Перечислим наиболее интересные, на наш взгляд, методы класса Socket.

Прежде всего, это методы getInputStream и getOutputStream, предназначенные для создания входного и выходного потока, соответственно:

public InputStream getInputStream();

public OutputStream getOutputStream();

Эти потоки связаны с сокетом и должны быть использованы для передачи данных по каналу связи.

Методы getInetAddress и getPort позволяют определить адрес IP и номер порта, связанные с данным сокетом (для удаленного узла):

public InetAddress getInetAddress();

public int getPort();

Метод getLocalPort возвращает для данного сокета номер локального порта:

public int getLocalPort();

После того как работа с сокетом завершена, его необходимо закрыть методом close:

public void close();

И, наконец, метод toString возвращает текстовую строку, представляющую сокет:

public String toString();

Использование датаграммных сокетов

Как мы уже говорили, датаграммные сокеты не гарантируют доставку пакетов данных. Тем не менее, они работают быстрее потоковых и обеспечивают возможность широковещательной расслыки пакетов данных одновременно всем узлам сети. Последняя возможность используется не очень широко в сети Internet, однако в корпоративной сети Intranet вы вполне можете ей воспользоваться.

Для работы с датаграммными сокетами приложение должно создать сокет на базе класса DatagramSocket, а также подготовить объект класса DatagramPacket, в который будет записан принятый от партнера по сети блок данных.

Канал, а также входные и выходные потоки создавать не нужно. Данные передаются и принимаются методами send и receive, определенными в классе DatagramSocket.

Рассмотрим конструкторы и методы класса DatagramSocket, предназначенного для создания и использования датаграммных сокетов.

В классе DatagramSocket определены два конструктора, прототипы которых представлены ниже:

public DatagramSocket(int port);

public DatagramSocket();

Первый из этих конструкторов позволяет определить порт для сокета, второй предполагает использование любого свободного порта.

Обычно серверные приложения работают с использованием какого-то заранее определенного порта, номер которого известен клиентским приложениям. Поэтому для серверных приложений больше подходит первый из приведенных выше конструкторов.

Клиентские приложения, напротив, часто применяют любые свободные на локальном узле порты, поэтому для них годится конструктор без параметров.

Кстати, с помощью метода getLocalPort приложение всегда может узнать номер порта, закрепленного за данным сокетом:

public int getLocalPort();

Прием и передача данных на датаграммном сокете выполняется с помощью методов receive и send, соответственно:

public void receive(DatagramPacket p);

public void send(DatagramPacket p);

В качестве параметра этим методам передается ссылка на пакет данных (соответственно, принимаемый и передаваемый), определенный как объект класса DatagramPacket. Этот класс будет рассмотрен позже.

Еще один метод в классе DatagramSocket, которым вы будете пользоваться, это метод close, предназначенный для закрытия сокета:

public void close();

Напомним, что сборка мусора в Java выполняется только для объектов, находящихся в оперативной памяти. Такие объекты, как потоки и сокеты, вы должны закрывать после использования самостоятельно.

Как указать адрес сети?

Напомним, что адрес IP состоит из двух частей - адреса сети и адреса узла. Для разделения компонент 32-разрядного адреса IP используется 32-разрядная маска, в которой битам адреса сети соответствуют единицы, а битам адреса узла - нули.

Например, адрес узла может быть указан как 193.24.111.2. Исходя из значения старшего байта адреса, это сеть класса С, для которой по умолчанию используется маска 255.255.255.0. Следовательно, адрес сети будет такой: 193.24.111.0.

Связь с Web. Связь приложений Java с расширениями сервера Web

Итак, мы расказали вам, как приложения Java могут получать с сервера Web для обработки произвольные файлы, а также как они могут передавать данные друг другу с применением потоковых сокетов.

Однако наиболее впечатляющие возможности открываются, если организовать взаимодействие между приложением Java и расширением сервера Web, таким как CGI или ISAPI. В этом случае приложения или аплеты Java могли бы посылать произвольные данные расширению сервера Web для обработки, а затем получать результат этой обработки в виде файла.

