Introdução à Tecnologia Java 02/2012. Java Aula 08. Rede: 31/10/2012. Celso Olivete Júnior.
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1 Java Aula 08 Rede: Comunicação entre processos 31/10/2012 Celso Olivete Júnior 1
2 Aula passada: Multithreading Celso Olivete Júnior 2
3 Na aula de hoje: Introdução Manipulando URLs Lendo um arquivo de um Servidor Web Estabelecendo um simples Servidor usando Stream Sockets Estabelecendo um simples Cliente usando Stream Sockets Interação Cliente/Servidor com conexão Stream Socket Celso Olivete Júnior 3
4 Introdução O pacote de rede é java.net Permite comunicação baseada em sockets; Também permite a comunicação baseada em pacotes; Será focalizado os dois lados de um relacionamento cliente/servidor; O cliente pede que alguma ação seja executada; o servidor executa a ação e responde para o clientes. Ex: Pedido/resposta efetuado pelos navegadores e os servidores WWW. Navegador Cliente pedido (URL) resposta (página HTML) WWW Servidor Celso Olivete Júnior 4
5 Introdução Java fornece dois tipos de sockets: Sockets de Fluxo O processo estabelece uma conexão com outro processo. Enquanto essa conexão estiver estabelecida, os dados fluem entre os processos em fluxos contínuos; Chamamos de Serviço Orientado a Conexão; Ex: TCP (Transmission Control Protocol) Sockets de Datagrama Transmite pacotes individuais de informação; Serviço sem conexão; Ex: UDP (User Datagram Protocol) Os pacotes podem ser perdidos, duplicados e até chegar fora de sequência. Celso Olivete Júnior 5
6 Exemplo Applets: seleciona uma página a partir de um Jlist e o navegador exibe o conteúdo Celso Olivete Júnior 6
7 Manipulando URL s HyperText Transfer Protocol (HTTP) Utiliza URIs (Uniform Resource Identifiers identificador de dados) para localizar os dados: URIs são frequentemente chamadas de URLs (Uniform Resource Locators) Refere-se aos arquivos, diretórios e objetos complexos (ex: pesquisa no BD). Celso Olivete Júnior 7
8 SiteSelector.html 1 <html> 2 <title>site Selector</title> 3 <body> 4 <applet code ="SiteSelector.class" width = "300" height = "75"> 5 <paramname = "title0" value = "Java Home Page"> 6 <paramname ="location0"value = " 7 <paramname ="title1"value = "Deitel"> 8 <paramname ="location1"value = " 9 <paramname ="title2"value ="JGuru"> 10 <paramname ="location2"value = " 11 <paramname ="title3"value = "JavaWorld"> 12 <param name ="location3" value = " 13 </applet> 14 </body> 15 </html> Exemplo: Declara tags param para a applet Servirão para carregar a página String titulo = getparameter(title0); //recupera o valor associado, neste caso Java Home Page Celso Olivete Júnior 8
9 SiteSelector.java 1 // Fig. 18.2: SiteSelector.java 2 //Carrega um documento a partir da URL. 3 import java.net.*; 4 import java.util.*; 5 import java.awt.*; 6 import java.applet.appletcontext; 7 import javax.swing.*; 8 import javax.swing.event.*; 10 public class SiteSelector extends JApplet { 11 private HashMap sites; // nomes e URLs dos sites 12 private Vector sitenames; // nomes dos sites 13 private JList sitechooser; // lista de sites a escolher // lê parâmetros html e configura a GUI 16 public void init() 17 { 18 // cria HashMap e Vector 19 sites = new HashMap(); 20 sitenames = new Vector(); 21 // obtem parametros do documento HTML 22 // que irão compor o JList 23 getsitesfromhtmlparameters(); 24 Cria um objeto HashMap e um objeto Vector Chave é a String na JList (nome do site) Valor é a URL Celso Olivete Júnior 9
