Пакет java.net
Перейдем к рассмотрению средств Java для работы с сетью.
Классы, работающие с сетевыми протоколами, располагаются в пакете java.net, и простейшим из них является класс URL. С его помощью можно сконструировать uniform resource locator (URL), который имеет следующий формат:
protocol://host:port/resource
Здесь protocol – название протокола, используемого для связи; host – IP-адрес, или DNS-имя сервера, к которому производится обращение; port – номер порта сервера (если порт не указан, то используется значение по умолчанию для указанного протокола); resource – имя запрашиваемого ресурса, причем, оно может быть составным, например:
ftp://myserver.ru/pub/docs/Java/JavaCourse.txt
Затем можно воспользоваться методом openStream(), который возвращает InputStream, что позволяет считать содержимое ресурса. Например, следующая программа при помощи LineNumberReader считывает первую страницу сайта http://www.ru и выводит ее на консоль.
import java.io.*; import java.net.*; public class Net { public static void main(String args[]) { try { URL url = new URL("http://www.ru"); LineNumberReader r = new LineNumberReader(new InputStreamReader(url.openStream())); String s = r.readLine(); while (s!=null) { System.out.println(s); s = r.readLine(); } System.out.println(r.getLineNumber()); r.close(); } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
Из примера мы видим, что работа с сетью, как и работа с потоками, требует дополнительной работы с исключительными ситуациями. Ошибка MalformedURLException появляется в случае, если строка c URL содержит ошибки.
Более функциональным классом является URLConnection, который можно получить с помощью метода класса URL.openConnection(). У этого класса есть два метода – getInputStream() (именно с его помощью работает URL.openStream() ) и getOutputStream(), который можно использовать для передачи данных на сервер, если он поддерживает такую операцию (многие публичные web-серверы закрыты для таких действий).
Класс URLConnection является абстрактным. Виртуальная машина предоставляет реализации этого класса для каждого протокола, например, в том же пакете java.net определен класс HttpURLConnection. Понятно, что классы URL и URLConnection предоставляют возможность работы через сеть на прикладном уровне с помощью высокоуровневых протоколов.
Пакет java.net также предоставляет доступ к протоколам более низкого уровня – TCP и UDP. Для этого сначала надо ознакомиться с классом InetAddress, который является Internet-адресом, или IP. Экземпляры этого класса создаются не с помощью конструкторов, а с помощью статических методов:
InetAddress getLocalHost() InetAddress getByName(String name) InetAddress[] getAllByName(String name)
Первый метод возвращает IP-адрес машины, на которой исполняется Java- программа. Второй метод возвращает адрес сервера, чье имя передается в качестве параметра. Это может быть как DNS-имя, так и числовой IP, записанный в виде текста, например, "67.11.12.101". Наконец, третий метод определяет все IP-адреса указанного сервера.
Для работы с TCP-протоколом используются классы Socket и ServerSocket. Первым создается ServerSocket – сокет на стороне сервера. Его простейший конструктор имеет только один параметр – номер порта, на котором будут приниматься входящие запросы. После создания вызывается метод accept(), который приостанавливает выполнение программы и ожидает, пока какой-нибудь клиент не инициирует соединение. В этом случае работа сервера возобновляется, а метод возвращает экземпляр класса Socket для взаимодействия с клиентом:
try { ServerSocket ss = new ServerSocket(3456); Socket client=ss.accept(); // Метод не возвращает // управление, пока не подключится клиент } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
Клиент для подключения к серверу также использует класс Socket. Его простейший конструктор принимает два параметра - адрес сервера (в виде строки, или экземпляра InetAddress ) и номер порта. Если сервер принял запрос, то сокет конструируется успешно и далее можно воспользоваться методами getInputStream() или getOutputStream().
try { Socket s = new Socket("localhost", 3456); InputStream is = s.getInputStream(); is.read(); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
Обратите внимание на обработку исключительной ситуации UnknownHostException, которая будет генерироваться, если виртуальная машина с помощью операционной системы не сможет распознать указанный адрес сервера в случае, если он задан строкой. Если же он задан экземпляром InetAddress, то эту ошибку надо обрабатывать при вызове статических методов данного класса.
На стороне сервера класс Socket используется точно таким же образом – через методы getInputStream() и getOutputStream(). Приведем более полный пример:
import java.io.*; import java.net.*; public class Server { public static void main(String args[]) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(3456); System.out.println("Waiting..."); Socket client=ss.accept(); System.out.println("Connected"); client.getOutputStream().write(10); client.close(); ss.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
Сервер по запросу клиента отправляет число 10 и завершает работу. Обратите внимание, что при завершении вызываются методы close() для открытых сокетов.
Класс клиента:
import java.io.*; import java.net.*; public class Client { public static void main(String args[]) { try { Socket s = new Socket("localhost", 3456); InputStream is = s.getInputStream(); System.out.println("Read: "+is.read()); s.close(); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
После запуска сервера, а затем клиента, можно увидеть результат – полученное число, 10, после чего обе программы закроются.
Рассмотрим эти классы более подробно. Во-первых, класс ServerSocket имеет конструктор, в который передается, кроме номера порта, еще и адрес машины. Это может показаться странным, ведь сервер открывается на той же машине, где работает программа, зачем специально указывать ее адрес? Однако, если компьютер имеет несколько сетевых интерфейсов ( сетевых карточек ), то он имеет и несколько сетевых адресов. С помощью такого детализированного конструктора можно указать, по какому именно адресу ожидать подключения. Это должен быть именно локальный адрес машины, иначе возникнет ошибка.
Аналогично, класс Socket имеет расширенный конструктор для указания как локального адреса, с которого будет устанавливаться соединение, так и локального порта (иначе операционная система выделяет произвольный свободный порт).
Во-вторых, можно воспользоваться методом setSoTimeout(int timeout) класса ServerSocket, чтобы указать время в миллисекундах, на протяжении которого нужно ожидать подключение клиента. Это позволяет серверу не "зависать", если никто не пытается