Методика организации взаимодействия приложений Java и расширений сервера Web основана на применении классов URL и URLConnection.

Приложение Java, желающее работать с расширением сервера Web, создает объект класса URL для программы расширения (то есть для исполняемого модуля расширения CGI или библиотеки динамической компоновки DLL расширения ISAPI).

Далее приложение получает ссылку на канал передачи данных с этим расширением как объекта класса URLConnection. Затем, пользуясь методами getOutputStream и getInputStream из класса URLConnection, приложение создает с расширением сервера Web выходной и входной канал передачи данных.

Когда данные передаются приложением в выходной канал, созданный подобным образом, он попадает в стандартный поток ввода приложения CGI, как будто бы данные пришли методом POST из формы, определенной в документе HTML.

Обработав полученные данные, расширение CGI записывает их в свой стандартный выходной поток, после чего эти данные становятся доступны приложению Java через входной поток, открытый методом getInputStream класса URLConnection.

На рис. 1 показаны потоки данных для описанной выше схемы взаимодействия приложения Java и расширения сервреа Web с интерфейсом CGI.

Рис. 1. Взаимодействие приложения Java с расширением сервера Web на базе интерфейса CGI

Расширения ISAPI работают аналогично, однако они получают данные не из стандратного входного потока, а с помощью вызова специально предназначенной для этого функции интерфейса ISAPI. Вместо стандартного потока вывода также применяется специальная функция.

Класс URLConnection

Напомним, что в классе URL, рассмотренном нами в начале этой главы, мы привели прототип метода openConnection, возвращающий для заданного объекта класса URL ссылку на объект URLConnection: public URLConnection openConnection();

Что мы можем получить, имея ссылку на этот объект?

Прежде всего, пользуясь этой ссылкой, мы можем получить содержимое объекта, адресуемое соответствующим объектом URL, методом getContent: public Object getContent();

Заметим, что метод с таким же названием есть и в классе URL. Поэтому если все, что вы хотите сделать, это получение содержимое файла, адресуемое объектом класса URL, то нет никакой необходимости обращаться к классу URLConnection.

Метод getInputStream позволяет открыть входной поток данных, с помощью которого можно считать файл или получить данные от расширения сервера Web:

public InputStream getInputStream();

В классе URLConnection определен также метод getOutputStream, позволяющий открыть выходной поток данных:

public OutputStream getOutputStream();

Не следует думать, что этот поток можно использовать для записи файлов в каталоги сервера Web. Однако для этого потока есть лучшее применение - с его помощью можно передать данные расширению сервера Web.

Рассмотрим еще несколько полезных методов, определенных в классе URLConnection.

Метод connect предназначен для установки соединения с объектом, на который ссылается объект класса URL:

public abstract void connect();

Перед установкой соединения приложение может установить различные параметры соединения. Некоторые из методов, предназначенных для этого, приведены ниже:

setDefaultUseCaches

Включение или отключение кэширования по умолчанию

public void setDefaultUseCaches(

boolean defaultusecaches);

· setUseCaches

В классе URLConnection есть методы, позволяющие определить значения параметров, установленных только что описанными методами:

public boolean getDefaultUseCaches();

public boolean getUseCaches();

public boolean getDoInput();

public boolean getDoOutput();

public long getIfModifiedSince();

Определенный интерес могут представлять методы, предназначенные для извлечения информации из заголовка протокола HTTP:

· getContentEncoding

Другие методы, определенные в классе URLConnection, позволяют получить все заголовки или заголовки с заданным номером, а также другую информацию о соединении. При необходимости вы найдете описание этих методов в справочной системе Java.

