Programação de Rede Java

Programação de rede é a escrita de programas que executam em vários dispositivos (computadores), que estão conectados através de uma rede.

O pacote java.net contém J2As APIs do SE contêm classes e interfaces que fornecem detalhes de comunicação de baixa camada. Você pode usar diretamente essas classes e interfaces para se concentrar em resolver problemas, sem se preocupar com os detalhes de comunicação.

O pacote java.net oferece suporte a dois protocolos de rede comuns:

• TCP：TCP (English: Transmission Control Protocol, Protocolo de Controle de Transmissão) é um protocolo de comunicação de camada de transmissão orientado a conexão, confiável e baseado em fluxo de bytes, localizado entre a camada IP e a camada de aplicativo. O TCP garante a comunicação confiável entre dois aplicativos. Geralmente usado no protocolo de internet, conhecido como TCP / IP.

• UDP：UDP (English: User Datagram Protocol, Protocolo de Datagrama de Usuário), localizado na camada de transmissão do modelo OSI. Um protocolo sem conexão. Fornece datagramas para que os aplicativos enviem dados. Devido à falta de confiabilidade do UDP e à sua natureza sem conexão, os aplicativos geralmente devem permitir algumas perdas, erros ou pacotes repetidos.

Este tutorial principal aborda os seguintes dois tópicos.

• Programação de Socket：É o conceito de rede mais amplamente utilizado, que foi explicado em detalhes.

• Tratamento de URL：Esta parte será abordada em outro capítulo, clique aqui para obter mais detalhes sobre Tratamento de URL em Java.

Programação de Socket

Os soquetes usam TCP para fornecer um mecanismo de comunicação entre dois computadores. O programa cliente cria um soquete e tenta se conectar ao soquete do servidor.

Quando a conexão for estabelecida, o servidor criará um objeto Socket. Agora, o cliente e o servidor podem se comunicar através da escrita e leitura no objeto Socket.

A classe java.net.Socket representa um socket e a classe java.net.ServerSocket fornece um mecanismo para o programa do servidor monitorar clientes e estabelecer conexões com eles.

Os seguintes passos ocorrem ao estabelecer uma conexão TCP entre duas máquinas usando sockets:

• O servidor cria um objeto ServerSocket para representar a comunicação através da porta no servidor.

• O servidor chama o método accept() da classe ServerSocket, que espera até que o cliente se conecte ao porta fornecida no servidor.

• Enquanto o servidor está esperando, um cliente cria um objeto Socket, especificando o nome do servidor e a porta para solicitar a conexão.

• O construtor da classe Socket tenta conectar o cliente ao servidor e porta especificados. Se a comunicação for estabelecida, um objeto Socket é criado no cliente para se comunicar com o servidor.

• No lado do servidor, o método accept() retorna uma nova referência de socket no servidor, conectada ao socket do cliente.

Após a conexão ser estabelecida, através do uso de I/No fluxo de comunicação, cada socket tem um fluxo de saída e um fluxo de entrada. O fluxo de saída do cliente está conectado ao fluxo de entrada do servidor, e o fluxo de entrada do cliente está conectado ao fluxo de saída do servidor.

TCP é um protocolo de comunicação bidirecional, portanto, os dados podem ser enviados por dois fluxos de dados ao mesmo tempo. Abaixo estão um conjunto completo de métodos úteis fornecidos pelas classes para implementar socket.

Métodos da classe ServerSocket

O aplicativo do servidor usa a classe java.net.ServerSocket para obter uma porta e escutar solicitações de clientes.

A classe ServerSocket tem quatro métodos construtores:

Cria um servidor de soquete não-bindado. Se o método construtor do ServerSocket não lançar uma exceção, isso significa que seu aplicativo já foi bindsucesso ao porta especificada e está escutando por solicitações de clientes.

Aqui estão alguns métodos comuns da classe ServerSocket:

Métodos da classe Socket

A classe java.net.Socket representa o soquete utilizado tanto pelo cliente quanto pelo servidor para comunicação mútua. O cliente obtém um objeto Socket através da instância, enquanto o servidor obtém um objeto Socket através do valor de retorno do método accept().

A classe Socket possui cinco métodos construtores.

Quando o método construtor do Socket retorna, ele realmente tenta se conectar ao servidor e ao número de porta especificados.

A seguir estão listados alguns métodos de interesse, note que tanto o cliente quanto o servidor têm um objeto Socket, então tanto o cliente quanto o servidor podem chamar esses métodos.

Métodos da classe InetAddress

Esta classe representa o endereço de protocolo da Internet (IP). A seguir estão listados métodos úteis para programação de Socket:

Exemplo de cliente Socket

O seguinte GreetingClient é um programa cliente que se conecta ao servidor via socket, envia uma solicitação e espera uma resposta.

//　Nome do arquivo GreetingClient.java
　
import java.net.*;
import java.io.*;
　
public class GreetingClient
{
　　　public static void main(String [] args)
　　　{
　　　　　　String serverName = args[0];
　　　　　　1]
　　　　　　try
　　　　　　{
　　　　　　　　　System.out.println("Conectado ao host: ")　+　serverName　+　"，porta: ")　+　port);
　　　　　　　　　Socket client = new Socket(serverName, port);
　　　　　　　　　System.out.println("Endereço do host remoto:")　+　client.getRemoteSocketAddress());
　　　　　　　　　OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
　　　　　　　　　DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
　
　　　　　　　　　out.writeUTF("Olá de ")　+　client.getLocalSocketAddress());
　　　　　　　　　InputStream inFromServer = client.getInputStream();
　　　　　　　　　DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
　　　　　　　　　System.out.println("Resposta do servidor: ")　+　in.readUTF());
　　　　　　　　　client.close();
　　　　　　catch(IOException e)
　　　　　　{
　　　　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　　　}
　　　}
}

Exemplo de Servidor Socket

O seguinte programa GreetingServer é uma aplicação de servidor, que usa Socket para ouvir uma porta específica.

//　Nome do arquivo 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("Aguardando conexão remota, porta: ")　+　serverSocket.getLocalPort()　+　"..."
　　　　　　　　　　　　Socket server = serverSocket.accept();
　　　　　　　　　　　　System.out.println("Endereço do host remoto:")　+　server.getRemoteSocketAddress());
　　　　　　　　　　　　DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
　　　　　　　　　　　　System.out.println(in.readUTF());
　　　　　　　　　　　　DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
　　　　　　　　　　　　out.writeUTF("Obrigado por se conectar comigo:"　+　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.run();
　　　　　　catch(IOException e)
　　　　　　{
　　　　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　　　}
　　　}
}

Compile os dois arquivos java acima e execute o seguinte comando para iniciar o serviço, usando a porta: 6066:

$ javac GreetingServer.java　
$ java GreetingServer　6066
Aguardando conexão remota, porta:6066...

Abra uma nova janela de comando e execute os seguintes comandos para iniciar o cliente:

$ javac GreetingClient.java　
$ java GreetingClient localhost　6066
Conectando ao Host: localhost，Porta:6066
Endereço de Host Remoto: localhost/127.0.0.1:6066
Resposta do Servidor: Obrigado por conectar-se a mim:/127.0.0.1:6066
Adeus!