Сетевое программирование с Сокетами и Каналами


Одна из сильных сторон Java заключается в безпроблеммной сетевой работе. Дизайнеры сетевой библиотеки Java сделали ее достаточно простой для чтения и записи файлов, за исключением случая, когда "файл" существует на удаленной машине и удаленная машина может решать что ей делать с информацией, которую вы запрашиваете или посылаете. Насколько это возможно, низлежащие детали сетевого взаимодействия были абстрагированы и о них заботится ядро JVM и локальный пакет установки Java. Программная модель, которую вы используете для такого файла, фактически, это обертка сетевого соединения ("сокет") с объектом потока, так что в конечном счете вы используете те же вызовы методов, которые вы используете для других потоков. Кроме того, встроенная многопоточность Java исключительно удобна, когда вы имеете дело с такой сетевой возможностью, как обработка множества соединений одновременно.

Этот раздел является вводным в сетевое взаимедействие Java с использованием легких в понимании примеров.

Идентификация машины

Конечно, для того, чтобы передать данные с одной машины на другую необходимо убедиться, что вы подсоединились к определенной машине в сети. Ранние варианты сетей были удовлетворены предоставлением уникальных имен машинам внутри локальной сети. Однако, Java работает в пределах Internet, что требует способа для уникальной идентификации машины из любой точки всего мира. Это выполняется с помощью IP (Internet Protocol) адреса, который может существовать в двух формах:

  1. Привычная форма DNS (Domain Name System). Мое доменное имя - bruceeckel.com, и если у меня есть компьютер, называемый Opus в моем домене, его доменное имя должно быть Opus.bruceeckel.com. Это в точности имя такого рода, которое вы используете при отсылке электронной почты людям, и часто он встроен в адрес World Wide Web.
  2. Альтернативный вариант: вы можете использовать форму из четырех чисел, разделенных точками, например 123.255.28.120.

В обоих случаях IP адрес представляется как 32-х битное число [1] (так как каждое из четырех чисел не может превышать 255), и вы можете получить специальный Java объект для представления этого числа из любой из перечисленных выше форм, используя статический метод InetAddress.getByName( ), который определен в java.net. Результатом будет объект типа InetAddress, который вы можете использовать для создания "сокета", как вы это увидите далее.

В качестве простейшего примера использования InetAddress.getByName() рассмотрим, что произойдет при использовании коммутируемого доступа (dial-up Internet service provider (ISP)). При каждом дозвоне вам назначается временный IP адрес. Но пока вы соединены, ваш IP адрес имеет такую же силу, как и другие IP адреса в Internet. Если кто-либо соединится с вашей машиной использую ваш IP адрес, то он может соединится с Web сервером или FTP сервером, который запущен на вашей машине. Конечно, ему необходимо знать ваш IP адрес, а так как при каждом дозвоне вам назначается новый адрес, то как вы можете определеть какой у вас адрес?

Приведенная ниже программа использует InetAddress.getByName( ) для воспроизведения вашего IP адреса. Для ее использования вы должны знать имя вашего компьютера. Под управлением Windows 95/98 перейдите в "Settings", "Control Panel", "Network" и выберите закладку "Identification". Содержимое в поле "Computer name" является той строкой, которую необходимо поместить в командную строку.

//: c15:WhoAmI.java
// Нахождение вашего сетевого адреса, когда
// вы соединены с Internet'ом.
// {Запускается руками} Должно быть установлено соединение с Internet
// {Args: www.google.com}
import java.net.*;

public class WhoAmI {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      if (args.length != 1) {
         System.err.println("Usage: WhoAmI MachineName");
         System.exit(1);
      }
      InetAddress a = InetAddress.getByName(args[0]);
      System.out.println(a);
   }
} // /:~

В моем случае, машина называется "peppy". Так что, когда я соединюсь с моим провайдером и запущу программу:

java WhoAmI peppy

Я получу назад сообщение такого типа (конечно же, адрес отличается при каждом новом соединении):

peppy/199.190.87.75

Если я скажу этот адрес моему другу и у меня будет запущен Web Сервер на моем компьютере, он сможет соединится с сервером, перейдя по ссылке http://199.190.87.75 (только до тех пор, пока я остаюсь соединенным во время одной сессии). Иногда это может быть ручным способом распределения информации кому-то еще или использоваться для тестирования конфигурации Web сайта перед размещением его на "реальном" сервере.

Серверы и клиенты →