} } }

    Java回顾之收集通信

    添加时间:2013-5-3 点击量:

      第一篇:Java回顾之I/O


      


      在这篇文章里,我们首要评论辩论如何应用Java实现收集通信,包含TCP通信、UDP通信、多播以及NIO。


      TCP连接


      TCP的根蒂根基是Socket,在TCP连接中,我们会应用ServerSocket和Socket,当客户端和办事器建树连接今后,剩下的根蒂根基就是对I/O的把握了。


      我们先来看一个简单的TCP通信,它分为客户端和办事器端。


      客户端代码如下:


    简单的TCP客户端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class SimpleTcpClient {
    4
    5 public static void main(String[] args) throws IOException
    6 {
    7 Socket socket = null;
    8 BufferedReader br = null;
    9 PrintWriter pw = null;
    10 BufferedReader brTemp = null;
    11 try
    12 {
    13 socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);
    14 br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    15 pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    16 brTemp = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    17 whiletrue
    18 {
    19 String line = brTemp.readLine();
    20 pw.println(line);
    21 pw.flush();
    22 if (line.equals(end)) break;
    23 System.out.println(br.readLine());
    24 }
    25 }
    26 catch(Exception ex)
    27 {
    28 System.err.println(ex.getMessage());
    29 }
    30 finally
    31 {
    32 if (socket != null) socket.close();
    33 if (br != null) br.close();
    34 if (brTemp != null) brTemp.close();
    35 if (pw != null) pw.close();
    36 }
    37 }
    38 }



      办事器端代码如下:


    简单版本TCP办事器端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class SimpleTcpServer {
    4
    5 public static void main(String[] args) throws IOException
    6 {
    7 ServerSocket server = null;
    8 Socket client = null;
    9 BufferedReader br = null;
    10 PrintWriter pw = null;
    11 try
    12 {
    13 server = new ServerSocket(5678);
    14 client = server.accept();
    15 br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
    16 pw = new PrintWriter(client.getOutputStream());
    17 whiletrue
    18 {
    19 String line = br.readLine();
    20 pw.println(Response: + line);
    21 pw.flush();
    22 if (line.equals(end)) break;
    23 }
    24 }
    25 catch(Exception ex)
    26 {
    27 System.err.println(ex.getMessage());
    28 }
    29 finally
    30 {
    31 if (server != null) server.close();
    32 if (client != null) client.close();
    33 if (br != null) br.close();
    34 if (pw != null) pw.close();
    35 }
    36 }
    37 }



      这里的办事器的功能很是简单,它接管客户端发来的消息,然后将消息“原封不动”的返回给客户端。当客户端发送“end”时,通信停止。


      上方的代码根蒂根基上勾画了TCP通信过程中,客户端和办事器端的首要框架,我们可以发明,上述的代码中,办事器端在任何时刻,都只能处理惩罚来自客户端的一个恳求,它是串行处理惩罚的,不克不及并行,这和我们印象里的办事器处理惩罚体式格式不太雷同,我们可认为办事器添加多线程,当一个客户端的恳求进入后,我们就创建一个线程,来处理惩罚对应的恳求。


      改良后的办事器端代码如下:


    多线程版本的TCP办事器端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class SmartTcpServer {
    4 public static void main(String[] args) throws IOException
    5 {
    6 ServerSocket server = new ServerSocket(5678);
    7 whiletrue
    8 {
    9 Socket client = server.accept();
    10 Thread thread = new ServerThread(client);
    11 thread.start();
    12 }
    13 }
    14 }
    15
    16 class ServerThread extends Thread
    17 {
    18 private Socket socket = null;
    19
    20 public ServerThread(Socket socket)
    21 {
    22 this.socket = socket;
    23 }
    24
    25 public void run() {
    26 BufferedReader br = null;
    27 PrintWriter pw = null;
    28 try
    29 {
    30 br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    31 pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    32 whiletrue
    33 {
    34 String line = br.readLine();
    35 pw.println(Response: + line);
    36 pw.flush();
    37 if (line.equals(end)) break;
    38 }
    39 }
    40 catch(Exception ex)
    41 {
    42 System.err.println(ex.getMessage());
    43 }
    44 finally
    45 {
    46 if (socket != null
    47 try {
    48 socket.close();
    49 } catch (IOException e1) {
    50 e1.printStackTrace();
    51 }
    52 if (br != null
    53 try {
    54 br.close();
    55 } catch (IOException e) {
    56 e.printStackTrace();
    57 }
    58 if (pw != null) pw.close();
    59 }
    60 }
    61 }



