用Java Socket开拓支持上千个并发的小型处事器（上）
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Java Socket
套接字（socket）为两台计较机之间的通信提供了一种机制，在JamesGosling留意到Java语言之前，套接字就早已大名鼎鼎。该语言只是让您不必相识底层操纵系统的细节就能有效地利用套接字。
1客户机/处事器模子
在饭馆里，菜单上各类具有异国情调的食品映入你的眼帘，于是你要了一份pizza。几分钟后，你用力品味浇着融化的乳酪和其他你喜欢的配料的热pizza。你不知道，也不想知道：侍者从哪里弄来了pizza，在建造进程中加进了什么，以及配料是如何得到的。
上例中包括的实体有：鲜味的pizza、接管你定餐的侍者、建造pizza的厨房，虽然尚有你。你是定pizza的顾主或客户。建造pizza的进程对付你而言是被封装的。你的请求在厨房中被处理惩罚，pizza建造完成后，由侍者端给你。
你所看到的就是一个客户机/处事器模子。客户机向处事器发送一个请求或呼吁。处事器处理惩罚客户机的请求。客户机和处事器之间的通讯是客户机/处事器模子中的一个重要构成部门，凡是通过网络举办。
客户机/处事器模子是一个应用措施开拓框架，该框架是为了将数据的暗示与其内部的处理惩罚和存储分分开来而设计的。客户机请求处事，处事器为这些请求处事。请求通过网络从客户机通报随处事器。处事器所举办的处理惩罚对客户机而言是埋没的。一个处事器可觉得多台客户机处事。
多台客户时机见处事器
处事器和客户机不必然是硬件组件。它们可以是事情啊同一呆板或差异呆板上的措施。、
思量一个航空定票系统中的数据输入措施：数据—-搭客名、航班号、航行日期、目标地等可以被输入到前端—-客户机的应用措施中。一旦数据输入之后，客户机将数据发送到后端—-处事器端。处事器处理惩罚数据并在数据库中生存数据。客户机/处事器模子的重要性在于所有的数据都存放在同一所在。客户机从差异的处所会见同一数据源，处事器对所有的输入数据应用同样的检讨法则。
万维网为‘为什么要将数据的暗示与其存储、处理惩罚分分开来’提供了一个很好的例子。在Web上，你无需节制最终用户用来会见你数据的平台和软件。你可以思量编写出合用与每一种潜在的方针平台的应用措施。
‘客户机/处事器应用措施的处事器部门’打点通过多个客户时机见处事器的、多个用户共享的资源。表白‘客户机/处事器措施的处事器部门’强大成果的最好例子应该是Web处事器，它通过Internet将HTML页通报给差异的Web用户。
Java编程语言中最根基的特点是在Java中建设的措施的代码的可移植性。因为具有其他语言所不具备的代码可移植性，Java答允用户只要编写一次应用措施，就可以在任何客户机系统上宣布它，并可以让客户机系统表明该措施。这意味着：你只要写一次代码，就能使其在任何平台上运行。
2协议
当你伙伴侣攀谈时，你们遵循一些暗含的法则（或协议）。譬喻：你们俩不能同时开始措辞，或持续不中断地措辞。假如你们这样作的话，谁也不能领略对方所说的对象。当你措辞时，你的伴侣倾听，反之亦然。你们以两边都能领略的语言和速度举办对话。
当计较机之间举办通讯的时候，也需要遵循必然的法则。数据以包的形式从一台呆板发送到另一台。这些法则打点数据打包、数据传输速度和从头数据将其规复成原始形式。这些法则被称为网络协议。网络协议是通过网络举办通讯的系统所遵循的一系列法则和老例。连网软件凡是实现有坎坷条理之分的多层协议。网络协议的例子有：TCP/IP、UDP、AppleTalk和NetBEUI。
Java提供了一个富厚的、支持网络的类库，这些类使得应用措施能利便地会见网络资源。Java提供了两种通讯东西。它们是：利用用户报文协议（UDP）的报文和利用传输节制协议/因特网协议（TCP/IP）的Sockets（套接字）。
数据报包是一个字节数组从一个措施（发送措施）传送到另一个（接管措施）。由于数据报遵守UDP，不担保发出的数据包必需达到目标地。数据报并不是可信赖的。因此，仅当传送少量数据时才利用，并且发送者和接管者之间的间隔隔断不大，如果是网络交通岑岭，或接管措施正处理惩罚来自其他措施的多个请求，就有时机呈现数据报包的丢失。
Sockets套接字用TCP来举办通讯。套接字模子同其他模子对比，优越性在于其不受客户请求来自那里的影响。只要客户机遵循TCP/IP协议，处事器就会对它的请求提供处事。这意味着客户机可以是任何范例的计较机。客户机不再范围为UNIX、Windows、DOS或Macintosh平台，因此，网上所有遵循TCP/IP协议的计较机可以通过套接字相互通讯。
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3 Sockets套接字
3.1Sockets轮廓
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在客户机/处事器应用措施中，处事器提供象处理惩罚数据库查询或修改数据库中的数据之类的处事。产生在客户机和处事器之间的通讯必需是靠得住的，同时数据在客户机上的序次应该和处事器发送出来的序次沟通。
什么是套接字？
