结构不同,应用Java的Web模型是由三层结构组成的。传统的C/S结构通过消息传递机制,由客户端发出请求给服务器,服务器进行相应处理后经传递机制送回客户端。而在Web模型中,服务器一端被分解成两部分:一部分是应用服务器(Web 服务器),另一部分是数据库服务器。 

  针对分布式计算环境,Java通过其网络类库提供了良好的支持。对数据分布,Java提供了一个URL(Uniform Resource Locator) 对象, 利用此对象可打开并访问网络上的对象,其访问方式与访问本地文件系统几乎完全相同。对操作分布,Java的客户机/ 服务器模式可以把运算从服务器分散到客户一端(服务器负责提供查询结果,客户机负责组织结果的显示),从而提高整个系统的执行效率,增加动态可扩充性。Java网络类库是Java 语言为适应Internet 环境而进行的扩展。另外,为适应Internet的不断发展,Java还提供了动态扩充协议,以不断扩充Java网络类库。 

  Java的网络类库支持多种Internet协议,包括Telnet, FTP 和HTTP (WWW),与此相对应的Java网络类库的子类库为: 

   Java.net 
   Java.net.ftp 
   Java.net.www.content 
   Java.net.www.html 
   Java.net.www.http 

  这些子类库各自容纳了可用于处理Internet协议的类和方法。其中,java.net用于处理一些基本的网络功能,包括远程登录(Telnet);java.net.ftp用于处理ftp协议;java.net.www.content用于处理WWW 页面内容;java.net.www.html 和java.net.www.http 则分别提供了对HTML 语言和HTTP 协议的支持。 

   二、客户机/服务器环境下的Java应用程序 

  客户机/服务器在分布处理过程中,使用基于连接的网络通信模式。该通信模式首先在客户机和服务器之间定义一套通信协议,并创建一Socket类,利用这个类建立一条可靠的链接;然后,客户机/服务器再在这条链接上可靠地传输数据。客户机发出请求,服务器监听来自客户机的请求,并为客户机提供响应服务。这就是典型的"请求-- 应答" 模式。下面是客户机/服务器的一个典型运作过程: 

  1、服务器监听相应端口的输入; 

  2、客户机发出一个请求; 

  3、服务器接收到此请求; 

  4、服务器处理这个请求,并把结果返回给客户机; 

  5、重复上述过程,直至完成一次会话过程。 

  按照以上过程,我们使用Java语言编写一个分别针对服务器和客户机的应用程序(Application)。该程序在服务器上时,程序负责监听客户机请求,为每个客户机请求建立Socket 连接,从而为客户机提供服务。本程序提供的服务为:读取来自客户机的一行文本,反转该文本,并把它发回给客户机。 

  通过该程序实例我们看到,使用Java语言设计C/S程序时需要注意以下几点: 

  (1)、 服务器应使用ServerSocket 类来处理客户机的连接请求。当客户机连接到服务器所监听的端口时,ServerSocket将分配一新的Socket 对象。这个新的Socket 对象将连接到一些新端口,负责处理与之相对应客户机的通信。然后,服务器继续监听ServerSocket,处理新的客户机连接。 

  Socket 和ServerSocket 是Java网络类库提供的两个类。 

  (2)、服务器使用了多线程机制。Server对象本身就是一个线程,它的run()方法是一个无限循环,用以监听来自客户机的连接。每当有一个新的客户机连接时,ServerSocket就会创建一个新的Socket类实例,同时服务器也将创建一新线程,即一个Connection 对象,以处理基于Socket 的通信。与客户机的所有通信均由这个Connection 对象处理。Connection的构造函数将初始化基于Socket 对象的通信流,并启动线程的运行。与客户机 的通信以及服务的提供,均由Connection对象处理。 

  (3)、客户机首先创建一Socket对象,用以与服务器通信。之后需创建两个对象:DataInputStream 和PrintStream,前者用以从Socket 的InputStream 输入流中读取数据,后者则用于往Socket的OutputStream 中写数据。最后,客户机程序从标准输入(如:控制台)中读取数据,并把这些数据写到服务器,在从服务器读取应答消息,然后把这些应答消息写到准输出。 

  以下分别为服务器和客户机端的源程序清单。本程序在NT 4.0 网络环境(TCP/IP)下使用JDK1.1 调试通过。
[page_break]三、编写服务器类Java程序 

// Server.java 

import java.io.*; 
import java.net.*; 

public class Server extends Thread 

 public final static int Default_Port=6543; 
 protectd int port; 
 protectd ServerSockt listen_socket; 

 // 定义出错例程:如果出现异常错误,退出程序。 

 Public static void fail(Exception e, String msg) 
 { 
  System.err.println(msg + ": " + e); 
  System.exit(1); 
 } 

