Příklady Java Networking

Jednoduchý příklad spojově orientované komunikace a metody třídy ServerSocket

 Základní komponenty TCP komunikace

 Příklad ukazuje základní kroky nutné při vytváření TCP spojení. Nezbytné komponenty pro jakoukoliv komunikaci jsou:

• Komunikační protokol, např. TCP
• Aplikační komunikační protokol
• Program klienta
• Program serveru

Pro komunikace pomocí TCP jsou nutné následující kroky:

• V programu serveru vytvoření socketu ServerSocket a čekání na navázání spojení od klienta v metodě ServerSocket.accept
• V programu klient vytvoření socketu Socket s navázáním spojení se vzdáleným serverem.
• Po akceptování spojení je vytvořen obousměrný komunikační kanál, použitelný pro komunikaci na aplikační úrovni pomocí aplikačního protokolu.

V tomto případě je aplikační komunikační protokol velmi jednoduchý.

• Klient pošle serveru řetězec „Hello, Server“
• Server odpoví řetězcem „You have connected to the Very Simple Server.“
• Poté klient i server skončí.

 Implementace TCP klienta

 Při implementaci TCP klienta musíme provézt následující kroky:

• Vytvořit socket pro komunikaci ze serverem na specifickém portu
• Vytvořit InputStream, v našem případě typu BufferedReader pro příjem odpovědí od serveru
• Vytvořit OutputStream, v našem případě typu PrintWriter pro posílání zpráv do serveru
• Zapsat do výstupního streamu
• Číst ze vstupního streamu
• Před ukončením klienta uzavřít InputStream, OutputStream a socket.

 Jednoduchý program klienta (TcpClient.java) může vypadat následovně.

 Implementace TCP serveru

 Při implementaci TCP serveru musíme provézt následující kroky:

• Vytvořit socket serveru (ServerSocket) aby provedl listen a čekat na navázání spojení vyvoláním metody accept()
•  Vytvořit InputStream, v našem případě typu BufferedReader() pro příjem odpovědí od serveru
• Vytvořit OutputStream, v našem případě typu PrintWriter() pro posílání zpráv do serveru
• Číst ze vstupního streamu
• Zapsat do výstupního streamu
• Před ukončením serveru uzavřít InputStream(), OutputStream() a socket.

 Jednoduchý program serveru (TcpServer.java) může vypadat následovně.

Metody třídy SocketServer

Třída ServerSocket implementuje socket TCP serveru. Obsahuje tři konstruktory, které specifikují

•  port, na kterém server naslouchá

• volitelně - maximální délku fronty vstupních požadavků
• volitelně - internetovou adresu.

Zadání internetové adresy dovoluje vytvářet multihomed hosts, tj. počítače s přiřazenými dvěma a více internetovými adresami, aby se omezil počet spojení na specifickém rozhraní.

 ServerSocket obsahuje následující metody:

•  accept() způsobí, že socket serveru bude naslouchat a čekat na příchod požadavku navázání spojení. Po navázání spojení vrací metoda accept() instanci objektu třídy Socket. Tento objekt je pak použit pro zajištění služby pro jednoho klienta.

• getInetAddress() vrací adresu hostitelského počítače se kterým je socket spojen.

• getLocalPort() vrací číslo portu, na kterém server naslouchá.

• toString() vrací adresu a číslo portu v podobě vhodné k tisku.

• getSoTimeout() a setSoTimeout() nastavuje hodnotu parametru SO_TIMEOUT.

• close() uzavírá socket serveru.

• setSocketFactory(), statická metoda, je použita pro změnu implicitního nastavení parametrů ServerSocket.

• implAccept() je použita podtřídou ServerSocket k přepsání metody accept().

Následující aplikace ReverseServerApp.java je jednoduchý server, který naslouchá na portu 1234. Po navázání spojení přečte jeden řádek textu, změní pořadí znaků na opačné a takto upravenou řádku textu pošle zpět klientovi. Spusťte nejprve server

> java ReverseServerApp

a pak klienta, např. PortTalkApp

>java PortTalkApp localhost 1234

Metody třídy socket

 Třída socket implementuje klientské sockety. Tyto sockety jsou určeny pro aplikace, komunikující se servery pomocí protokolu TCP.

Metody třídy socket se používají pro přístup k I/O streamům a parametrům spojení které jsou propojeny se spojeným socketem. Mezi tyto metody patří:

• getInetAddress() a get|port(), které dovolují získat IP adresu a port vzdáleného počítače.
• getLocalPort()  vrací číslo lokálního portu, spojeného se socketem
• getLocalAddress() vrací lokální IP adresu počítače
• getInputStream() a getOutputStream() jsou použity pro  přístup k vstupnímu a výstupnímu streamu spojenému se socketem.
• close() se používá pro uzavření socketu.
• getSoLinger() setSoLinger() se používají pro manipulaci s parametrem SO_LINGER, který určuje, jak dlouho bude socket otevřen po vyvolání metody close() a jak dlouho po uzavření  budou moci být přenášena data.
• getSoTimeout() a setSoTimeout() se používají pro manipulaci s parametrem SO_TIMEOUT, který určuje, jak dlouho bude blokována operace read() nad socketem. Nebo jinak za jak dlouho nastane timeout, který odblokuje operaci read().
• getTcpNoDelay() a setTcpNoDelay() se používají pro manipulaci s parametrem TCP_NODELAY, který specifikuje, bude-li Nagleův algoritmus, určující způsob manipulace s daty v bufferech TCP spojení,  zapnut  nebo vypnut. Je-li TCP_NODELAY true, je zakázán.
• setSocketImplFactory() je použit k přepnutí z implicitní realizace Java socketu na uživatelskou implementaci socketu.
• toString() vrací znakovou reprezentaci socketu.

 Následující program PortTalkApp.java je určen ke komunikaci se vzdáleným počítačem. Dovoluje vysílat řádky textu, přijímat řádky textu a ukončovat spojení.