Java在Client/Server网络中的应用

随着Java语言的日益流行，特别是Java与InternetWeb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(UnifmResourceLocat)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NT4.0网络环境（TCP/IP）下使用JDK1.1调试通过。
 
　　三、编写服务器类Java程序
<tablebder\"0\"cellpadding\"0\"width\"600\"bgcol\"#ffffff\">
 <tbody>
 <tr>
 <td>
 //Server.java
 imptjava.io.*;
 imptjava.net.*;
 publicclassServerextendsThread
 {
 　　　　publicfinalstaticintDefault_Pt6543;
 　　　　protectdintpt;
 　　　　protectdServerSocktlisten_socket;
 //定义出错例程：如果出现异常错误，退出程序。
 Publicstaticvoidfail(Exceptione,Stringmsg)
 {
 　　　　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。
 publicServer(intpt)
 {
 if(pt0)ptDefault_Pt;
 this.ptpt;
 try
 {
 listen_socketnewServerSocket(pt);
 }
 catch(IOExceptione)fail(e,"Exceptioncreatingserversocket");
 System.out.println("Server:listeningonpt"+pt);
 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。*/
 publicvoidrun()
 {
 try
 　　　　{
 while(true)
 {
 　　　　Socketclient_socketlisten_socket.accept();
 　　　　ConnectioncnewConnection(client_socket);
 　　　　　　　　　　　　}
 }
 catch(IOExceptione)fail(e,"Exceptionwhilelisteningfconnections")
 }
 //启动服务器主程序
 publicstaticvoidmain(Stringargs[])
 {
 　　　　intpt0;
 　　　　if(args.length1)
 　　　　{
 　　　　tryptInteger.parseInt(args[0]);
 　　　　catch(NumberFmatExceptione)pt0;
 }
 newServer(pt);
 }　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//Endofthemain
 }　　　　　　　　　　　　　　　　　　//EndofServerclass
 //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。
 classConnectionextendsThread
 {
 protectedSocketclient;
 　　　　protectedDataInputStreamin;
 　　　　　　　　protectedPrintStreamout;
 //初始化通信流并启动线程
 publicConnection(Socketclient_socket)
 {
 　　　　　　　　clientclient_socket;
 　　　　try
 　　　　{
 　　　　　innewDataInputStream(client.getinputStream());
 　　　　　outnewPrintStream(client.getOutputStream());
 }
 catch(IOExceptione)
 　　{
 　　　　tryclient.close();
 　　　　　　　　catch(IOExceptione2);
 　　　System.err.println("Exceptionwhilegettingsocketstreram:"+e);
 　　　Return;
 　　}
 　this.start;
 }　　　　　　　　　　　　　　　　　　//EndofConnectionmethod
 //服务例程：读出一行文本；反转文本；返回文本。
 publicvoidrun()
 {
 　　　　　　　　Stringline;
 　　　　StringBufferrevline;
 intlen;
 　　　　try
 {
 　　　　　　　　f(;;)
 {
 　　　　　　　　　　　　//Readaline
 　　　　　　　　　　　　　　　　linein.readline();
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　if(linenull)break;
 　　　　　　　　//Reversetheline
 　　　　　　　　　　　　　　　　lenline.length();
 　　　　　　　　　　　　　　　　revlinenewStringBuffer(len);
 　　　　　　　　f(intilen-1;i>0;i--)
 　　　　　　　　revline.(len-1-I;line.At(i));
 　　　　　　　　　　//Writeoutthereverseline
 　　　　　　　　out.println(revline);
 　　　　　　　　　　　　}
 catch(IOExceptione);
 finallytryclient.close();
 catch(IOExceptione2);
 }
 //Endofrunmethod
 }
 //EndofConnectionclass
 3、编写客户机类Java程序
 //Client.java
 imptjava.io.*;
 imptjava.net.*;
 publicclassClientextends
 {
 　　　　publicstaticfinalintDefault_Pt6543;
 //定义出错例程
 　　　　publicstaticfinalvoidusage()
 　　　　{
 　　　　System.out.println("Usage:JavaClient[]");
 　　　　　　　　System.exit(0);
 }
 　　　　publicstaticvoidmain(Stringargs[])
 {
 　　　　intptDefault_Pt;
 Socketsnull;
 //解析端口参数
 if((args.length!1)&&(args.length!2))usage();
 if(args.length1)
 　　　　ptDefault_Pt;
 else
 {
 　　　　tryptInteger.parseInt(args[1]);
 　　　　catch(NumberFmaatExceptione)usage();
 }
 try{
 　　//产生一个Socket，通过指定的端口与主机通信。
 　　snewSocket(args[0],pt);
 　　//产生用于发出和接收的文本字符流
 　　DataInputStreamsinnewDataInputStream(s.getInputStream());
 　　PrintStreamsoutnewDataInputStream(s.getInputStream());
 　　//从控制台读入字符流
 　　DataInputStreaminnewDataInputStream(System.in);
 　　　//返回连接的地址和端口
 　　ystem.out.println("Connectedto"+s.getInetAddress()+":"+s.getPt());
 　　　　Stringline;
 　　　　F(;;)
 　　　　{
 　　　　　　　　//显示提示符
 　　　　　　　　System.out.print(">");
 　　　　　　　　System.out.flush();
 　　　　　　　　//读入控制台输入的一行字符
 　　　　　　　　linein.readline();
 　　　　　　　　if(linenull)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
 　　　　　　　　linesin.readline();
 　　　　　　　　//Checkifconnectionisclosed(i.e.fEOF)
 　　　　　　　　if(linenull)
 　　　　　　　　{
 　　　　　　　　　System.out.println("Connectionclosedbyserver.");
 　　　　　　　　　Break;
 　　　　　　　　}
 　　　　//在控制台上显示接收的字符
 　　　　System.out.println(line);
 　　}
 　//Endoffloop
 }
 /Endoftry
 catch(IOExceptione)System.err.println(e);
 //Alwaysbesuretoclosethesocket
 finally
 {
 　　　　tryif(s!null)s.close();
 　　　　catch(IOExceptione2);
 }
 }　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//Endofmain
 }　　　　　　　　　　　　　　//EndofClient
 </td>
 </tr>
 </tbody>
</table>
　　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。