10 SiteSelector.java 25 // cria componentes GUI e o layout 26 Container container = getcontentpane(); 27 container.add( new JLabel( "Choose a site to browse" ), 28 BorderLayout.NORTH ); 30 sitechooser = new JList( sitenames ); // preenche a Jlist com o Vector 31 sitechooser.addlistselectionlistener( new ListSelectionListener() {// classe anônima // vai para o site selecionado pelo usuário 36 public void valuechanged( ListSelectionEvent event ) 37 { 38 // recupera o nome do site selecionado 39 Object object = sitechooser.getselectedvalue(); 41 // utiliza o nome do site para localizar a url 42 URL newdocument = ( URL ) sites.get( object ); 44 // obtem o container de applets 45 AppletContext browser = getappletcontext(); 47 // faz com que o container de applets mude de página 48 browser.showdocument( newdocument ); 49 } 50 Cria o documento Mostra o documento no browser O método valuechanged vai para o Web site selecionado Celso Olivete Júnior 10
11 SiteSelector.java 51 } // fim da classe anônima 53 ); // fim da chamada para addlistselectionlistener container.add( new JScrollPane( sitechooser ), 56 BorderLayout.CENTER ); } // fim do método init 60 // obtem parametros do documento HTML 61 private void getsitesfromhtmlparameters() 62 { <paramname = "title0" value = "Java Home Page"> <paramname ="location0"value = " 63 // verifica os parametros applet no documento HTML e adiciona para HashMap 64 String title, location; // titulo e localização do site 65 URL url; //url da localização 66 int counter = 0; //conta numeros de sites title = getparameter( "title" + counter ); // retorna o primeiro titulo do site // faz um loop até que não haja mais parametros no documento HTML 71 while ( title!= null ) { 73 // obtem localização do site 74 location = getparameter( "location" + counter ); 75 Atribui o título do site Atribui a localização do site Celso Olivete Júnior 11
12 SiteSelector.java 76 // coloca title/url no HashMap sites e title no Vector sitenames 77 try { 78 url = new URL( location ); // converte a localização em URL 79 sites.put( title, url ); // coloca title/url no HashMap 80 sitenames.add( title ); // coloca title no Vector 81 } // URL mal formada 84 catch ( MalformedURLException urlexception ) { 85 urlexception.printstacktrace(); 86 } counter; 89 title = getparameter( "title" + counter ); // obtem o proximo title } // fim while } // fim method getsitesfromhtmlparameters } // fim class SiteSelector Cria a URL do local Adiciona a URL no HashMap Adiciona o title no Vector Busca o próximo título Celso Olivete Júnior 12
13 SiteSelector.java Celso Olivete Júnior 13
14 Lendo um arquivo em um Servidor Web Utiliza-se o componente da Swing GUI JEditorPane Ele pode mostrar simples textos e textos formatados em HTML; Pode ser realizada navegação a partir de links Pode ser usado como um simples navegador Recupera arquivos do servidor Web para uma dada URI. Celso Olivete Júnior 14
15 Celso Olivete Júnior 15
16 ReadServerFile.java 1 // Fig. 18.3: ReadServerFile.java 2 // Usa um JEditorPane para mostrar o conteudo de um arquivo em um servidor Web. 3 import java.awt.*; 4 import java.awt.event.*; 5 import java.net.*; 6 import java.io.*; 7 import javax.swing.*; 8 import javax.swing.event.*; 9 10 public class ReadServerFile extends JFrame { 11 private JTextField enterfield; // para inserir o endereço 12 private JEditorPane contentsarea; // para apresentar o conteúdo // configura GUI 15 public ReadServerFile() 16 { 17 super( "Simple Web Browser" ); 19 Container container = getcontentpane(); 21 // criar o enterfield e registra seu listener 22 enterfield = new JTextField( "Enter file URL here" ); 23 enterfield.addactionlistener(// ao pressionar a tecla enter 24 new ActionListener() { O arquivo será mostrado no JEditorPane Celso Olivete Júnior 16
17 ReadServerFile.java 26 // carrega documento especificado pelo usuário 27 public void actionperformed( ActionEvent event ) 28 { 29 getthepage( event.getactioncommand() ); 30 } } // fim da classe inner 34 ); // fim da chamada para addactionlistener 36 container.add( enterfield, BorderLayout.NORTH ); 38 // cria contentsarea e registra HyperlinkEvent listener 39 contentsarea = new JEditorPane(); 40 contentsarea.seteditable( false ); 41 contentsarea.addhyperlinklistener( 42 new HyperlinkListener() { // se usuário clicou no hyperlink, chama hyperlinkupdate 45 public void hyperlinkupdate( HyperlinkEvent event ) 46 { 47 if ( event.geteventtype() == 48 HyperlinkEvent.EventType.ACTIVATED ) 49 getthepage( event.geturl().tostring() ); 50 } Celso Olivete Júnior 17
