一種基于Java的網(wǎng)絡(luò)通信程序

0 引 言
    在信息化社會(huì)發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸滲透到各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)生活的方方面面。資源共享、文件傳輸?shù)燃夹g(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中顯得尤為重要。瀏覽器將FTP集成其中之后，用戶可輕易利用瀏覽器通過超鏈接下載服務(wù)器所開放的任意文件，以達(dá)到資源共享的目的。FTP不僅允許從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上獲取、下載文件；另一方面，也可將文件從本地機(jī)拷貝傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。
    Java是一門適合于分布式計(jì)算環(huán)境、尤其是Inter-net程序設(shè)計(jì)的語言。Java在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中可以完成資源共享、文件傳輸這一重要任務(wù)。Java不僅具有很好的安全性和可移植性，還為Internet編程提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)類庫支持。

1 流式網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制
    流式Socket所完成的通信是一種基于連接的通信，即在通信開始之前先由通信雙方確認(rèn)身份并建立一條專用的虛擬連接通道，然后它們通過這條通道傳輸數(shù)據(jù)信息進(jìn)行通信，當(dāng)通信結(jié)束時(shí)再將原先所建立的連接拆除。Server端首先在某端口提供一個(gè)監(jiān)聽Client請(qǐng)求的監(jiān)聽服務(wù)并處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)Client端向該Server端口提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，Server端和Client端就建立了一個(gè)連接和一條傳輸數(shù)據(jù)的通道；當(dāng)通道結(jié)束時(shí)，這個(gè)連接通道將被同時(shí)拆除。
    連接的建立和拆除增加了程序的復(fù)雜性，同時(shí)在通信過程中始終保持連接也會(huì)占用系統(tǒng)的內(nèi)存等資源，所以只適用于集中、連續(xù)的通信。
    ServerSocket類和Socket類是用Java實(shí)現(xiàn)流式Socket通信工具。創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket對(duì)象就創(chuàng)建了一個(gè)監(jiān)聽服務(wù)，創(chuàng)建一個(gè)Socket對(duì)象就建立了一個(gè)Client與Server間的連接。
1.1 ServerSocket類
    創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket類，同時(shí)在運(yùn)行該語句的計(jì)算機(jī)的指定端口處建立一個(gè)監(jiān)聽服務(wù)，如：
    ServerSocket MyListener=new ServerSocket(600)；
    這里指定提供監(jiān)聽服務(wù)的端口是600，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)提供多個(gè)服務(wù)，這些不同的服務(wù)之間通過端口號(hào)來區(qū)別，不同的端口號(hào)上提供不同的服務(wù)。為了隨時(shí)監(jiān)聽可能的Client請(qǐng)求，執(zhí)行如下的語句：
    Socket LinkSocket=MyListener．a(chǎn)ccept()；
    該語句調(diào)用了ServerSocket對(duì)象的accept()方法，這個(gè)方法的執(zhí)行將使Server端的程序處于等待狀態(tài)，程序?qū)⒁恢弊枞钡讲蹲降揭粋€(gè)來自Client端的請(qǐng)求，并返回一個(gè)用于與該Client通信的Socket對(duì)象Link-Socket。此后Server程序只要向這個(gè)Socket對(duì)象讀寫數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)端的Client讀寫數(shù)據(jù)。結(jié)束監(jiān)聽時(shí)，關(guān)閉ServerSocket對(duì)象：
    Mylistener．close()；
1．2 Socket類
    當(dāng)Client程序需要從Server端獲取信息及其他服務(wù)時(shí)，應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)Socket對(duì)象：
    Socket MySocket=new Socket(“ServerComput-erName”，600)；
    Socket類的構(gòu)造函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是欲連接到的Server計(jì)算機(jī)的主機(jī)地址，第二個(gè)參數(shù)是該Server機(jī)上提供服務(wù)的端口號(hào)。
    Socket對(duì)象建立成功之后，就可以在Client和Server之間建立一個(gè)連接，并通過這個(gè)連接在兩個(gè)端點(diǎn)之間傳遞數(shù)據(jù)。利用Socket類的方法getOutput-Stream()和getInputStream()分別獲得向Socket讀寫數(shù)據(jù)的輸入／輸出流，最后將從Server端讀取的數(shù)據(jù)重新返還到Server端。
    當(dāng)Server和Client端的通信結(jié)束時(shí)，可以調(diào)用Socket類的close()方法關(guān)閉Socket，拆除連接。