Попробуем теперь на практике применить технологию передачи файлов из каталога сервера Web в аплет для локальной обработки. Наше следующее приложение с названием ShowChart получает небольшой текстовый файл с исходными данными для построения круговой диаграммы, содержимое которого представлено ниже:

10,20,5,35,11,10,3,6,80,10,20,5,35,11,10,3,6,80

В этом файле находятся численные значения углов для отдельных секторов диаграммы, причем сумма этих значений равна 360 градусам. Наш аплет принимает этот файл через сеть и рисует круговую диаграмму, показанную на рис. 2.

Рис. 2. Круговая диаграмма, построенная на базе исходных данных, полученных через сеть

Файл исходных данных занимает всего 49 байт, поэтому он передается по сети очень быстро. Если бы мы передавали графическое изображение этой диаграммы, статическое или динамическое, подготовленное, например, расширением сервера CGI или ISAPI, объем передаваемых по сети данных был бы намного больше.

Исходные тексты аплета ShowChart

Исходный текст приложения ShowChart приведен в листинге 1.

Листинг 1. Файл ShowChart.java

import java.applet.*;

import java.awt.*;

import java.net.*;

import java.io.*;

import java.util.*;

public class ShowChart extends Applet

{

URL SrcURL;

Object URLContent;

int errno = 0;

String str;

byte buf[] = new byte[200];

public String getAppletInfo()

{

return "Name: ShowChart";

}

public void init()

{

try

{

SrcURL = new URL(

"http://frolov/chart.txt");

try

{

InputStream is = SrcURL.openStream();

is.read(buf);

str = new String(buf, 0);

}

catch (IOException ioe)

{

showStatus("read exception");

errno = 1;

}

}

catch (MalformedURLException uex)

{

showStatus(

"MalformedURLException exception");

errno = 2;

}

}

public void paint(Graphics g)

{

Integer AngleFromChart = new Integer(0);

int PrevAngle = 0;

int rColor, gColor, bColor;

Dimension dimAppWndDimension = getSize();

g.setColor(Color.yellow);

g.fillRect(0, 0,

dimAppWndDimension.width - 1,

dimAppWndDimension.height - 1);

g.setColor(Color.black);

g.drawRect(0, 0,

dimAppWndDimension.width - 1,

dimAppWndDimension.height - 1);

showStatus(str);

StringTokenizer st =

new StringTokenizer(str, ",\r\n");

while(st.hasMoreElements())

{

rColor = (int)(255 * Math.random());

gColor = (int)(255 * Math.random());

bColor = (int)(255 * Math.random());

g.setColor(new Color(rColor,

gColor, bColor));

String angle =

(String)st.nextElement();

AngleFromChart = new Integer(angle) ;

g.fillArc(0, 0, 200, 200,

PrevAngle,

AngleFromChart.intValue());

PrevAngle += AngleFromChart.intValue();

}

}

}

Исходный текст документа HTML, созданного автоматически для нашего аплета, представлен в листинге 2.

Листинг 2. Файл ShowChart.tmp.html

<applet

name="ShowChart"

code="ShowChart"

codebase=

"file:/e:/Sun/Articles/vol12/src/ShowChart"

width="200"

height="200"

align="Top"

alt="If you had a java-enabled browser,

you would see an applet here.">

<hr>If your browser recognized

the applet tag,

you would see an applet here.

<hr>

</applet>

Описание исходного текста аплета ShowChart

Аплет ShowChart получает содержимое файла исходных данных для построения круговой диаграммы с помощью класса URL. Как вы увидите, для получения содержимого этого файла оно создает поток ввода явным образом.

Поля класса ShowChart

В классе ShowChart определены пять полей.

URL SrcURL;

Object URLContent;

int errno = 0;

String str;

byte buf[] = new byte[200];

Поле SrcURL класса URL хранит адрес URL файла исходных данных для круговой диаграммы. В поле URLContent типа Object будет переписано содержимое этого файла. В поле errno хранится текущий код ошибки, если она возникла, или нулевое значение, если все операции были выполнены без ошибок.

Поле str хранит принятую строку, которая предварительно записывается во временный буфер buf.