18 ReadServerFile.java 52 } // fim da classe inner ); // fim da chamada para addhyperlinklistener 56 container.add( new JScrollPane( contentsarea ), 57 BorderLayout.CENTER ); 58 setsize( 400, 300 ); 59 setvisible( true ); 61 } // fim do construtor ReadServerFile 63 // carrega documento 64 private void getthepage( String location ) 65 { 66 // carrega documento e mostra a localização 67 try { 68 contentsarea.setpage( location ); //configura a página para JEditorPane 69 enterfield.settext( location ); //configura o texto 70 } 71 catch ( IOException ioexception ) {// se não for possível carregar a página 72 JOptionPane.showMessageDialog( this, 73 "Error retrieving specified URL", "Bad URL", 74 JOptionPane.ERROR_MESSAGE ); 75 } 77 } // fim do metodo getthepage O método setpage baixa o documento e mostra ele no JEditorPane Celso Olivete Júnior 18
19 ReadServerFile.java public static void main( String args[] ) 80 { 81 ReadServerFile application = new ReadServerFile(); 82 application.setdefaultcloseoperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE ); 83 } } // end class ReadServerFile Celso Olivete Júnior 19
20 ReadServerFile.java Celso Olivete Júnior 20
21 Estabelecendo um Servidor usando Sockets Para criar um servidor simples são necessários 5 passos: 1. Criar um objeto ServerSocket Registra uma porta disponível e um número máximo de clientes; ServerSocket server = new ServerSocket(porta, tamanhodafila); 2. Cada conexão cliente é controlada por um objeto Socket; O servidor espera indefinidamente (ou bloqueia) uma tentativa de conexão por parte do cliente; Para esperar o cliente, o programa chama o método accept(); Socket connection = server.accept(); 3. Enviando e recebendo dados Objetos OutputStream (write - para enviar dados) e InputStream (read - para receber dados); Esses objetos enviam e recebem bytes isolados; Métodos getinputstream e getoutputstream Usados no objeto Socket; Celso Olivete Júnior 21
22 Estabelecendo um Servidor usando Sockets 3. Enviando e recebendo dados (cont.) É conveniente enviar dados primitivos (int e double) ou dados da classe Serializable (como String) ao invés de bytes; ObjectInputStream input = new ObjectInputStream ( connection.getinputstream() ); ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream ( connection.getoutputstream() ); 4. Processamento Servidor e Cliente se comunicam via os objetos OutputStream e InputStream; 5. Encerramento da transmissão Fecha a conexão (connection.close() ) e os fluxos correspondentes. Celso Olivete Júnior 22
23 Estabelecendo um Cliente usando Sockets São necessários 4 passos para criar um cliente em Java: 1. Criar um objeto Socket para conectar ao servidor; Socket connection = new Socket(endereçoServidor, porta); 2. Obter os objetos InputStream e Outputstream do Socket para fazer referência aos objetos InputStream e Outputstream do servidor 3. Processar a informação comunicada; 4. Fechar a conexão e os fluxos correspondentes. O método read() do InputStream devolve 1 quando detecta o fim do fluxo (Também chamado de EOF); Se um objeto ObjectInputStream for usado para ler as informações do servidor, ocorre uma EOFException quando o cliente tenta ler um valor de um fluxo que foi finalizado. Celso Olivete Júnior 23
24 Socket: Esquema (protocolo orientado a conexão) Servidor socket() Classes JAVA em verde bind() listen() accept() Bloqueia até receber um connect Socket read() ServerSocket Cliente socket() connect() Socket write() ObjectOuputStream write() read() ObjectInputStream Celso Olivete Júnior 24