2 服務(wù)器端程序設(shè)計(jì)
    在服務(wù)器端，利用ServerSocket類的構(gòu)造函數(shù)ServerSocket(int port)創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket類的對(duì)象，port參數(shù)傳遞端口，這個(gè)端口就是服務(wù)器監(jiān)聽連接請(qǐng)求的端口，如果在這時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤將拋出IOException異常對(duì)象，否則將創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象并開始準(zhǔn)備接收連接請(qǐng)求。
    服務(wù)程序從調(diào)用ServerSocket的accept()方法開始，直到連接建立。在建立連接后，accept()返回一個(gè)最近創(chuàng)建的Socket對(duì)象，該Socket對(duì)象綁定了客戶程序的IP地址或端口號(hào)。
    基于上述原理，服務(wù)器端的通信程序如下：

   

   
    上述程序中，使用了多線程機(jī)制。JavaServer和service對(duì)象本身都是一個(gè)線程。JavaServer對(duì)象首先創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket對(duì)象，并啟動(dòng)線程的運(yùn)行。它的run()方法用于監(jiān)聽來自客戶機(jī)的連接。每當(dāng)有一個(gè)新的客戶機(jī)連接時(shí)，ServerSocket就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的Socket類實(shí)例，并創(chuàng)建一個(gè)service對(duì)象，同時(shí)啟動(dòng)這個(gè)對(duì)象的線程。每個(gè)service對(duì)象用于完成與客戶機(jī)通信、提供服務(wù)的任務(wù)。這樣服務(wù)器可以同時(shí)與多個(gè)客戶機(jī)連接，同時(shí)為多個(gè)客戶機(jī)提供服務(wù)。當(dāng)從標(biāo)準(zhǔn)輸入中接收到quit字符串時(shí)，服務(wù)器退出運(yùn)行。

3 客戶端程序設(shè)計(jì)
    當(dāng)客戶程序需要與服務(wù)器程序通信時(shí)，需在客戶機(jī)創(chuàng)建一個(gè)Socket對(duì)象。Socket類有構(gòu)造函數(shù)Socket(InetAddress addr，int port)和Socket(String host，intport)，兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)都創(chuàng)建了一個(gè)基于Socket的連接服務(wù)器端流套接字的流套接字。對(duì)于第一個(gè)InetAd-dress子類對(duì)象通過addr參數(shù)獲得服務(wù)器主機(jī)的IP地址，對(duì)于第二個(gè)函數(shù)host參數(shù)包被分配到InetAddress對(duì)象中，如果沒有IP地址與host參數(shù)相一致，那么將拋出UnknownHostException異常對(duì)象。兩個(gè)函數(shù)都通過參數(shù)port獲得服務(wù)器的端口號(hào)。假設(shè)已經(jīng)建立連接了，網(wǎng)絡(luò)API將在客戶端基于Socket的流套接字中捆綁客戶程序的IP地址和任意一個(gè)端口號(hào)，否則兩個(gè)函數(shù)都會(huì)拋出一個(gè)IOException對(duì)象。
    如果創(chuàng)建了一個(gè)Socket對(duì)象，那么它可通過get-InputStream()方法從服務(wù)程序獲得輸入流讀傳送來的信息，也可通過調(diào)用getOutputStream()方法獲得輸出流來發(fā)送消息。在讀寫活動(dòng)完成之后，客戶程序調(diào)用close()方法關(guān)閉流和流套接字。
    在下面客戶機(jī)端的通信程序中，首先創(chuàng)建一個(gè)Socket對(duì)象，用于與服務(wù)器通信，它從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)傳給服務(wù)器，再從服務(wù)器讀取應(yīng)答信息，然后把這些應(yīng)答信息寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出。當(dāng)讀取了5行的數(shù)據(jù)后，客戶機(jī)程序?qū)⑼顺鲞\(yùn)行。

   

4 結(jié) 語
    采用Java語言編寫網(wǎng)絡(luò)通信程序非常簡(jiǎn)捷，緣于Java語言本身就是一門面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)編程語言，提供了多個(gè)可用于訪問標(biāo)準(zhǔn)Internet協(xié)議的類庫，從而支持多種Internet協(xié)議，包括：FTP，HTTP，NNTP和WWW等，極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)。事實(shí)上，用Java語言還可以方便地編寫出功能完善的其他應(yīng)用程序。