Метод init

Во время инициализации метод init создает объект класса URL для файла исходных данных:

SrcURL = new URL("http://frolov/chart.txt");

Здесь для упрощения исходного текста мы указали адрес URL файла данных непосредственно в программе, однако вы можете передать этот адрес аплету через параметр в документе HTML.

Далее для нашего объекта URL мы создаем поток ввода и получаем содержимое файла (то есть исходные данные для построения диаграммы):

InputStream is = SrcURL.openStream();

is.read(buf);

Принятые данные записываются в буфер buf и затем преобразуются к типу String с помощью соответствующего конструктора:

str = new String(buf, 0);

Если при создании объекта класса URL возникло исключение, метод init записывает в поле errno код ошибки, равный 2, записывая при этом в строку состояния браузера сообщение "MalformedURLException exception".

В том случае, когда объект класса URL создан успешно, а исключение возникло в процессе чтения содержимого файла, в поле errno записывается значение 1, а в строку состояния браузера - сообщение "read exception".

Метод paint

После раскрашивания фона окна аплета и рисования вокруг него рамки метод paint приступает к построению круговой диаграммы. Принятые данные отображаются в строке состояния браузера.

Далее создается разборщик строки исходных данных:

StringTokenizer st =

new StringTokenizer(sChart, ",\r\n");

В качестве разделителей для этого разборщика указывается запятая, символ возврата каретки и перевода строки.

Рисование секторов диаграммы выполняется в цикле, условием выхода из которого является завершение разбора строки исходных данных:

while(st.hasMoreElements())

{

. . .

}

Для того чтобы секторы диаграммы не сливались, они должны иметь разный цвет. Цвет сектора можно было бы передавать вместе со значением угла через файл исходных данных, однако мы применили более простой способ раскаршивания секторов - в случайные цвета. Мы получаем случайные компоненты цвета сектора, а затем выбираем цвет в контекст отображения:

rColor = (int)(255 * Math.random());

gColor = (int)(255 * Math.random());

bColor = (int)(255 * Math.random());

g.setColor(new Color(rColor,

gColor, bColor));

С помощью метода nextElement мы получаем очередное значение угла сектора и сохраняем его в переменной angle:

String angle = (String)st.nextElement();

Далее с помощью конструктора класса Integer это значение преобразуется в численное:

AngleFromChart = new Integer(angle);

Рисование сектора круговой диаграммы выполняется с помощью метода fillArc:

g.fillArc(0, 0, 200, 200,

PrevAngle, AngleFromChart.intValue());

В качестве начального значения угла сектора используется значение из переменной PrevAngle. Сразу после инициализации в эту переменную записывается нулевое значение.

Конечный угол сектора задается как AngleFromChart.intValue(), то есть указывается значение, полученное из принятого по сети файла исходных данных.

После завершения рисования очередного сектора круговой диаграммы начальное значение PrevAngle увеличивается на величину угла нарисованного сектора:

PrevAngle += AngleFromChart.intValue();

В качестве примера мы приведем исходные тексты двух приложений Java, работающих с потоковыми сокетами. Одно из этих приложений называется SocketServ и выполняет роль сервера, второе называется SocketClient и служит клиентом.

Приложение SocketServ выводит на консоль строку "Socket Server Application" и затем переходит в состояние ожидания соединения с клиентским приложением SocketClient.

Приложение SocketClient устанавливает соединение с сервером SocketServ, используя потоковый сокет с номером 9999 (этот номер выбран нами произвольно). Далее клиентское приложение выводит на свою консоль приглашение для ввода строк. Введенные строки отображаются на консоли и передаются серверному приложению. Сервер, получив строку, отображает ее в своем окне и посылает обратно клиенту. Клиент выводит полученную от сервера строку на консоли.

Когда пользователь вводит строку "quit", цикл ввода и передачи строк завершается.

