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<title>Thinking in Java | Chinese Version by Trans Bot</title>
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<p>第15章 網(wǎng)絡(luò)編程<br>
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歷史上的網(wǎng)絡(luò)編程都傾向于困難、復(fù)雜，而且極易出錯。<br>
程序員必須掌握與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的大量細(xì)節(jié)，有時甚至要對硬件有深刻的認(rèn)識。一般地，我們需要理解連網(wǎng)協(xié)議中不同的“層”（Layer）。而且對于每個連網(wǎng)庫，一般都包含了數(shù)量眾多的函數(shù)，分別涉及信息塊的連接、打包和拆包；這些塊的來回運輸；以及握手等等。這是一項令人痛苦的工作。<br>
但是，連網(wǎng)本身的概念并不是很難。我們想獲得位于其他地方某臺機器上的信息，并把它們移到這兒；或者相反。這與讀寫文件非常相似，只是文件存在于遠(yuǎn)程機器上，而且遠(yuǎn)程機器有權(quán)決定如何處理我們請求或者發(fā)送的數(shù)據(jù)。<br>
Java最出色的一個地方就是它的“無痛苦連網(wǎng)”概念。有關(guān)連網(wǎng)的基層細(xì)節(jié)已被盡可能地提取出去，并隱藏在JVM以及Java的本機安裝系統(tǒng)里進(jìn)行控制。我們使用的編程模型是一個文件的模型；事實上，網(wǎng)絡(luò)連接（一個“套接字”）已被封裝到系統(tǒng)對象里，所以可象對其他數(shù)據(jù)流那樣采用同樣的方法調(diào)用。除此以外，在我們處理另一個連網(wǎng)問題——同時控制多個網(wǎng)絡(luò)連接——的時候，Java內(nèi)建的多線程機制也是十分方便的。<br>
本章將用一系列易懂的例子解釋Java的連網(wǎng)支持。<br>
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15.1 機器的標(biāo)識<br>
當(dāng)然，為了分辨來自別處的一臺機器，以及為了保證自己連接的是希望的那臺機器，必須有一種機制能獨一無二地標(biāo)識出網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每臺機器。早期網(wǎng)絡(luò)只解決了如何在本地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為機器提供唯一的名字。但Java面向的是整個因特網(wǎng)，這要求用一種機制對來自世界各地的機器進(jìn)行標(biāo)識。為達(dá)到這個目的，我們采用了IP（互聯(lián)網(wǎng)地址）的概念。IP以兩種形式存在著：<br>
(1) 大家最熟悉的DNS（域名服務(wù)）形式。我自己的域名是bruceeckel.com。所以假定我在自己的域內(nèi)有一臺名為Opus的計算機，它的域名就可以是Opus.bruceeckel.com。這正是大家向其他人發(fā)送電子函件時采用的名字，而且通常集成到一個萬維網(wǎng)（WWW）地址里。<br>
(2) 此外，亦可采用“四點”格式，亦即由點號（.）分隔的四組數(shù)字，比如202.98.32.111。<br>
不管哪種情況，IP地址在內(nèi)部都表達(dá)成一個由32個二進(jìn)制位（bit）構(gòu)成的數(shù)字（注釋①），所以IP地址的每一組數(shù)字都不能超過255。利用由java.net提供的static
InetAddress.getByName()，我們可以讓一個特定的Java對象表達(dá)上述任何一種形式的數(shù)字。結(jié)果是類型為InetAddress的一個對象，可用它構(gòu)成一個“套接字”（Socket），大家在后面會見到這一點。<br>
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①：這意味著最多只能得到40億左右的數(shù)字組合，全世界的人很快就會把它用光。但根據(jù)目前正在研究的新IP編址方案，它將采用128
bit的數(shù)字，這樣得到的唯一性IP地址也許在幾百年的時間里都不會用完。<br>
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作為運用InetAddress.getByName()一個簡單的例子，請考慮假設(shè)自己有一家撥號連接因特網(wǎng)服務(wù)提供者（ISP），那么會發(fā)生什么情況。每次撥號連接的時候，都會分配得到一個臨時IP地址。但在連接期間，那個IP地址擁有與因特網(wǎng)上其他IP地址一樣的有效性。如果有人按照你的IP地址連接你的機器，他們就有可能使用在你機器上運行的Web或者FTP服務(wù)器程序。當(dāng)然這有個前提，對方必須準(zhǔn)確地知道你目前分配到的IP。由于每次撥號連接獲得的IP都是隨機的，怎樣才能準(zhǔn)確地掌握你的IP呢？<br>
下面這個程序利用InetAddress.getByName()來產(chǎn)生你的IP地址。為了讓它運行起來，事先必須知道計算機的名字。該程序只在Windows
95中進(jìn)行了測試，但大家可以依次進(jìn)入自己的“開始”、“設(shè)置”、“控制面板”、“網(wǎng)絡(luò)”，然后進(jìn)入“標(biāo)識”卡片。其中，“計算機名稱”就是應(yīng)在命令行輸入的內(nèi)容。<br>
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827頁程序<br>
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就我自己的情況來說，機器的名字叫作“Colossus”（來自同名電影，“巨人”的意思。我在這臺機器上有一個很大的硬盤）。所以一旦連通我的ISP，就象下面這樣執(zhí)行程序：<br>
