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java在c/s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,java网络应用结构模型如图所示:
  http
  tcp/ip
  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(uniformresourcelocator)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nt4.0网络环境(tcp/ip)下使用jdk1.1调试通过。
  ----1.编写服务器类java程序
  //server.java
  importjava.io.*;
  importjava.net.*;
  publicclassserverextendsthread
  {
  publicfinalstaticintdefault_port=6543;
  protectdintport;
  protectdserversockrtlisten_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(intport)
  {
  if(port==0)port=default_port;
  this.port=port;
  try
  {
  listen_socket=newserversocket(port);
  }
  catch(ioexceptione)fail(e,
  "exceptioncreatingserversocket");
  system.out.println("server:
  listeningonport"+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。
  */
  publicvoidrun()
  {
  try
  {
  while(true)
  {
  socketclient_socket=listen_socket.accept();
  connectionc=newconnection(client_socket);
  }
  }
  catch(ioexceptione)fail
  (e,"exceptionwhilelisteningforconnections")
  }
  //启动服务器主程序
  publicstaticvoidmain(stringargs[])
  {
  intport=0;
  if(args.length==1)
  {
  tryport=integer.parseint(args[0]);
  catch(numberformatexceptione)port=0;
  }
  newserver(port);
  }//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)
  {
  client=client_socket;
  try
  {
  in=newdatainputstream(client.getinputstream());
  out=newprintstream(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
  {
  for(;;)
  {
  //readaline
  line=in.readline();
  if(line==null)break;
  //reversetheline
  len=line.length();
  revline=newstringbuffer(len);
  for(inti=len-1;i>=0;i--)
  revline.insert(len-1-i;line.charat(i));
  //writeoutthereverseline
  out.println(revline);
  }
  catch(ioexceptione);
  finallytryclient.close();
  catch(ioexceptione2);
  }//endofrunmethod
  }//endofconnectionclass
  2.编写客户机类java程序
  //client.java
  importjava.io.*;
  importjava.net.*;
  publicclassclientextends
  {
  publicstaticfinalintdefault_port=6543;
  //定义出错例程
  publicstaticfinalvoidusage()
  {
  system.out.println("usage:
  javaclient[]");
  system.exit(0);
  }
  publicstaticvoidmain(stringargs[])
  {
  intport=default_port;
  sockets=null;
  //解析端口参数
  if((args.length!=1)&&
  (args.length!=2))usage();
  if(args.length==1)
  port=default_port;
  else
  {
  tryport=integer.parseint(args[1]);
  catch(numberformaatexceptione)usage();
  }
  try{
  //产生一个socket,
  通过指定的端口与主机通信。
  s=newsocket(args[0],port);
  //产生用于发出和接收的文本字符流
  datainputstreamsin=new
  datainputstream(s.getinputstream());
  printstreamsout=new