25 Interação Cliente/Servidor usando Conexões por meio de Sockets Aplicação: Chat entre Cliente/Servidor Usa stream sockets como descrito nas seções anteriores. Detalhes do funcionamento: Quando o cliente se conecta ao servidor, o servidor envia um objeto String indicando que a conexão foi bem-sucedida; Ambos terminais possuem um JTextField que permite que mensagens possam ser trocadas entre eles, as quais são exibidas em um JTextArea; Quando o cliente ou o servidor enviar a String FIM, a conexão entre os dois é encerrada! Celso Olivete Júnior 25
26 Aplicação: Chat entre Cliente/Servidor Celso Olivete Júnior 26
27 Server.java 1 // Fig. 18.4: Server.java 2 // Configura um servidor que irá receber uma conexão de um cliente, enviar 3 // uma string e fechar a conexão. 4 import java.io.*; 5 import java.net.*; 6 import java.awt.*; 7 import java.awt.event.*; 8 import javax.swing.*; 10 public class Server extends JFrame { 11 private JTextField enterfield; 12 private JTextArea displayarea; 13 private ObjectOutputStream output; 14 private ObjectInputStream input; 15 private ServerSocket server; 16 private Socket connection; 17 private int counter = 1; 19 // configura GUI 20 public Server() 21 { 22 super( "Servidor" ); 24 Container container = getcontentpane(); 25 O listen está sobre o ServerSocket; a conexão é um Socket Celso Olivete Júnior 27
28 Server.java 26 // cria campo de entrada e configura o listener(evento) 27 enterfield = new JTextField(); 28 enterfield.seteditable( false); 29 enterfield.addactionlistener( 30 new ActionListener() { 32 // envia mensagem ao cliente 33 public void actionperformed( ActionEvent event ) 34 { 35 senddata( event.getactioncommand() ); 36 enterfield.settext( ""); 37 } 38 } 39 ); 41 container.add( enterfield, BorderLayout.NORTH); 43 // cria área de display 44 displayarea = new JTextArea(); 45 container.add( newjscrollpane( displayarea), 46 BorderLayout.CENTER); 48 setsize( 300, 150); 49 setvisible( true); 51 }// fim Construtor Celso Olivete Júnior 28
29 Server.java 53 // configura e executa o servidor 54 public void runserver() 55 { 56 // configura o servidor para receber conexões; processa as conexões 57 try { // Passo 1: Cria o ServerSocket. 60 server = new ServerSocket( 12345, 100 ); 62 while ( true ) { 64 try { 65 waitforconnection(); // Passo 2: Aguarda conexão. 66 getstreams(); // Passo 3: Obtém input & output streams. 67 processconnection(); // Passo 4: Processa conexão. 68 } 70 // processa EOFException quando o cliente encerra a conexão 71 catch ( EOFException eofexception ) { 72 System.err.println( O Cliente encerrou a conexão!" ); 73 } 75 finally { 76 closeconnection(); // Passo 5: Fecha a conexão counter; Cria ServerSocket para a porta com fila de tamanho } Celso Olivete Júnior 29
30 Server.java } // end while } // end try 84 // processa problemas com I/O 85 catch ( IOException ioexception ) { 86 ioexception.printstacktrace(); 87 } 89 } // end Método runserver 91 // PASSO 2: Aguarda os pedidos de conexão, e depois mostra a informação de conexão 92 private void waitforconnection() throws IOException 93 { 94 displayarea.append( Aguardando por conexões\n" ); 95 connection = server.accept(); // permite o servidor aceitar conexões 96 displayarea.append( "Conexão " + counter + " recebida de : " + 97 connection.getinetaddress().gethostname() ); 98 } 100 // PASSO 3: Obtém streams para enviar e receber dados 101 private void getstreams() throws IOException 102 { Método accept aguarda por conexão Exibe o nome do computador que conectou Celso Olivete Júnior 30