java whoAmI Colossus<br>
得到的結(jié)果象下面這個樣子（當(dāng)然，這個地址可能每次都是不同的）：<br>
Colossus/202.98.41.151<br>
假如我把這個地址告訴一位朋友，他就可以立即登錄到我的個人Web服務(wù)器，只需指定目標(biāo)地址http://202.98.41.151即可（當(dāng)然，我此時不能斷線）。有些時候，這是向其他人發(fā)送信息或者在自己的Web站點正式出臺以前進(jìn)行測試的一種方便手段。<br>
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15.1.1 服務(wù)器和客戶機<br>
網(wǎng)絡(luò)最基本的精神就是讓兩臺機器連接到一起，并相互“交談”或者“溝通”。一旦兩臺機器都發(fā)現(xiàn)了對方，就可以展開一次令人愉快的雙向?qū)υ挕５鼈冊鯓硬拍堋鞍l(fā)現(xiàn)”對方呢？這就象在游樂園里那樣：一臺機器不得不停留在一個地方，偵聽其他機器說：“嘿，你在哪里呢？”<br>
“停留在一個地方”的機器叫作“服務(wù)器”（Server）；到處“找人”的機器則叫作“客戶機”（Client）或者“客戶”。它們之間的區(qū)別只有在客戶機試圖同服務(wù)器連接的時候才顯得非常明顯。一旦連通，就變成了一種雙向通信，誰來扮演服務(wù)器或者客戶機便顯得不那么重要了。<br>
所以服務(wù)器的主要任務(wù)是偵聽建立連接的請求，這是由我們創(chuàng)建的特定服務(wù)器對象完成的。而客戶機的任務(wù)是試著與一臺服務(wù)器建立連接，這是由我們創(chuàng)建的特定客戶機對象完成的。一旦連接建好，那么無論在服務(wù)器端還是客戶機端，連接只是魔術(shù)般地變成了一個IO數(shù)據(jù)流對象。從這時開始，我們可以象讀寫一個普通的文件那樣對待連接。所以一旦建好連接，我們只需象第10章那樣使用自己熟悉的IO命令即可。這正是Java連網(wǎng)最方便的一個地方。<br>
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1. 在沒有網(wǎng)絡(luò)的前提下測試程序<br>
由于多種潛在的原因，我們可能沒有一臺客戶機、服務(wù)器以及一個網(wǎng)絡(luò)來測試自己做好的程序。我們也許是在一個課堂環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)，或者寫出的是一個不十分可靠的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，還能拿到網(wǎng)絡(luò)上去。IP的設(shè)計者注意到了這個問題，并建立了一個特殊的地址——localhost——來滿足非網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的測試要求。在Java中產(chǎn)生這個地址最一般的做法是：<br>
InetAddress addr = InetAddress.getByName(null);<br>
如果向getByName()傳遞一個null（空）值，就默認(rèn)為使用localhost。我們用InetAddress對特定的機器進(jìn)行索引，而且必須在進(jìn)行進(jìn)一步的操作之前得到這個InetAddress（互聯(lián)網(wǎng)地址）。我們不可以操縱一個InetAddress的內(nèi)容（但可把它打印出來，就象下一個例子要演示的那樣）。創(chuàng)建InetAddress的唯一途徑就是那個類的static（靜態(tài)）成員方法getByName()（這是最常用的）、getAllByName()或者getLocalHost()。<br>
為得到本地主機地址，亦可向其直接傳遞字串"localhost"：<br>
InetAddress.getByName("localhost");<br>
或者使用它的保留IP地址（四點形式），就象下面這樣：<br>
InetAddress.getByName("127.0.0.1");<br>
這三種方法得到的結(jié)果是一樣的。<br>
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15.1.2 端口：機器內(nèi)獨一無二的場所<br>
有些時候，一個IP地址并不足以完整標(biāo)識一個服務(wù)器。這是由于在一臺物理性的機器中，往往運行著多個服務(wù)器（程序）。由IP表達(dá)的每臺機器也包含了“端口”（Port）。我們設(shè)置一個客戶機或者服務(wù)器的時候，必須選擇一個無論客戶機還是服務(wù)器都認(rèn)可連接的端口。就象我們?nèi)グ輹橙藭r，IP地址是他居住的房子，而端口是他在的那個房間。<br>
注意端口并不是機器上一個物理上存在的場所，而是一種軟件抽象（主要是為了表述的方便）。客戶程序知道如何通過機器的IP地址同它連接，但怎樣才能同自己真正需要的那種服務(wù)連接呢（一般每個端口都運行著一種服務(wù)，一臺機器可能提供了多種服務(wù)，比如HTTP和FTP等等）？端口編號在這里扮演了重要的角色，它是必需的一種二級定址措施。也就是說，我們請求一個特定的端口，便相當(dāng)于請求與那個端口編號關(guān)聯(lián)的服務(wù)。“報時”便是服務(wù)的一個典型例子。通常，每個服務(wù)都同一臺特定服務(wù)器機器上的一個獨一無二的端口編號關(guān)聯(lián)在一起。客戶程序必須事先知道自己要求的那項服務(wù)的運行端口號。<br>
系統(tǒng)服務(wù)保留了使用端口1到端口1024的權(quán)力，所以不應(yīng)讓自己設(shè)計的服務(wù)占用這些以及其他任何已知正在使用的端口。本書的第一個例子將使用端口8080（為追憶我的第一臺機器使用的老式8位Intel
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