Весь процесс показан на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Окно клиентского приложения

Рис. 4. Окно серверного приложения

Здесь в окне клиентского приложения мы ввели несколько строк, причем последняя строка была строкой "quit", завершившая работу приложений.

Исходный текст серверного приложения SocketServ

Исходный текст серверного приложения SocketServ приведен в листинге 3.

Листинг 3. Файл SocketServ.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

public class SocketServ

{

public static void main(String args[])

{

byte bKbdInput[] = new byte[256];

ServerSocket ss;

Socket s;

InputStream is;

OutputStream os;

try

{

System.out.println(

"Socket Server Application");

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

try

{

ss = new ServerSocket(9999);

s = ss.accept();

is = s.getInputStream();

os = s.getOutputStream();

byte buf[] = new byte[512];

int lenght;

while(true)

{

lenght = is.read(buf);

if(lenght == -1)

break;

String str = new String(buf, 0);

StringTokenizer st;

st = new StringTokenizer(

str, "\r\n");

str = new String(

(String)st.nextElement());

System.out.println("> " + str);

os.write(buf, 0, lenght);

os.flush();

}

is.close();

os.close();

s.close();

ss.close();

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

try

{

System.out.println(

"Press <Enter> to terminate

application...");

System.in.read(bKbdInput);

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

}

}

Описание исходного текста серверного приложения SocketServ

В методе main, получающем управление сразу после запуска приложения, мы определили несколько переменных.

Массив bKbdInput размером 256 байт предназначен для хранения строк, введенных при помощи клавиатуры.

В переменную ss класса ServerSocket будет записана ссылка на объект, предназначенный для установления канала связи через потоковый сокет (но не ссылка на сам сокет):

ServerSocket ss;

Ссылка на сокет, с использованием которого будет происходить передача данных, хранится в переменной с именем s класса Socket:

Кроме того, мы определили переменные is и os, соответственно, классов InputStream и OutputStream:

InputStream is;

OutputStream os;

В эти переменные будут записаны ссылки на входной и выходной поток данных, которые связаны с сокетом.

После отображения на консоли строки названия приложения, метод main создает объект класса ServerSocket, указывая конструктору номер порта 9999:

ss = new ServerSocket(9999);

Конструктор возвращает ссылку на объект, с использованием которого можно установить канал передачи данных с клиентом.

Канал устанавливается методом accept:

s = ss.accept();

Этот метод переводит приложение в состояние ожидания до тех пор, пока не будет установлен канал передачи данных.

Метод accept в случае успешного создания канала передачи данных возвращает ссылку на сокет, с применением которого нужно принимать и передавать данные.

На следующем этапе сервер создает входной и выходной потоки, вызывая для этого методы getInputStream и getOutputStream, соответственно:

is = s.getInputStream();

os = s.getOutputStream();

Далее приложение подготавливает буфер buf для приема данных и определяет переменную length, в которую будет записываться размер принятого блока данных:

byte buf[] = new byte[512];

int lenght;

Теперь все готово для запуска цикла приема и обработки строк от клиентского приложения.

Для чтения строки мы вызываем метод read применительно ко входному потоку:

lenght = is.read(buf);

Этот метод возвращает управление только после того, как все данные будут прочитаны, блокируя приложение на время своей работы. Если такая блокировка нежелательна, вам следует выполнять обмен данными через сокет в отдельной задаче.

Метод read возвращает размер принятого блока данных или -1, если поток исчерпан. Мы воспользовались этим обстоятельством для завершения цикла приема данных:

if(lenght == -1)

break;

После завершения приема блока данных мы преобразуем массив в текстовую строку str класса String, удаляя из нее символ перевода строки, и отображаем результат на консоли сервера:

System.out.println("> " + str);

Затем полученная строка отправляется обратно клиентскому приложению, для чего вызывается метод write:

os.write(buf, 0, lenght);

Методу write передается ссылка на массив, смещение начала данных в этом массиве, равное нулю, и размер принятого блока данных.

