Java - Rede
O termo programação de rede refere-se a escrever programas que são executados em vários dispositivos (computadores), nos quais os dispositivos estão todos conectados entre si por meio de uma rede.
O pacote java.net das APIs J2SE contém uma coleção de classes e interfaces que fornecem os detalhes de comunicação de baixo nível, permitindo que você escreva programas que se concentram em resolver o problema em questão.
O pacote java.net fornece suporte para os dois protocolos de rede comuns -
TCP- TCP significa Transmission Control Protocol, que permite a comunicação confiável entre dois aplicativos. O TCP é normalmente usado no protocolo da Internet, conhecido como TCP / IP.
UDP - UDP significa User Datagram Protocol, um protocolo sem conexão que permite que pacotes de dados sejam transmitidos entre aplicativos.
Este capítulo fornece uma boa compreensão sobre os dois assuntos a seguir -
Socket Programming - Este é o conceito mais amplamente utilizado em Redes e foi explicado em detalhes.
URL Processing- Isso seria coberto separadamente. Clique aqui para aprender sobre Processamento de URL na linguagem Java.
Programação de soquete
Os soquetes fornecem o mecanismo de comunicação entre dois computadores usando TCP. Um programa cliente cria um soquete em sua extremidade da comunicação e tenta conectar esse soquete a um servidor.
Quando a conexão é feita, o servidor cria um objeto de soquete em sua extremidade da comunicação. O cliente e o servidor agora podem se comunicar gravando e lendo no soquete.
A classe java.net.Socket representa um soquete, e a classe java.net.ServerSocket fornece um mecanismo para o programa do servidor escutar os clientes e estabelecer conexões com eles.
As etapas a seguir ocorrem ao estabelecer uma conexão TCP entre dois computadores usando soquetes -
O servidor instancia um objeto ServerSocket, denotando em qual número de porta a comunicação deve ocorrer.
O servidor invoca o método accept () da classe ServerSocket. Este método espera até que um cliente se conecte ao servidor na porta fornecida.
Depois que o servidor está esperando, um cliente instancia um objeto Socket, especificando o nome do servidor e o número da porta à qual se conectar.
O construtor da classe Socket tenta conectar o cliente ao servidor especificado e ao número da porta. Se a comunicação for estabelecida, o cliente agora tem um objeto Socket capaz de se comunicar com o servidor.
No lado do servidor, o método accept () retorna uma referência a um novo soquete no servidor que está conectado ao soquete do cliente.
Depois que as conexões são estabelecidas, a comunicação pode ocorrer usando fluxos de E / S. Cada socket possui um OutputStream e um InputStream. O OutputStream do cliente está conectado ao InputStream do servidor e o InputStream do cliente está conectado ao OutputStream do servidor.
O TCP é um protocolo de comunicação bidirecional, portanto, os dados podem ser enviados pelos dois fluxos ao mesmo tempo. A seguir estão as classes úteis que fornecem um conjunto completo de métodos para implementar sockets.
Métodos de classe ServerSocket
o java.net.ServerSocket classe é usada por aplicativos de servidor para obter uma porta e ouvir os pedidos do cliente.
A classe ServerSocket tem quatro construtores -
| Sr. Não. | Método e Descrição |
|---|---|
| 1 | public ServerSocket(int port) throws IOException Tenta criar um soquete de servidor vinculado à porta especificada. Uma exceção ocorre se a porta já estiver vinculada por outro aplicativo. |
| 2 | public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException Semelhante ao construtor anterior, o parâmetro backlog especifica quantos clientes de entrada armazenar em uma fila de espera. |
| 3 | public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException Semelhante ao construtor anterior, o parâmetro InetAddress especifica o endereço IP local para vincular. O InetAddress é usado para servidores que podem ter vários endereços IP, permitindo ao servidor especificar em qual de seus endereços IP aceitará as solicitações do cliente. |
| 4 | public ServerSocket() throws IOException Cria um soquete de servidor não acoplado. Ao usar esse construtor, use o método bind () quando estiver pronto para vincular o soquete do servidor. |
Se o construtor ServerSocket não lançar uma exceção, significa que seu aplicativo foi vinculado com êxito à porta especificada e está pronto para as solicitações do cliente.
A seguir estão alguns dos métodos comuns da classe ServerSocket -
| Sr. Não. | Método e Descrição |
|---|---|
| 1 | public int getLocalPort() Retorna a porta em que o soquete do servidor está escutando. Este método é útil se você passou 0 como o número da porta em um construtor e deixou o servidor encontrar uma porta para você. |
| 2 | public Socket accept() throws IOException Espera por um cliente de entrada. Este método bloqueia até que um cliente se conecte ao servidor na porta especificada ou o soquete expire, assumindo que o valor de tempo limite foi definido usando o método setSoTimeout (). Caso contrário, este método bloqueia indefinidamente. |
| 3 | public void setSoTimeout(int timeout) Define o valor de tempo limite para quanto tempo o soquete do servidor espera por um cliente durante o accept (). |
| 4 | public void bind(SocketAddress host, int backlog) Vincula o soquete ao servidor e porta especificados no objeto SocketAddress. Use este método se você tiver instanciado o ServerSocket usando o construtor sem argumento. |
Quando o ServerSocket invoca accept (), o método não retorna até que um cliente se conecte. Depois que um cliente se conecta, o ServerSocket cria um novo Socket em uma porta não especificada e retorna uma referência a esse novo Socket. Agora existe uma conexão TCP entre o cliente e o servidor e a comunicação pode começar.
