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赛迪网>>技术应用>>J2SE
关键字: Java,C/S网络
来  源: 网络生活每一天
Java在C/S网络中的应用
作者: 发文时间:2004.06.02
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(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。

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 
DataInputStream(s.getInputStream()); 

//从控制台读入字符流 
DataInputStreamin=new 
DataInputStream(System.in); 

//返回连接的地址和端口 
System.out.println("Connected 
to"+s.getInetAddress() 
+":"+s.getPort()); 
Stringline; 

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(); 

//Checkifconnectionis 
closed(i.e.forEOF) 
if(line==null) 
{ 
System.out.println("Connectionclosedbyserver."); 
Break; 
} 

//在控制台上显示接收的字符 
System.out.println(line); 
}//Endofforloop 
}//Endoftry 

catch(IOExceptione)System.err.println(e); 

//Alwaysbesuretoclosethesocket 
finally 
{ 
tryif(s!=null)s.close(); 
catch(IOExceptione2); 
} 
}//Endofmain 
}//EndofClient


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。

(责任编辑:代君利)




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