Socket传输模式

Sockets有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的.面向连接的sockets操作就像一部电话,他们必须建立一个连接和一人呼叫.所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样.无连接的sockets操作就像是一个邮件投递,,没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样.

到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的.如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性.如果一些数据丢失了,系统的有效性将会失去.一些服务器,比如间歇性地发送一些数据块.如果数据丢了的话,服务器并不想要再重新发过一次.因为当数据到达的时候,它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗,额外的费用将会降低系统的回应速率.

无连接的操作使用数据报协议.一个数据报是一个独立的单元,它包含了所有的这次投递的信息.把它想象成一个信封吧,它有目的地址和要发送的内容.这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报.无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳.

面向连接的操作使用TCP协议.一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接.一旦连接建立了,sockets就可以使用一个流接口:打开-读-写-关闭.所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高.

SUN一直是网络建设的支持者,所以在Java中支持sockets就不足为奇了.实际上,Java降低了建立一个sockets程序的难度.每一个传输模式都被封装到了不同的类中.面向连接的类将会首先被我们讨论.

Sockets有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的.面向连接的sockets操作就像一部电话,他们必须建立一个连接和一人呼叫.所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样.无连接的sockets操作就像是一个邮件投递,,没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样.

到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的.如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性.如果一些数据丢失了,系统的有效性将会失去.一些服务器,比如间歇性地发送一些数据块.如果数据丢了的话,服务器并不想要再重新发过一次.因为当数据到达的时候,它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗,额外的费用将会降低系统的回应速率.

无连接的操作使用数据报协议.一个数据报是一个独立的单元,它包含了所有的这次投递的信息.把它想象成一个信封吧,它有目的地址和要发送的内容.这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报.无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳.

面向连接的操作使用TCP协议.一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接.一旦连接建立了,sockets就可以使用一个流接口:打开-读-写-关闭.所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高.

SUN一直是网络建设的支持者,所以在Java中支持sockets就不足为奇了.实际上,Java降低了建立一个sockets程序的难度.每一个传输模式都被封装到了不同的类中.面向连接的类将会首先被我们讨论.

Java面向连接的类

回忆一个,一个客户端向一个正在监听的服务器socket发出一个连接.客户端的sockets是用Socket类建立的.下面的程序建立了一个客户端的socket并且连接到了一个主机:

Socket clientSocket = new Socket("merlin", 80);

第一个参数是你想要连接的主机的名称,第二个参数是端口号.一个主机名称指定了目的的名称.端口号指定了由哪个应用程序来接收.在我们的情况下,必须指定80,因为它是默认的HTTP协议的端口.另外的知名的端口列在表9.1中,看:

知名的端品:

echo 7

daytime 13

daytime 13

ftp 21

telnet 23

smtp 25

finger 79

http 80

pop3 110

因为Socket类是面向连接的,它提供了一个可供读写的流接口.java.io包中的类可以用来访问一个已连接的socket:

DataOutputStream outbound = new DataOutputStream(
clientSocket.getOutputStream() );
DataInputStream inbound = new DataInputStream( clientSocket.getInputStream()
);

一旦流建立了,一般的流操作就可以做了:

outbound.writeBytes("GET / HTTP/1.0 );
String responseLine;
while ( (responseLine = inbound.readLine()) != null)
{
System.out.println(responseLine);
}

以上的小程序请求了一个WEB页面并且把它显示出来.当程序完成之后,连接必须关闭.

outbound.close();
inbound.close();
clientSocket.close();

注意socket流必须首先关闭.所有的的socket流必须在socket关闭之前关闭.这个小程序非常地简单,但是所有的客户端程序都必须遵首下面的基本的步骤:

1.建立客户端socket连接.

2.得到socket的读和写的流.

3.利用流.

4.关闭流.

5.关闭socket.

使用一个服务器端的socket只是有一点复杂,它将在下面讲到.

服务器Sockets

服务器并不是主动地建立连接.相反地,他们是被动地监听一个客户端的连接请示然后给他们服务.服务器是由类ServerSocket来建立的.下面的程序建立了一个服务器端socket并把它绑定到80端口:

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80, 5);

第一个参数是服务器要监听的端口.第二个参数是可选的.API文档中说明了这是一个监听时间,但是在传统的socket程序中第二个参数是监听深度.一个服务器可以同时接收多个连接请求,但是每次只能处理一个.监听堆是一个无回答的连接请求队列.上面的请求建立一个连接来处理最后五个请求.如果省略了后面的一个参数,则默认值是50.

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80, 5);

一旦socket建立了并开始监听连接,进来的连接将会建立并放在监听堆.accetp()方法把在堆中的连接取出来.

Socket clientSocket = serverSocket.accept();

这个方法返回一个用来与来访者对话的客户端连接.服务器本身不可能建立对话,相反地,服务器socket会使用accept()方法来产生一个新的socket.服务器socket依旧打开并排列新的连接请求.