既然我们已经知道套接字饰演的脚色，那么剩下的问题是：什么是套接字？BruceEckel在他的《Java编程思想》一书中这样描写套接字：套接字是一种软件抽象，用于表达两台呆板之间的毗连“终端”。对付一个给定的毗连，每台呆板上都有一个套接字，您也可以想象它们之间有一条虚拟的“电缆”，“电缆”的每一端都插入到套接字中。虽然，呆板之间的物理硬件和电缆毗连都是完全未知的。抽象的全部目标是使我们无须知道不必知道的细节。
简言之，一台呆板上的套接字与另一台呆板上的套接字攀谈就建设一条通信通道。措施员可以用该通道来在两台呆板之间发送数据。当您发送数据时，TCP/IP协议栈的每一层城市添加适当的报头信息来包装数据。这些报头辅佐协议栈把您的数据送到目标地。好动静是Java语言通过"流"为您的代码提供数据，从而埋没了所有这些细节，这也是为什么它们有时候被叫做流套接字（streamingsocket）的原因。
把套接字想成两头电话上的听筒，我和您通过专用通道在我们的电话听筒上发言和凝听。直到我们抉择挂断电话，对话才会竣事（除非我们在利用蜂窝电话）。并且我们各自的电话线路都占线，直到我们挂断电话。
假如想在没有更高级机制如ORB（以及CORBA、RMI、IIOP等等）开销的环境下举办两台计较机之间的通信，那么套接字就适合您。套接字的初级细节相当棘手。幸运的是，Java平台给了您一些固然简朴但却强大的更高级抽象，使您可以容易地建设和利用套接字。
传输节制协议（TCP）提供了一条靠得住的、点对点的通讯通道，客户机/处事器应用措施可以用该通道相互通讯。要通过TCP举办通讯，客户机和处事器措施成立毗连并绑定套接字。套接字用于处理惩罚通过网络毗连的应用措施之间的通讯。客户机和处事器之间更深入的通讯通过套接字完成。
Java被设计成一种连网语言。它通过将毗连成果封装到套接字类里而使得网络编程越发容易。套接字类即Socket类（它建设一个客户套接字）和ServerSocket类（它建设一个处事器套接字）。套接字类大抵先容如下：
l Socket是基类，它支持TCP协议。TCP是一个靠得住的流网络毗连协议。Socket类提供了流输入/输出的要领，使得从套接字中读出数据和往套接字中写数据都很容易。该类对付编写因特网上的通讯措施而言是必不行少的。
l ServerSocket是一个因特网处事措施用来监听客户请求的类。ServerSocket实际上并不执行处事；而是建设了一个Socket工具来代表客户机。通讯由建设的工具来完成。
3.2IP地点和端口
因特网处事器可以被认为是一组套接字类，它们提供了一般称为处事的附加成果。处事的例子有：电子邮件、长途登录的Telnet、和通过网络传输文件的文件传输协议（FTP）。每种处事都与一个端口相接洽。端口是一个数值地点，通过它来处理惩罚处事请求（就象请求Web页一样）。
TCP协议需要两个数据项：IP地点和端标语。因此，当键入http://www.jinnuo.com时，你是如何进入金诺的主页呢？
因特网协议（IP）提供每一项网络设备。这些设备都带有一个称为IP地点的逻辑地点。由因特网协议提供的IP地点具有特定的形式。每个IP地点都是32位的数值，暗示4个范畴在0到255之间的8位数值金诺已经注册了它的名字，分派给http://www.jinnuo.com的IP地点为192.168.0.110。
留意：域名处事或DNS处事是将http://www.jinnuo.com翻译成192.168.0.110的处事。这使你可以键入http://www.jinnuo.com而不必记着IP地点。想象一下，怎么大概记着所有需要会见的站点的IP地点！有趣的是一个网络名可以映射到很多IP地点。对付常常会见的站点大概需要这一成果，因为这些站点容纳大量的信息，并需要多个IP地点来提供业务处事。譬喻：192.168.0.110的实际的内部名称为http://www.jinnuo.com。DNS可以将分派给jinnuoLtd.的一系列IP地点翻译成http://www.jinnuo.com。
假如没有指明端标语，则利用处事文件中处事器的端口。每种协议有一个缺省的端标语，在端标语未指明时利用该缺省端标语。
端标语 应用
21 FTP.传输文件
23 Telnet.提供长途登录
25 SMTP.通报邮件信息
67 BOOTP.在启动时提供设置环境
80 HTTP.传输Web页
109 POP.利用户能会见长途系统中的邮箱
让我们再来看一下URl ：http://www.jinnuo.com
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URL的第一部门（http）意味着你正在利用超文本传输协议（HTTP），该协议处理惩罚Web文档。假如没有指明文件，大大都的Web处事器会取一个叫index.html文件。因此，IP地点和端口既可以通过明晰指出URL各部门来抉择，也可以由缺省值抉择。
4 建设Socket客户
我们将在本部门接头的示例将阐发在Java代码中如何利用Socket和ServerSocket。客户机用Socket毗连随处事器。处事器用ServerSocket在端口1001侦听。客户机请求处事器C:驱动器上的文件内容。
建设RemoteFileClient类
1.import java.io.*;
2.import java.net.*;
3.public class RemoteFileClient {
4. protected BufferedReader socketReader;
5. protected PrintWriter socketWriter;
