Java在Client/Server網路中的應用

 

Java在Client/Server網路中的應用

日照港務局--劉洋

---- 隨 著Java 語 言 的 日 益 流 行， 特 別 是Java 與Internet Web 的 密 切 結 合， 使 它 在 全 球 取 得 了 巨 大 的 成 功。Java 語 言 以 其 獨 立 於 平 台、 面 向 對 象、 分 布 式、 多 線 索 及 完 善 的 安 全 機 制 等 特 色， 成 為 現 代 信 息 系 統 建 設 中 的 良 好 的 開 發 平 台 和 運 行 環 境。

一、Java 網 絡 應 用 模 型

---- 和Internet 上 的 許 多 環 境 一 樣， 完 整 的Java 應 用 環 境 實 際 上 也 是 一 個 客 戶 機/ 服 務 器 環 境， 更 確 切 地 說 是 瀏 覽 器/ 服 務 器 模 型（ 即Browser/Server 模 型， 簡 稱Web 模 型）。 但 與 傳 統 的 客 戶 機/ 服 務 器(C/S) 的 二 層 結 構 不 同， 應 用Java 的Web 模 型 是 由 三 層 結 構 組 成 的。 傳 統 的C/S 結 構 通 過 消 息 傳 遞 機 制， 由 客 戶 端 發 出 請 求 給 服 務 器， 服 務 器 進 行 相 應 處 理 後 經 傳 遞 機 制 送 回 客 戶 端。 而 在Web 模 型 中， 服 務 器 一 端 被 分 解 成 兩 部 分： 一 部 分 是 應 用 服 務 器(Web 服 務 器)， 另 一 部 分 是 數 據 庫 服 務 器。

Java 網 絡 應 用 模 型

---- 針 對 分 布 式 計 算 環 境，Java 通 過 其 網 絡 類 庫 提 供 了 良 好 的 支 持。 對 數 據 分 布，Java 提 供 了 一 個URL(Uniform Resource Locator) 對 象， 利 用 此 對 象 可 打 開 並 訪 問 網 絡 上 的 對 象， 其 訪 問 方 式 與 訪 問 本 地 文 件 系 統 幾 乎 完 全 相 同。 對 操 作 分 布，Java 的 客 戶 機/ 服 務 器 模 式 可 以 把 運 算 從 服 務 器 分 散 到 客 戶 一 端（ 服 務 器 負 責 提 供 查 詢 結 果， 客 戶 機 負 責 組 織 結 果 的 顯 示）， 從 而 提 高 整 個 系 統 的 執 行 效 率， 增 加 動 態 可 擴 充 性。Java 網 絡 類 庫 是Java 語 言 為 適 應Internet 環 境 而 進 行 的 擴 展。 另 外， 為 適 應Internet 的 不 斷 發 展，Java 還 提 供 了 動 態 擴 充 協 議， 以 不 斷 擴 充Java 網 絡 類 庫。

---- Java 的 網 絡 類 庫 支 持 多 種Internet 協 議， 包 括Telnet, FTP 和HTTP(WWW)， 與 此 相 對 應 的Java 網 絡 類 庫 的 子 類 庫 為：

Java.netJava.net.ftpJava.net.www.contentJava.net.www.htmlJava.net.www.http

---- 這 些 子 類 庫 各 自 容 納 了 可 用 於 處 理Internet 協 議 的 類 和 方 法。 其 中，java.net 用 於 處 理 一 些 基 本 的 網 絡 功 能， 包 括 遠 程 登 錄(Telnet)；java.net.ftp 用 於 處 理ftp 協 議；java.net.www.content 用 於 處 理WWW 頁 面 內 容；java.net.www.html 和java.net.www.http 則 分 別 提 供 了 對HTML 語 言 和HTTP 協 議 的 支 持。

