java 在client/server 网络中的应用
（作者：　2000年08月09日 10:19）

　　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。



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;

　　　　　　　　//