6. protected String hostIp;
7. protected int hostPort;
8. //结构要领
9. public RemoteFileClient(String hostIp, int hostPort) {
10. this.hostIp = hostIp;
11. this.hostPort=hostPort;
12. }
13. //向处事器请求文件的内容
14. public String getFile(String fileNameToGet) {
15. StringBuffer fileLines = new StringBuffer();
16. try {
17. socketWriter.println(fileNameToGet);
18. socketWriter.flush();
19. String line = null;
20. while((line=socketReader.readLine())!=null)
21. fileLines.append(line+"\n");
22. }
23. catch(IOException e) {
24. System.out.println("Error reading from file: "+fileNameToGet);
25. }
26. return fileLines.toString();
27. }
28. //毗连到长途处事器
29. public void setUpConnection() {
30. try {
31. Socket client = new Socket(hostIp,hostPort);
32. socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
33. socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());
34. }
35. catch(UnknownHostException e) {
36. System.out.println("Error1 setting up socket connection: unknown host at "+hostIp+":"+hostPort);
37. }
38. catch(IOException e) {
39. System.out.println("Error2 setting up socket connection: "+e);
40. }
41. }
42. //断开长途处事器
43. public void tearDownConnection() {
44. try {
45. socketWriter.close();
46. socketReader.close();
47. }catch(IOException e) {
48. System.out.println("Error tearing down socket connection: "+e);
49. }
50. }
51. public static void main(String args[]) {
52. RemoteFileClient remoteFileClient = new RemoteFileClient("127.0.0.1",1001);
53. remoteFileClient.setUpConnection();
54. StringBuffer fileContents = new StringBuffer();
55. fileContents.append(remoteFileClient.getFile("RemoteFileServer.java"));
56. //remoteFileClient.tearDownConnection();
57. System.out.println(fileContents);
58. }
59.}
首先我们导入java.net和java.io。java.net包为您提供您需要的套接字东西。java.io包为您提供对流举办读写的东西，这是您与TCP套接字通信的独一途径。
我们给我们的类实例变量以支持对套接字流的读写和存储我们将毗连到的长途主机的具体信息。
我们类的结构器有两个参数：长途主机的IP地点和端标语各一个，并且结构器将它们赋给实例变量。
我们的类有一个main()要领和三个其它要领。稍后我们将探究这些要领的细节。此刻您只需知道setUpConnection()将毗连到长途处事器，getFile()将向长途处事器请求fileNameToGet的内容以及tearDownConnection()将从长途处事器上断开。
实现main()
这里我们实现main()要领，它将建设RemoteFileClient并用它来获取长途文件的内容，然后打印功效。main()要领用主机的IP地点和端标语实例化一个新RemoteFileClient（客户机）。然后，我们汇报客户机成立一个到主机的毗连。接着，我们汇报客户机获取主机上一个指定文件的内容。最后，我们汇报客户机断开它到主机的毗连。我们把文件内容打印到节制台，只是为了证明一切都是按打算举办的。
成立毗连
这里我们实现setUpConnection()要领，它将建设我们的Socket并让我们会见该套接字的流：