Métodos de classe de soquete
o java.net.Socketclasse representa o soquete que o cliente e o servidor usam para se comunicarem. O cliente obtém um objeto Socket instanciando um, enquanto o servidor obtém um objeto Socket do valor de retorno do método accept ().
A classe Socket tem cinco construtores que um cliente usa para se conectar a um servidor -
| Sr. Não. | Método e Descrição |
|---|---|
| 1 | public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException. Este método tenta se conectar ao servidor especificado na porta especificada. Se esse construtor não lançar uma exceção, a conexão será bem-sucedida e o cliente será conectado ao servidor. |
| 2 | public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException Este método é idêntico ao construtor anterior, exceto que o host é denotado por um objeto InetAddress. |
| 3 | public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. Conecta-se ao host e porta especificados, criando um soquete no host local no endereço e porta especificados. |
| 4 | public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. Este método é idêntico ao construtor anterior, exceto que o host é denotado por um objeto InetAddress em vez de um String. |
| 5 | public Socket() Cria um soquete não conectado. Use o método connect () para conectar este socket a um servidor. |
Quando o construtor Socket retorna, ele não apenas instancia um objeto Socket, mas na verdade tenta se conectar ao servidor e à porta especificados.
Alguns métodos de interesse na classe Socket estão listados aqui. Observe que tanto o cliente quanto o servidor têm um objeto Socket, portanto, esses métodos podem ser chamados tanto pelo cliente quanto pelo servidor.
| Sr. Não. | Método e Descrição |
|---|---|
| 1 | public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException Este método conecta o soquete ao host especificado. Este método é necessário apenas quando você instancia o Socket usando o construtor sem argumento. |
| 2 | public InetAddress getInetAddress() Este método retorna o endereço do outro computador ao qual este soquete está conectado. |
| 3 | public int getPort() Retorna a porta à qual o soquete está vinculado na máquina remota. |
| 4 | public int getLocalPort() Retorna a porta à qual o soquete está vinculado na máquina local. |
| 5 | public SocketAddress getRemoteSocketAddress() Retorna o endereço do soquete remoto. |
| 6 | public InputStream getInputStream() throws IOException Retorna o fluxo de entrada do soquete. O fluxo de entrada é conectado ao fluxo de saída do soquete remoto. |
| 7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException Retorna o fluxo de saída do soquete. O fluxo de saída é conectado ao fluxo de entrada do soquete remoto. |
| 8 | public void close() throws IOException Fecha o soquete, o que faz com que este objeto Socket não seja mais capaz de se conectar novamente a qualquer servidor. |
Métodos de classe InetAddress
Esta classe representa um endereço de protocolo da Internet (IP). Aqui estão os seguintes métodos úteis que você precisa ao fazer a programação de socket -
| Sr. Não. | Método e Descrição |
|---|---|
| 1 | static InetAddress getByAddress(byte[] addr) Retorna um objeto InetAddress dado o endereço IP bruto. |
| 2 | static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) Cria um InetAddress com base no nome do host e endereço IP fornecidos. |
| 3 | static InetAddress getByName(String host) Determina o endereço IP de um host, dado o nome do host. |
| 4 | String getHostAddress() Retorna a string do endereço IP na apresentação textual. |
| 5 | String getHostName() Obtém o nome do host para este endereço IP. |
| 6 | static InetAddress InetAddress getLocalHost() Retorna o host local. |
| 7 | String toString() Converte este endereço IP em uma String. |
Exemplo de cliente de soquete
O seguinte GreetingClient é um programa cliente que se conecta a um servidor usando um soquete e envia uma saudação e, em seguida, aguarda uma resposta.
Exemplo
// File Name GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingClient {
public static void main(String [] args) {
String serverName = args[0];
int port = Integer.parseInt(args[1]);
try {
System.out.println("Connecting to " + serverName + " on port " + port);
Socket client = new Socket(serverName, port);
System.out.println("Just connected to " + client.getRemoteSocketAddress());
OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
InputStream inFromServer = client.getInputStream();
DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
System.out.println("Server says " + in.readUTF());
client.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}Exemplo de servidor de soquete
O seguinte programa GreetingServer é um exemplo de um aplicativo de servidor que usa a classe Socket para ouvir clientes em um número de porta especificado por um argumento de linha de comando -
Exemplo
// File Name GreetingServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingServer extends Thread {
private ServerSocket serverSocket;
public GreetingServer(int port) throws IOException {
serverSocket = new ServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(10000);
}
public void run() {
while(true) {
try {
System.out.println("Waiting for client on port " +
serverSocket.getLocalPort() + "...");
Socket server = serverSocket.accept();
System.out.println("Just connected to " + server.getRemoteSocketAddress());
DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
System.out.println(in.readUTF());
DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
out.writeUTF("Thank you for connecting to " + server.getLocalSocketAddress()
+ "\nGoodbye!");
server.close();
} catch (SocketTimeoutException s) {
System.out.println("Socket timed out!");
break;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
break;
}
}
}
public static void main(String [] args) {
int port = Integer.parseInt(args[0]);
try {
Thread t = new GreetingServer(port);
t.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}Compile o cliente e o servidor e, em seguida, inicie o servidor da seguinte forma -
$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...Verifique o programa cliente da seguinte forma -
Resultado
$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!