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JAVA在CLIENT/SERVER网络中的应用

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---- 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。

Java 网 络 应 用 模 型
---- 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?-- 应 答" 模 式。 下 面 是 客 户?/ 服 务 器 的 一 个 典 型 运 作 过 程:

---- 2 . 服 务 器 监 听 相 应 端 口 的 输 入;

---- 3* 客 户 机 发 出 一 个 请 求;

---- 5 . 服 务 器 接 收 到 此 请 求;

---- 6 . 服 务 器 处 理 这 个 请 求, 并 把 结 果 返 回 给 客 户 机;

---- 7 . 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 大 这 些 应 答 消 息 写 到 到 准 输 出。

---- 以 下 本 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。

---- 2 . 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 ServerSockrt 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
System.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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