 // 定义并启动服务器的Socket 例程,监听客户机的连接请求。 

 public Server(int port) 
 { 
  if(port == 0) port = Default_Port; 
  this.port = port; 
  try 
  { 
   listen_socket = new ServerSocket(port); 
  } 

  catch(IOException e) fail(e, "Exception creating server socket"); 
  System.out.println("Server: listening on port" + port); 
  This.start(); 
 } 

 /* 下面为服务器监听线程的主程序。该线程一直循环执行,监听并接受客户机发出的连接 
  请求。对每一个连接,均产生一个连接对象与之对应,通过Socket 通道进行通信。*/ 

 public void run() 
 { 
  try 
  { 
   while(true) 
   { 
    Socket client_socket = listen_socket.accept(); 
    Connection c = new Connection(client_socket); 
   } 
  } 
  catch(IOException e) fail(e,"Exception while listening for connections") 
 } 

 // 启动服务器主程序 

 public static void main(String args[]) 
 { 
  int port = 0; 
  if (args.length == 1) 
  { 
   try port = Integer.parseInt(args[0]); 
   catch(NumberFormatException e) port = 0; 
  } 
  new Server(port); 
  // End of the main 
 } // End of Server class 

 //以下定义了Connection 类,它是用来处理与客户机的所有通信的线程。 

 class Connection extends Thread 
 { 
  protected Socket client; 
  protected DataInputStream in; 
  protected PrintStream out; 
  // 初始化通信流并启动线程 
  public Connection(Socket client_socket) 
  { 
   client = client_socket; 
   try 
   { 
    in = new DataInputStream(client.getinputStream()); 
    out = new PrintStream(client.getOutputStream()); 
   } 
   catch(IOException e) 
   { 
    try client.close(); 
    catch(IOException e2); 
    System.err.println("Exception while getting socket streram: " + e); 
    Return; 
   } 
   this.start; 
  } // End of Connection method 

  // 服务例程:读出一行文本;反转文本;返回文本。 
  public void run() 
  { 
   String line; 
   StringBuffer revline; 
   int len; 
   try 
   { 
    for(;;) 
    { 
     // Read a line 
     line = in.readline(); 
     if(line == null) break; 
     // Reverse the line 
     len = line.length(); 
     revline = new StringBuffer(len); 
     for(int i = len-1; i > =0; i--) 
      revline.insert(len-1-I;line.charAt(i)); 
      // Write out the reverse line 
      out.println(revline); 
    } 
   catch(IOException e); 
    finally try client.close(); 
   catch(IOException e2); 
  } 
  // End of run method 
 } 
 // End of Connection class 
  3、编写客户机类Java 程序 

// Client.java 

import java.io.*; 
import java.net.*; 

public class Client extends 

 public static final int Default_Port = 6543; 
 // 定义出错例程 

 public static final void usage() 
 { 
  System.out.println("Usage: Java Client []"); 
  System.exit(0); 
 } 

 public static void main(String args[]) 
 { 
  int port = Default_Port; 
  Socket s = null; 
  // 解析端口参数 
  if ((args.length != 1)&&(args.length != 2 )) usage(); 
  if (args.length == 1) 
   port = Default_Port; 
  else 
  { 
   try port = Integer.parseInt(args[1]); 
   catch(NumberFormaatException e) usage(); 
  } 
  try{ 
   // 产生一个Socket ,通过指定的端口与主机通信。 
   s = new Socket(args[0], port); 
   // 产生用于发出和接收的文本字符流 
   DataInputStream sin = new DataInputStream(s.getInputStream()); 
   PrintStream sout = new DataInputStream(s.getInputStream()); 
   // 从控制台读入字符流 
   DataInputStream in = new DataInputStream(System.in); 
   // 返回连接的地址和端口 
   ystem.out.println("Connected to"+s.getInetAddress()+":"+ s.getPort()); 
   String line; 
   For(;;) 
   { 
    // 显示提示符 
    System.out.print(" > "); 
    System.out.flush(); 

    // 读入控制台输入的一行字符 

    line = in.readline(); 
    if (line == null) break; 
    // 将接收的文本行送至服务器 
    sout.println(line); 
    // 从服务器接收一行字符 
    line = sin.readline(); 

    // Check if connection is closed(i.e. for EOF) 

    if(line == null) 
    { 
     System.out.println("Connection closed by server."); 
     Break; 
    } 
    // 在控制台上显示接收的字符 
    System.out.println(line); 
   } 
   // End of for loop 
  } 

  // End of try 

  catch(IOException e ) System.err.println(e); 

  // Always be sure to close the socket 

  finally 
  { 
   try if(s != null) s.close(); 
   catch(IOException e2); 
  } 
 } // End of main 
} // End of Client 
  运行该客户机程序时,必须以服务器主机名作为第一个参数,服务器端口号为第二个参数,其中服务器端口号可缺省。
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