Java 在Client/Server 中应用

2014-10-10 10:21:11   2980

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。