与客户端socket一样,下面的一步建立输入和输出流:

DataInputStream inbound = new DataInputStream( clientSocket.getInputStream() ); DataOutputStream outbound = new DataOutputStream( clientSocket.getOutputStream() );

一般的I/O操作可以在新建的流中运用.在服务器回应前它等待客户端发送一个空白的行.当会话结束时,服务器关闭流和客户端socket.如果在队列中没有请示将会出现什么情况呢?那个方法将会等待一个的到来.这个行为叫阻塞.accept()方法将会阻塞服务器线程直到一个呼叫到来.当5个连接处理完闭之后,服务器退出.任何的在队列中的呼叫将会被取消.

所有的服务器都要有以下的基本的步骤:

1.建立一个服务器socket并开始监听.

2.使用accept()方法取得新的连接.

3.建立输入和输出流.

4.在已有的协议上产生会话.

5.关闭客户端流和socket.

6.回到第二步或者到第七步.

7.关闭服务器socket.

重复和并发服务器

所有的这些调用都可以掷出一个UnknownHostException违例.如果一台计算机没有连接上DNS服务器,或者主机的确没有找到,这个违例就会被掷出.如果一台计算机没有一个激活的TCP/IP配置,getLocalHost()也为失败并掷出一个违例.

一旦一个地址被确定了,数据报就可以被送出了.下面的程序传输了一个字符串给目的socket:

String toSend = "This is the data to send!");
byte[] sendbuf = new byte[ toSend.length() ];
toSend.getBytes( 0, toSend.length(), sendbuf, 0 );
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket( sendbuf, sendbuf.length,
addr, port);
clientSocket.send( sendPacket );

首先,字符串必须被转换成一个字节数组.然后,一个新的DatagramPacket实例必须被建立.注意构建器的最后两个参数.因为要发送一个包,所以地址和端口必须被给定.一个applet可能可以知道它的服务器的地址,但是服务器如何知道它的客户机的地址呢.当任何一个包被收到后,返回的地址和端口会被解压出来,并通过getAddress()和getPort()方法得到.这就是一个服务器如何回应一个客户端的包:

DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket( sendbuf, sendbuf.length,
recvPacket.getAddress(), recvPacket.getPort() );
serverSocket.send( sendPacket );

不像面向连接的操作,数据报服务器服务器其实比数据报客户端更简单:

数据报服务器

一个数据报服务器的基本步骤:

1.在一个指定的端口上建立一个数据报socket.

2.用receive方法等待进来的包.

3.用特定的协议来回应收到的包.

4.回到第二步或继续第二步.

5.关闭数据报socket.

列表9.3演示了一人简单的数据报回应服务器.它将回应它收到的包.

列表9.3.一个简单的数据报回应服务器

import java.io.*;
import java.net.*;
public class SimpleDatagramServer
{
public static void main(String[] args)
{
DatagramSocket socket = null;
DatagramPacket recvPacket, sendPacket;
try
{
socket = new DatagramSocket(4545);
while (socket != null)
{
recvPacket= new DatagramPacket(new byte[512], 512);
socket.receive(recvPacket);
sendPacket = new DatagramPacket(
recvPacket.getData(), recvPacket.getLength(),
recvPacket.getAddress(), recvPacket.getPort() );
socket.send( sendPacket );
}
}
catch (SocketException se)
{
System.out.println("Error in SimpleDatagramServer: " + se);
}
catch (IOException ioe)
{
System.out.println("Error in SimpleDatagramServer: " + ioe);

简单的WEB服务器

一个简单的WEB服务器将由列表9.2这样构建.当然,还必须要对方法和回应事件进行改进.简单的服务器不会分析和存储请求头.新的WEB服务器将分析和存储请求,为以后的处理作准备.为了达到这个目的,你必须有一个包含HTTP请求的类.

HTTPrequest类

列表9.5列出了一个完整的HTTPrequest类.这个类必须包括一个请求头所需的所有信息.

列表9.5.HTTPrequest类.

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.net.*;
import NameValue;
/**
* 这个类有一个HTTP请求的所有信息
*/
public class HTTPrequest
{
public String version;
public String method;
public String file;
public Socket clientSocket;
public DataInputStream inbound;
public NameValue headerpairs[];
/**
* 建立一个这个类的实例
*/
public HTTPrequest()
{
version = null;
method = null;
file = null;
clientSocket = null;
inbound = null;
inbound = null;
headerpairs = new NameValue[0];
}
/**
* 加入一个名称/值对到核心数组
*/
public void addNameValue(String name, String value)
{
try
{
NameValue temp[] = new NameValue[ headerpairs.length + 1 ];
System.arraycopy(headerpairs, 0, temp, 0, headerpairs.length);
temp[ headerpairs.length ] = new NameValue(name, value);
headerpairs = temp;
}
catch (NullPointerException npe)
{
System.out.println("NullPointerException while adding name-value:
" + npe);
}
}
/**
* 以字符串的形式归还这个类
*/
public String toString()
{
String s = method + " " + file + " " + version + " ";
for (int x = 0; x < headerpairs.length; x++ )
s += headerpairs[x] + " ";
return s;
}
}

NameValue类简单地存储了两个字符串:name 和 value.当一个新的对要被加入时,一个新的数组将被分配.新的数组接受了旧的数组和新的成员.旧的数组然后被一个新建的对象覆盖了.