1.public void setUpConnection() {
2. try {
3. Socket client = new Socket(hostIp,hostPort);
4. socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
5. socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());
6. }
7. catch(UnknownHostException e) {
8. System.out.println("Error1 setting up socket connection: unknown host at "+hostIp+":"+hostPort);
9. }
10. catch(IOException e) {
11. System.out.println("Error2 setting up socket connection: "+e);
12. }
13. }
setUpConnection()要领用主机的IP地点和端标语建设一个Socket：
Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);
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我们把Socket的InputStream包装进BufferedReader以使我们可以或许读取流的行。然后，我们把Socket的OutputStream包装进PrintWriter以使我们可以或许发送文件请求随处事器：
socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());
请记着我们的客户机和处事器只是往返传送字节。客户机和处事器都必需知道另一方即将发送的是什么以使它们可以或许作出适当的响应。在这个案例中，处事器知道我们将发送一条有效的文件路径。
当您实例化一个Socket时，将抛出UnknownHostException。这里我们不出格处理惩罚它，但我们打印一些信息到节制台以汇报我们产生了什么错误。同样地，当我们试图获取Socket的InputStream或OutputStream时，假如抛出了一个一般IOException，我们也打印一些信息到节制台。
与主机攀谈
这里我们实现getFile()要领，它将汇报处事器我们想要什么文件并在处事器传回其内容时吸收该内容。
1.public String getFile(String fileNameToGet) {
2. StringBuffer fileLines = new StringBuffer();
3. try {
4. socketWriter.println(fileNameToGet);
5. socketWriter.flush();
6. String line = null;
7. while((line=socketReader.readLine())!=null)
8. fileLines.append(line+"\n");
9. }
10. catch(IOException e) {
11. System.out.println("Error reading from file: "+fileNameToGet);
12. }
13. return fileLines.toString();
14. }
对getFile()要领的挪用要求一个有效的文件路径String。它首先建设名为fileLines的StringBuffer，fileLines用于存储我们读自处事器上的文件的每一行。
StringBuffer fileLines = new StringBuffer();
在try{}catch{}块中，我们用PrintWriter把请求发送到主机，PrintWriter是我们在建设毗连期间成立的。
socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();
请留意这里我们是flush()该PrintWriter，而不是封锁它。这迫使数据被发送随处事器而不封锁Socket。
一旦我们已经写到Socket，我们就但愿有一些响应。我们不得不在Socket的InputStream上期待它，我们通过在while轮回中挪用BufferedReader上的readLine()来到达这个目标。我们把每一个返回行附加到fileLinesStringBuffer（带有一个换行符以掩护行）：
String line = null;
while((line=socketReader.readLine())!=null)
fileLines.append(line+"\n");
断开毗连
这里我们实现tearDownConnection()要领，它将在我们利用完毕毗连后认真“排除”。tearDownConnection()要领只是别离封锁我们在Socket的InputStream和OutputStream上建设的BufferedReader和PrintWriter。这样做会封锁我们从Socket获取的底层流，所以我们必需捕获大概的IOException。