      批改后的办事器端,就可以同时处理惩罚来自客户端的多个恳求了。


      在编程的过程中,我们会有“资料”的概念,例如数据库连接就是一个典范的资料,为了提拔机能,我们凡是不会直接烧毁数据库连接,而是应用数据库连接池的体式格式来对多个数据库连接进行经管,已实现重用的目标。对于Socket连接来说,它也是一种资料,的法度须要多量的Socket连接时,若是每个连接都须要从头建树,那么将会是一件很是没有效力的做法。


      和数据库连接池类似,我们也可以设计TCP连接池,这里的思路是我们用一个数组来保持多个Socket连接,别的一个状况数组来描述每个Socket连接是否正在应用,当法度须要Socket连接时,我们遍历状况数组,取出第一个没被应用的Socket连接,若是所有连接都在应用,抛出异常。这是一种很直观简单的“调剂策略”,在很多开源或者贸易的框架中(Apache/Tomcat),都邑有类似的“资料池”。


      TCP连接池的代码如下:


    一个简单的TCP连接池

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class TcpConnectionPool {
    4
    5 private InetAddress address = null;
    6 private int port;
    7 private Socket[] arrSockets = null;
    8 private boolean[] arrStatus = null;
    9 private int count;
    10
    11 public TcpConnectionPool(InetAddress address, int port, int count)
    12 {
    13 this.address = address;
    14 this.port = port;
    15 this .count = count;
    16 arrSockets = new Socket[count];
    17 arrStatus = new boolean[count];
    18
    19 init();
    20 }
    21
    22 private void init()
    23 {
    24 try
    25 {
    26 forint i = 0; i < count; i++
    27 {
    28 arrSockets[i] = new Socket(address.getHostAddress(), port);
    29 arrStatus[i] = false;
    30 }
    31 }
    32 catch(Exception ex)
    33 {
    34 System.err.println(ex.getMessage());
    35 }
    36 }
    37
    38 public Socket getConnection()
    39 {
    40 if (arrSockets == null) init();
    41 int i = 0;
    42 for(i = 0; i < count; i++
    43 {
    44 if (arrStatus[i] == false
    45 {
    46 arrStatus[i] = true;
    47 break;
    48 }
    49 }
    50 if (i == count) throw new RuntimeException(have no connection availiable for now.);
    51
    52 return arrSockets[i];
    53 }
    54
    55 public void releaseConnection(Socket socket)
    56 {
    57 if (arrSockets == null) init();
    58 forint i = 0; i < count; i++
    59 {
    60 if (arrSockets[i] == socket)
    61 {
    62 arrStatus[i] = false;
    63 break;
    64 }
    65 }
    66 }
    67
    68 public void reBuild()
    69 {
    70 init();
    71 }
    72
    73 public void destory()
    74 {
    75 if (arrSockets == nullreturn;
    76
    77 forint i = 0; i < count; i++
    78 {
    79 try
    80 {
    81 arrSockets[i].close();
    82 }
    83 catch(Exception ex)
    84 {
    85 System.err.println(ex.getMessage());
    86 continue;
    87 }
    88 }
    89 }
    90 }



      UDP连接


      UDP是一种和TCP不合的连接体式格式,它凡是应用在对及时性请求很高,断定请求不高的场合,例如在线视频。UDP会有“丢包”的景象产生,在TCP中,若是Server没有启动,Client发消息时,会报出异常,但对UDP来说,不会产生任何异常。


      UDP通信应用的两个类时DatagramSocket和DatagramPacket,后者存放了通信的内容。


      下面是一个简单的UDP通信例子,同TCP一样,也分为Client和Server两项目组,Client端代码如下:


    UDP通信客户端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class UdpClient {
    4
    5 public static void main(String[] args)
    6 {
    7 try
    8 {
    9 InetAddress host = InetAddress.getLocalHost();
    10 int port = 5678;
    11 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    12 whiletrue
    13 {
    14 String line = br.readLine();
    15 byte[] message = line.getBytes();
    16 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length, host, port);
    17 DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
    18 socket.send(packet);
    19 socket.close();
    20 if (line.equals(end)) break;
    21 }
    22 br.close();
    23 }
    24 catch(Exception ex)
    25 {
    26 System.err.println(ex.getMessage());
    27 }
    28 }
    29 }



      Server端代码如下:


    UDP通信办事器端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class UdpServer {
    4
    5 public static void main(String[] args)
    6 {
    7 try
    8 {
    9 int port = 5678;
    10 DatagramSocket dsSocket = new DatagramSocket(port);
    11 byte[] buffer = new byte[1024];
    12 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
    13 whiletrue
    14 {
    15 dsSocket.receive(packet);
    16 String message = new String(buffer, 0, packet.getLength());
    17 System.out.println(packet.getAddress().getHostName() + : + message);
    18 if (message.equals(end)) break;
    19 packet.setLength(buffer.length);
    20 }
    21 dsSocket.close();
    22 }
    23 catch(Exception ex)
    24 {
    25 System.err.println(ex.getMessage());
    26 }
    27 }
    28 }