Для исключения задержек в передаче данных из-за накопления данных в буфере (при использовании буферизованных потоков) необходимо принудительно сбрасывать содержимое буфреа метдом flush:

os.flush();

И хотя в нашем случае мы не пользуемся буферизованными потоками, мы включили вызов этого метода для примера.

Теперь о завершающих действиях после прерывания цикла получения, отображения и передачи строк.

Наше приложение явням образом закрывает входной и выходной потоки данных, сокет, а также объект класса ServerSocket, с использованием которого был создан канал передачи данных:

is.close();

os.close();

s.close();

ss.close();

Исходный текст клиентского приложения SocketClient

Исходный текст клиентского приложения SocketClient приведен в листинге 4.

Листинг 4. Файл SocketClient.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

public class SocketClient

{

public static void main(String args[])

{

byte bKbdInput[] = new byte[256];

Socket s;

InputStream is;

OutputStream os;

try

{

System.out.println(

"Socket Client Application" +

"\nEnter any string or" +

" 'quit' to exit...");

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

try

{

s = new Socket("localhost",9999);

is = s.getInputStream();

os = s.getOutputStream();

byte buf[] = new byte[512];

int length;

String str;

while(true)

{

length = System.in.read(bKbdInput);

if(length != 1)

{

str = new String(bKbdInput, 0);

StringTokenizer st;

st = new StringTokenizer(

str, "\r\n");

str = new String(

(String)st.nextElement());

System.out.println("> " + str);

os.write(bKbdInput, 0, length);

os.flush();

length = is.read(buf);

if(length == -1)

break;

str = new String(buf, 0);

st = new StringTokenizer(

str, "\r\n");

str = new String(

(String)st.nextElement());

System.out.println(">> " + str);

if(str.equals("quit"))

break;

}

}

is.close();

os.close();

s.close();

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

try

{

System.out.println(

"Press <Enter> to " +

"terminate application...");

System.in.read(bKbdInput);

}

catch(Exception ioe)

{

System.out.println(ioe.toString());

}

}

}

Описание исходного текста клиентского приложения SocketClient

Внутри метода main клиентского приложения SocketClient определены переменные для ввода строки с клавиатуры (массив bKbdInput), сокет s класса Socket для работы с сервером SocketServ, входной поток is и выходной поток os, которые связаны с сокетом s.

После вывода на консоль приглашающей строки клиентское приложение создает сокет, вызывая конструктор класса Socket:

s = new Socket("localhost",9999);

В процессе отладки мы запускали сервер и клиент на одном и том же узле, поэтому в качестве адреса сервера указана строка "localhost". Номер порта сервера SocketServ равен 9999, поэтому мы и передали конструктору это значение.

После создания сокета наше клиентское приложение создает входной и выходной потоки, связанные с этим сокетом:

is = s.getInputStream();

os = s.getOutputStream();

Теперь клиентское приложение готово обмениваться данными с сервером.

Этот обмен выполняется в цикле, условием завершения которого является ввод пользователем строки "quit".

Внутри цикла приложение читает строку с клавиатуры, записывая ее в массив bKbdInput:

length = System.in.read(bKbdInput);

Количество введенных символов сохраняется в переменной length.

Далее если пользователь ввел строку, а не просто нажал на клавишу <Enter>, эта строка отображается на консоли и передается серверу:

os.write(bKbdInput, 0, length);

os.flush();

Сразу после передачи сбрасывается буфер выходного потока.

Далее приложение читает ответ, посылаемый сервером, в буфер buf:

length = is.read(buf);

Напомним, что наш сервер посылает клиенту принятую строку в неизменном виде.

Если сервер закрыл канал, то метод read возвращает значение -1. В этом случае мы прерываем цикл ввода и передачи строк:

if(length == -1)

break;

Перед завершением своей работы клиент закрывает входной и выходной потоки, а также сокет, на котором выполнялась передача данных:

is.close();

os.close();

s.close();

Аплет Form