31 Server.java 103 // configura output stream 104 output = new ObjectOutputStream( connection.getoutputstream() ); 105 output.flush(); // esvazia buffer de saída // configura input stream 108 input = new ObjectInputStream( connection.getinputstream() ); displayarea.append( "\ni/o streams obtidos!\n" ); 111 } // PASSO 4: processa conexão com o cliente 114 private void processconnection() throws IOException 115 { 116 // envia mensagem de conexão bem-sucedida para o cliente 117 String message = "Conexão bem sucedida!"; 118 senddata( message ); // habilita campo de entrada para o usuário do servidor 121 enterfield.setenabled( true ); 122 Método flush descarrega buffer de saída para enviar cabeçalho de informação 123 do { // processa mensagens enviadas pelo cliente 124 Celso Olivete Júnior 31
32 Server.java 125 // lê as mensagens a partir do objeto ObjectInputStream e as mostra 126 try { 127 message = ( String ) input.readobject(); 128 displayarea.append( "\n" + message ); 129 } 131 // captura problemas com as mensagens enviadas pelo cliente 132 catch ( ClassNotFoundException classnotfoundexception ) { 133 displayarea.append( "\no tipo de objeto é desconhecido!" ); 134 } 136 } while (!message.equals( "CLIENTE>>> FIM" ) ); 138 } // end processconnection //PASSO 5: Fecha streams e socket 141 private void closeconnection() 142 { 143 displayarea.append( "\nencerrando conexão\n" ); 144 enterfield.setenabled( false ); // desabilita campo de entrada 146 try { 147 output.close(); 148 input.close(); 149 connection.close(); 150 } LêString do cliente e a mostra Método closeconnection encerra conexão Celso Olivete Júnior 32
33 Server.java 151 catch( IOException ioexception){ 152 ioexception.printstacktrace(); 153 } 154 } // envia mensagem para o cliente 157 private void senddata( String message) 158 { try{ 161 output.writeobject("servidor>>>" + message); 162 output.flush(); 163 displayarea.append("\nservidor>>>" + message); 164 } catch( IOException ioexception){ 168 displayarea.append("\nerro ao enviar a mensagem!"); 169 } 170 } 171 Descarrega a saída 172 Celso Olivete Júnior 33
34 Server.java public static void main( String args[] ) 175 { 176 Server application = new Server(); 177 application.setdefaultcloseoperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE ); 178 application.runserver(); 179 } } // end classe Server Celso Olivete Júnior 34
35 Client.java 1 // Fig. 18.5: Client.java 2 // Cliente que lê e envia informação do/ao servidor. 3 import java.io.*; 4 import java.net.*; 5 import java.awt.*; 6 import java.awt.event.*; 7 import javax.swing.*; 8 9 public class Client extends JFrame { 10 private JTextField enterfield; 11 private JTextArea displayarea; 12 private ObjectOutputStream output; 13 private ObjectInputStream input; 14 private String message = ""; 15 private String chatserver; 16 private Socket client; 18 // inicializa chatserver e configura GUI 19 public Client( String host ) 20 { 21 super( "Client" ); 23 chatserver = host; // configura servidor a ser conectado 25 Container container = getcontentpane(); O Cliente é um Socket Celso Olivete Júnior 35
36 Client.java 27 // cria enterfield e registra o listener (evento) 28 enterfield = new JTextField(); 29 enterfield.seteditable( false ); 30 enterfield.addactionlistener( 31 new ActionListener() { 33 // envia mensagem ao servidor 34 public void actionperformed( ActionEvent event ) 35 { 36 senddata( event.getactioncommand() ); 37 enterfield.settext( "" ); 38 } 39 } 40 ); 42 container.add( enterfield, BorderLayout.NORTH ); // cria displayarea 45 displayarea = new JTextArea(); 46 container.add( new JScrollPane( displayarea ), 47 BorderLayout.CENTER ); setsize( 300, 150 ); 50 setvisible( true ); Celso Olivete Júnior 36
37 Client.java 52 } // end Client construtor 54 // conecta-se ao servidor e processa as mensagens 55 private void runclient() 56 { 57 // conecta ao servidor, obtém streams, processa conexão 58 try { 59 connecttoserver(); // Passo 1: Cria o Socket para se conectar 60 getstreams(); // Passo 2: Obtêm input and output streams 61 processconnection(); // Passo 3: Processa conexão 62 } 64 // O Servidor encerra a conexão 65 catch ( EOFException eofexception ) { 66 System.err.println( O Servidor encerrou a conexão!" ); 67 } 69 // processa problemas com a comunicação 70 catch ( IOException ioexception ) { 71 ioexception.printstacktrace(); 72 } 74 finally { 75 closeconnection(); // Passo 4: Encerra a conexão 76 } Celso Olivete Júnior 37