      这里,我们也假设和TCP一样,当Client发出“end”消息时,认为通信停止,但其实如许的设计不是须要的,Client端可以随时断开,并不须要关怀Server端状况。


      多播(Multicast)


      多播采取和UDP类似的体式格式,它会应用D类IP地址和标准的UDP端标语,D类IP地址是指224.0.0.0到239.255.255.255之间的地址,不包含224.0.0.0。


      多播会应用到的类是MulticastSocket,它有两个办法须要存眷:joinGroup和leaveGroup。


      下面是一个多播的例子,Client端代码如下:


    多播通信客户端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class MulticastClient {
    4
    5 public static void main(String[] args)
    6 {
    7 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    8 try
    9 {
    10 InetAddress address = InetAddress.getByName(230.0.0.1);
    11 int port = 5678;
    12 whiletrue
    13 {
    14 String line = br.readLine();
    15 byte[] message = line.getBytes();
    16 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length, address, port);
    17 MulticastSocket multicastSocket = new MulticastSocket();
    18 multicastSocket.send(packet);
    19 if (line.equals(end)) break;
    20 }
    21 br.close();
    22 }
    23 catch(Exception ex)
    24 {
    25 System.err.println(ex.getMessage());
    26 }
    27 }
    28 }



      办事器端代码如下:


    多播通信办事器端

     1 import java.net.;
    
    2 import java.io.;
    3 public class MulticastServer {
    4
    5 public static void main(String[] args)
    6 {
    7 int port = 5678;
    8 try
    9 {
    10 MulticastSocket multicastSocket = new MulticastSocket(port);
    11 InetAddress address = InetAddress.getByName(230.0.0.1);
    12 multicastSocket.joinGroup(address);
    13 byte[] buffer = new byte[1024];
    14 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
    15 whiletrue
    16 {
    17 multicastSocket.receive(packet);
    18 String message = new String(buffer, packet.getLength());
    19 System.out.println(packet.getAddress().getHostName() + : + message);
    20 if (message.equals(end)) break;
    21 packet.setLength(buffer.length);
    22 }
    23 multicastSocket.close();
    24 }
    25 catch(Exception ex)
    26 {
    27 System.err.println(ex.getMessage());
    28 }
    29 }
    30 }



      NIO(New IO)


      NIO是JDK1.4引入的一套新的IO API,它在缓冲区经管、收集通信、文件存取以及字符集操纵方面有了新的设计。对于收集通信来说,NIO应用了缓冲区和通道的概念。


      下面是一个NIO的例子,和我们上方提到的代码风格有很大的不合。


    NIO例子

     1 import java.io.;
    
    2 import java.nio.;
    3 import java.nio.channels.;
    4 import java.nio.charset.;
    5 import java.net.;
    6 public class NewIOSample {
    7
    8 public static void main(String[] args)
    9 {
    10 String host=127.0.0.1;
    11 int port = 5678;
    12 SocketChannel channel = null;
    13 try
    14 {
    15 InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(host,port);
    16 Charset charset = Charset.forName(UTF-8);
    17 CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
    18 CharsetEncoder encoder = charset.newEncoder();
    19
    20 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    21 CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(1024);
    22
    23 channel = SocketChannel.open();
    24 channel.connect(address);
    25
    26 String request = GET / \r\n\r\n;
    27 channel.write(encoder.encode(CharBuffer.wrap(request)));
    28
    29 while((channel.read(buffer)) != -1
    30 {
    31 buffer.flip();
    32 decoder.decode(buffer, charBuffer, false);
    33 charBuffer.flip();
    34 System.out.println(charBuffer);
    35 buffer.clear();
    36 charBuffer.clear();
    37 }
    38 }
    39 catch(Exception ex)
    40 {
    41 System.err.println(ex.getMessage());
    42 }
    43 finally
    44 {
    45 if (channel != null
    46 try {
    47 channel.close();
    48 } catch (IOException e) {
    49 // TODO Auto-generated catch block
    50 e.printStackTrace();
    51 }
    52 }
    53 }
    54 }



      上述代试图接见一个本地的网址,然后将其内容打印出来。

    读书,不要想着实用,更不要有功利心。读书只为了自身的修养。邂逅一本好书如同邂逅一位知己,邂逅一个完美之人。有时心生敬意,有时怦然心动。仿佛你心底埋藏多年的话,作者替你说了出来,你们在时光深处倾心相遇的一瞬间,情投意合,心旷神怡。
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