Jan Distel. Im Rahmen der Veranstaltung Fortgeschrittene Programmierung in Java

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Christian Helmut Maurer
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1 Jan Distel Im Rahmen der Veranstaltung Fortgeschrittene Programmierung in Java

2 Jan Distel - Diplomarbeitskolloquium Allgemeines 2. Datagram-Sockets 3. Sockets 4. Server-Sockets 5. Socket-Channels 6. Server-Socket-Channels 2

3 Jan Distel Socket-Programmierung URSPRUNG: Unix I/O-Behandlung Open-Read-Write-Close 1983 erste Socket-API Inzwischen plattformunabhängige API Implementiert in fast allen Betriebssytemen 3

4 Jan Distel Socket-Programmierung UPD: Unreliable Datagram Protocol Packet orientiert Sehr schnell, aber keine Fehlerkorrektur In Java verfügbar mit den Klassen java.net.datagramsocket java.net.datagrampacket 4

5 Jan Distel Socket-Programmierung

6 Jan Distel Socket-Programmierung Class DatagramPacket: Wrapper für ein byte-datenarray schreiben der zu sendenden bzw. lesen der empfangenen Daten Beim Senden: Adresse und Port von Empfänger angeben Beim Empfangen: Adresse und Port von Sender auslesen 6

7 Jan Distel Socket-Programmierung Class DatagramPacket: Konsturktoren: Senden: public DatagramPacket(byte[] data, int length) Empfangen: public DatagramPacket(byte[] data, int length, InetAddress iaddr, int iport) 7

14 sichere Verbindung zwischen zwei Hosts mit TCP/IP Stream-Socket übernimmt Kommunikation mit untern Schichten Entwickler- Ebene Betriebssystem- Eben Prozess Socket TCP IP Ethernet Host oder Server Prozess Socket TCP IP Ethernet Host oder Server Entwickler- Ebene Betriebssystem- Eben

15 java.net.socket-klasse: Konstruktoren: public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException public Socket(InetAddress address, int port) throws IOException public Socket(String host, int port, InetAddress localaddr, int localport) throws IOException public Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localaddr, int localport) throws IOException

16 Initialisierung: mindestens Hostname und Port sind erforderlich an Stelle Hostename kann InetAddress genutz werden Konsturktoren erzeugen Socket-Objetk und gleichzeitig erfolgt Verbindung mit Ziel-Host

17 Initialisierung: Ziel-Host muss auf Verbindung warten Falls Zielhost nicht errichbar IOException Localer Port und Adresse könnten optional angegeben werden

18 Senden & Empfangen: Erfolgt über Streams Werden über Socket-Methoden erzeugt public InputStream getinputstream() throws IOException public OutputStream getoutputstream() throws IOException Methoden von In-/OutoutStream können verwendent werden Üblicherweise werden Streams an leichter zu nutzende stream/writer Kalsse gebunden

19 Senden & Empfangen Beispiel (HHTP): URL u = new URL(args[i]); if (u.getport()!= -1) port = u.getport(); if (!(u.getprotocol().equalsignorecase("http"))) { System.err.println("I only understand http."); } Socket s = new Socket(u.getHost(), u.getport()); OutputStream theoutput = s.getoutputstream(); PrintWriter pw = new PrintWriter(theOutput, false); pw.print("get " + u.getfile() + " HTTP/1.0\r\n"); pw.print("accept: text/plain, text/html, text/*\r\n"); pw.print("\r\n"); pw.flush(); InputStream in = s.getinputstream(); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); String theline; while ((theline = br.readline())!= null) { System.out.println(theLine); }

20 Socket Methoden: Stellen Infos über Local- und Remote- Host zur Verfügung public InetAddress getinetaddress() public InetAddress getlocaladdress() public int getport() public int getlocalport()

21 Verbindung hat zwei Enden Client: Initiator eines Verbindungsaufbaus Server: reagiert auf Verbindungsversuch eines Clients Client und Server werden über eine Socket verbunden Server verbindet sich nicht selber, sondern wartet auf Client-Request

22 Konstruktoren: public ServerSocket(int port) throws IOException public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindaddr) throws IOException nur ein Prozess kann pro TCP-Port auf Verbindungversuche warten Sonst BindException

23 ServerSocket nutz einen Port des localen Rechners Port 0 sagt dem ServerSocket einen freien Port zu wählen bei erfolgreicher Initialisierung horcht ServerSocket am Port nach Clients Client will sich verbinden: Server akzeptiert Client Erzeugt Socket-Objekt für Kommunikation mit Client

24 Beispiel: try { ServerSocket ss = new ServerSocket(2345); Socket s = ss.accept(); PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream()); pw.println("hello There!"); s.close(); } catch (IOException e) { System.err.println(e); }

25 Methode receive() blockiert den Server bis eine Verbindung aufgebaut wird Verarbeitung mehrerer Clients kann mit Threads erfolgen von receive() erzeugtes Socket-Objekt zur Verarbeitung der Client-Anfragen an Thread übergeben so können sehr viele parallel arbeitende Threads entstehen

26 Beispiel: while (true) { try { Socket s = ss.accept(); ServerThread tes = new ServerThread(s) tes.start(); } catch (IOException e) {} }

27 Die Klasse SocketChannel ermöglicht mit der Eigenschaft non blocking die Verarbeitung mehrerer Clients mit nur einem Thread.

28 Selector: Channel-Multiplexer Muss am SocketChannel registriert werden Select() wartet auf Event an SocketChannel Keys: Objekt zum sortieren der Anfragen Jeder Key repräsentiert einen Clients-Request Enthält Info über Art des Requests und zur Identifikation des Clients (IP/Port)

29 Beispiel: ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open(); server.configureblocking(false); server.socket().bind(new java.net.inetsocketaddress(host,8000)); System.out.println("Server an 8000"); Selector selector = Selector.open(); server.register(selector,selectionkey.op _ACCEPT);

30 for(;;) { selector.select(); Set keys = selector.selectedkeys(); Iterator i = keys.iterator(); while(i.hasnext()) { SelectionKey key = (SelectionKey) i.next(); i.remove(); if (key.isacceptable()) { SocketChannel client = server.accept(); client.configureblocking(false); client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); continue; }

31 if (key.isreadable()) { SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); int BUFFER_SIZE = 32; ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(BUFFER_SIZE); try { client.read(buffer); } catch (Exception e) { // client is no longer active e.printstacktrace(); continue; } // Show bytes on the console buffer.flip(); Charset charset=charset.forname("iso "); CharsetDecoder decoder = charset.newdecoder(); CharBuffer charbuffer = decoder.decode(buffer); System.out.print(charBuffer.toString()); continue; } } }

32 Jan Distel Socket-Programmierung Danke fürs Zuhören! 32

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