二、 客 戶 機/ 服 務 器 環 境 下 的Java 應 用 程 序

---- 客 戶 機/ 服 務 器 在 分 布 處 理 過 程 中， 使 用 基 於 連 接 的 網 絡 通 信 模 式。 該 通 信 模 式 首 先 在 客 戶 機 和 服 務 器 之 間 定 義 一 套 通 信 協 議， 並 創 建 一Socket 類， 利 用 這 個 類 建 立 一 條 可 靠 的 鏈 接； 然 後， 客 戶 機/ 服 務 器 再 在 這 條 鏈 接 上 可 靠 地 傳 輸 數 據。 客 戶 機 發 出 請 求， 服 務 器 監 聽 來 自 客 戶 機 的 請 求， 並 為 客 戶 機 提 供 響 應 服 務。 這 就 是 典 型 的" 請?-- 應 答" 模 式。 下 面 是 客 戶?/ 服 務 器 的 一 個 典 型 運 作 過 程：

---- 2 ． 服 務 器 監 聽 相 應 端 口 的 輸 入；

---- 3* 客 戶 機 發 出 一 個 請 求；

---- 5 ． 服 務 器 接 收 到 此 請 求；

---- 6 ． 服 務 器 處 理 這 個 請 求， 並 把 結 果 返 回 給 客 戶 機；

---- 7 ． 重 複 上 述 過 程， 直 至 完 成 一 次 會 話 過 程。

---- 按 照 以 上 過 程， 我 們 使 用Java 語 言 編 寫 一 個 分 別 針 對 服 務 器 和 客 戶 機 的 應 用 程 序（Application）。 該 程 序 在 服 務 器 上 時， 程 序 負 責 監 聽 客 戶 機 請 求， 為 每 個 客 戶 機 請 求 建 立Socket 連 接， 從 而 為 客 戶 機 提 供 服 務。 本 程 序 提 供 的 服 務 為： 讀 取 來 自 客 戶 機 的 一 行 文 本， 反 轉 該 文 本， 並 把 它 發 回 給 客 戶 機。

---- 通 過 該 程 序 實 例 我 們 看 到， 使 用Java 語 言 設 計C/S 程 序 時 需 要 注 意 以 下 幾 點：

---- （1）、 服 務 器 應 使 用ServerSocket 類 來 處 理 客 戶 機 的 連 接 請 求。 當 客 戶 機 連 接 到 服 務 器 所 監 聽 的 端 口 時，ServerSocket 將 分 配 一 新 的Socket 對 象。 這 個 新 的Socket 對 象 將 連 接 到 一 些 新 端 口， 負 責 處 理 與 之 相 對 應 客 戶 機 的 通 信。 然 後， 服 務 器 繼 續 監 聽ServerSocket， 處 理 新 的 客 戶 機 連 接。

---- Socket 和ServerSocket 是Java 網 絡 類 庫 提 供 的 兩 個 類。

---- （2）、 服 務 器 使 用 了 多 線 程 機 制。Server 對 象 本 身 就 是 一 個 線 程， 它 的run() 方 法 是 一 個 無 限 循 環， 用 以 監 聽 來 自 客 戶 機 的 連 接。 每 當 有 一 個 新 的 客 戶 機 連 接 時，ServerSocket 就 會 創 建 一 個 新 的Socket 類 實 例， 同 時 服 務 器 也 將 創 建 一 新 線 程， 即 一 個Connection 對 象， 以 處 理 基 於Socket 的 通 信。 與 客 戶 機 的 所 有 通 信 均 由 這 個Connection 對 象 處 理。Connection 的 構 造 函 數 將 初 始 化 基 於Socket 對 象 的 通 信 流， 並 啟 動 線 程 的 運 行。 與 客 戶 機 的 通 信 以 及 服 務 的 提 供， 均 由Connection 對 象 處 理。

