Verteilte Systeme - Java Networking (Sockets) 2 -

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1 Verteilte Systeme - Java Networking (Sockets) 2 - Prof. Dr. Michael Cebulla 06. November 2014 Fachhochschule Schmalkalden Wintersemester 2014/15 1 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

2 Gliederung Wiederholung: TCP-Sockets 1 Wiederholung: TCP-Sockets / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

3 Outline Wiederholung: TCP-Sockets 1 Wiederholung: TCP-Sockets / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

4 Das Package java.net TCP: Socket und ServerSocket, URL und URLConnection UDP: DatagramSocket, DatagramPacket, MulticastSocket 4 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

5 TCP-Socket in Java 5 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

6 Allgemeines Verfahren 1 Socket öffnen 2 Einen Eingabe- und Ausgabestrom öffnen für den Socket 3 Lesen und Schreiben in die Ströme 4 Ströme schließen 5 Socket schließen Nur der dritte Schritt differiert von Client zu Client und ist vom Server abhängig. 6 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

7 Echo-Server Wiederholung: TCP-Sockets Server-Socket bindet an Port mit angegebener Nummer Accept wartet darauf, dass der Client eine Anfrage startet. 7 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

8 I/O mit Streams and Sockets Nimmt den Ausgangsstream des Sockets und öffnet einen PrintWriter auf ihm. Nimmt den Eingangsstream des Sockets und öffnet einen BufferedReader. Reader und Writer-Klassen können Unicode verarbeiten. 8 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

9 Client-Logik Wiederholung: TCP-Sockets Beispiel String userinput; while ((userinput = stdin.readline())!= null) { out.println(userinput); System.out.println("Echo: " + in.readline()); } Die readline-methode wartet, bis der Server die Antwort zurückgesendet hat. 9 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

10 Package java.io Wiederholung: TCP-Sockets I/O Streams Byte Streams Character Streams Buffered Streams Data Streams Object Streams File I/O wird in dieser Vorlesung nicht behandelt. 10 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

11 Streams Wiederholung: TCP-Sockets ByteStreams Alle grundlegenden Stream-Aktionen werden können ByteStreams erledigt werden. CharacterStreams CharacterStreams werden von Reader und Writer abgeleitet. Sie arbeiten mit Unicode und übersetzen automatisch in den lokalen Zeichensatz. CharacterStreams sind haüfig Wrapper für ByteStreams. 11 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

12 Buffered Streams Wiederholung: TCP-Sockets Buffered Streams BufferedReader besitzt einen lokalen Zwischenspeicher (Puffer). Die IO-Routinen des Betriebssystems werden nur aufgerufen, wenn der Puffer leer ist. 12 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

13 Exceptions Wiederholung: TCP-Sockets Wenn ein Fehler in einem Java-Programm auftritt wird eine Exception (ein Ausnahme-Objekt) erzeugt. Die Laufzeitumgebung sucht nach einer Instanz, die diese Objekt behandeln kann. 13 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

14 Exceptions Wiederholung: TCP-Sockets Der Call-Stack wird nach einer Methode durchsucht, die einen Handler für die Exception deklariert hat. Wenn ein entsprechender Handler gefunden wurde, wird diesem das Exception-Objekt übergeben. Man sagt: der Handler fängt die Exception. 14 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

15 Vorteile von Exceptions Trennung von funktionalem Code und von Fehlerbehandlungen (Separation of Concerns) Fehler-Propagation Gruppierung und Klassifikation von Fehlertypen 15 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

16 Catch or Specify Wiederholung: TCP-Sockets Catch or Specify Eine Methode, die evtl. eine Exception wirft, muss diese entweder behandeln ("auffangen") oder spezifizieren. Drei Arten von Exceptions: Checked Exception: Situationen, die von einem guten Programm abgefangen werden müssen (z.b. Benutzer gibt einen falschen Dateinamen an). Errors: Fehler in der Umgebung, die das Programm nicht vorhersehen kann (z.b. Hardware-Fehler) Runtime Exception: Es macht normalerweise keinen Sinn, diese Fehler abzufangen. Unchecked Exceptions: Errors und Runtime Exceptions 16 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

17 Exceptions: Syntax try-block: umfasst den problematischen Code (und Ressourcen) catch-block: beschreibt die Handler finally-block: wird ausgeführt, wenn der try-block verlassen wird. Hier können Ressourcen freigegeben werden. 17 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

18 Specifying Exceptions Die Exception wird von der Methode nicht behandelt sondern an eine Methode weitergereicht, die im Call-Stack weiter oben ist. 18 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

19 Outline Wiederholung: TCP-Sockets 1 Wiederholung: TCP-Sockets / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

20 : Kommunikation 20 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

21 : Server 21 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

22 : Client 22 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

23 Outline Wiederholung: TCP-Sockets 1 Wiederholung: TCP-Sockets / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

24 : Mehrere Clienten Der bisherige Server ist für weitere Clients nicht erreichbar, solange er Berechnungen durchführt. Alternative: asynchrone Server Bei asynchronen Servern wird die Herstellung der Verbindung von der eigentlichen Berechnung getrennt. 24 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

25 Exkurs: Threads in Java Threads können auf zwei Arten in Java erzeugt werden: Implementierung des Interfaces Runnable, Ableitung von der Klasse Thread. Erzeugte Threads werden mit run gestartet. Die run-methode enthält die eigentliche Funktionalität. 25 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

26 Asynchroner Server Der clientsocket, der von accept zurückgegeben wird, wird an den Thread übergeben. Dann wird der Thread gestartet, der die Berechnungen ausführt. Nebenläufig zur Berechnung kann am ServerSocket auf eine neue Verbindung gewartet werden. 26 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

27 Asynchroner Server Thread 27 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

28 Capitalize-Server 28 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

29 Capitalize-Server 29 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme

30 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung: Sockets sind ein grundlegender Kommunikationsmechanismus Protokolle: TCP und UDP. Synchrone und (mit Multithreading). Ausblick: Schreiben einer größeren Anwendung Intensivere Betrachtung von Threads 30 / 30 Michael Cebulla Verteilte Systeme