---- （3）、 客 戶 機 首 先 創 建 一Socket 對 象， 用 以 與 服 務 器 通 信。 之 後 需 創 建 兩 個 對 象：DataInputStream 和PrintStream， 前 者 用 以 從Socket 的InputStream 輸 入 流 中 讀 取 數 據， 後 者 則 用 於 往Socket 的OutputStream 中 寫 數 據。 最 後， 客 戶 機 程 序 從 標 准 輸 入（ 如： 控 制 台） 中 讀 取 數 據， 並 把 這 些 數 據 寫 到 服 務 器， 在 從 服 務 器 讀 取 應 答 消 息， 然 後 大 這 些 應 答 消 息 寫 到 到 准 輸 出。

---- 以 下 本 別 為 服 務 器 和 客 戶 機 端 的 源 程 序 清 單。 本 程 序 在NT 4.0 網 絡 環 境（TCP/IP） 下 使 用JDK1.1 調 試 通 過。

---- 2 ． 編 寫 服 務 器 類Java 程 序

// Server.javaimport  java.io.*;import  java.net.*;public class Server extends Thread{public final static int  Default_Port=6543;protectd  int  port;protectd  ServerSockrt  listen_socket;// 定 義 出 錯 例 程： 如 果 出 現 異 常 錯 誤， 退 出 程 序。

Public static void fail(Exception e, String msg){System.err.println(msg + ": " + e);System.exit(1);}// 定 義 並 啟 動 服 務 器 的Socket 例 程， 監 聽 客 戶 機 的 連 接 請 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 為 服 務 器 監 聽 線 程 的 主 程 序。 該 線 程 一 直 循 環 執 行， 監 聽 並 接 受 客 戶 機 發 出 的 連 接 請 求。 對 每 一 個 連 接， 均 產 生 一 個 連 接 對 象 與 之 對 應， 通 過Socket 通 道 進 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")}// 啟 動 服 務 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 義 了Connection 類， 它 是 用 來 處 理 與 客 戶 機 的 所 有 通 信 的 線 程。class Connection extends Thread{protected Socket  client;protected DataInputStream  in;protected PrintStream  out;// 初 始 化 通 信 流 並 啟 動 線 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 務 例 程： 讀 出 一 行 文 本； 反 轉 文 本； 返 回 文 本。public void run(){String line;StringBuffer revline;int  len;try{for(;;){// Read a lineline = in.readline();if(line == null) break;// Reverse the linelen = 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 lineout.println(revline);}catch(IOException e);finally try client.close();catch(IOException e2);}// End of run method}// End of Connection class3* 編 寫 客 戶 機 類Java 程 序// Client.javaimportjava.io.*;importjava.net.*;public class Client extends{public static final int Default_Port = 6543;// 定 義 出 錯 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 參 數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{// 產 生 一 個Socket ， 通 過 指 定 的 端 口 與 主 機 通 信。s = new Socket(args[0], port);// 產 生 用 於 發 出 和 接 收 的 文 本 字 符 流DataInputStream sin = new DataInputStream(s.getInputStream());PrintStream sout = new DataInputStream(s.getInputStream());// 從 控 制 台 讀 入 字 符 流DataInputStream in = new DataInputStream(System.in);// 返 回 連 接 的 地 址 和 端 口System.out.println("Connected to"+s.getInetAddress()+":"+ s.getPort());String line;For(;;){// 顯 示 提 示 符System.out.print(" >");System.out.flush();// 讀 入 控 制 台 輸 入 的 一 行 字 符line = in.readline();if (line == null) break;// 將 接 收 的 文 本 行 送 至 服 務 器sout.println(line);// 從 服 務 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 顯 示 接 收 的 字 符System.out.println(line);}// End of for loop}// End of trycatch(IOException e ) System.err.println(e);// Always be sure to close the socketfinally{try if(s != null) s.close();catch(IOException e2);}}// End of main}// End of Client

---- 運 行 該 客 戶 機 程 序 時， 必 須 以 服 務 器 主 機 名 作 為 第 一 個 參 數， 服 務 器 端 口 號 為 第 二 個 參 數， 其 中 服 務 器 端 口 號 可 缺 省。

---- 通 信 地 址：
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