38 Client.java 78 } // end método runclient 80 // PASSO 1: Conecta ao servidor 81 private void connecttoserver() throws IOException 82 { 83 displayarea.append( Tentando conectar... \n" ); 85 // cria Socket para se conectar ao servidor RETORNA O IP A PARTIR DO chatserver 86 client = new Socket( InetAddress.getByName( chatserver ), ); // mostra informações da conexão 89 displayarea.append( "Conectado ao: " + 90 client.getinetaddress().gethostname() ); 91 } // PASSO 2: Obtêm streams para enviar e receber dados 94 private void getstreams() throws IOException 95 { 96 // configura output stream 97 output = new ObjectOutputStream( client.getoutputstream() ); 98 output.flush(); // esvazia output buffer // configura input stream Cria um cliente que irá se conectar a porta do servidor Notifica ao usuário que ele está conectado Obtêm as streams para enviar e receber dados 101 input = new ObjectInputStream( client.getinputstream() ); Celso Olivete Júnior 38
39 Client.java displayarea.append( "\nobtêm I/O streams\n" ); 104 } 106 // PASSO 3: processa conexão com o servidor 107 private void processconnection() throws IOException 108 { 109 // habilita enterfield para o cliente enviar mensagens 110 enterfield.setenabled( true ); 112 do { // processa mensagens enviadas pelo servidor 114 // lê a mensagem e a exibe 115 try { 116 message = ( String ) input.readobject(); 117 displayarea.append( "\n" + message ); 118 } 120 // captura problemas de leitura 121 catch ( ClassNotFoundException classnotfoundexception ) { 122 displayarea.append( "\nobjeto recebido de tipo desconhecido!" ); 123 } 125 } while (!message.equals( "SERVIDOR>>> FIM" ) ); } // end método processconnection Celso Olivete Júnior 39
40 Client.java 129 // PASSO 4: fecha streams e socket 130 private void closeconnection() 131 { 132 displayarea.append( "\nencerrando conexão!" ); 133 enterfield.setenabled( false ); // disable enterfield 135 try { 136 output.close(); 137 input.close(); 138 client.close(); 139 } 140 catch( IOException ioexception ) { 141 ioexception.printstacktrace(); 142 } 143 } 145 // send message to server 146 private void senddata( String message ) 147 { 148 // send object to server 149 try { 150 output.writeobject( "CLIENTE>>> " + message ); 151 output.flush(); 152 displayarea.append( "\ncliente>>> " + message ); 153 } Método closeconnection encerra a conexão Celso Olivete Júnior 40
41 Client.java // process problems sending object 156 catch ( IOException ioexception ) { 157 displayarea.append( "\nerro ao enviar a mensagem" ); 158 } 159 } public static void main( String args[] ) 200 { 201 Client application; if ( args.length == 0 ) 204 application = new Client( " " ); 205 else 206 application = new Client( args[ 0 ] ); application.setdefaultcloseoperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE ); 209 application.runclient(); 210 } } // end classe Client Celso Olivete Júnior 41
42 Client.java // process problems sending object 156 catch ( IOException ioexception ) { 157 displayarea.append( "\nerro ao enviar a mensagem" ); 158 } 159 } public static void main( String args[] ) 200 { 201 Client application; if ( args.length == 0 ) 204 application = new Client( " " ); 205 else 206 application = new Client( args[ 0 ] ); application.setdefaultcloseoperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE ); 209 application.runclient(); 210 } } // end classe Client Celso Olivete Júnior 42
43 Exercício 1: implemente os exemplos Exercício 2: implemente o jogo-davelha cliente/servidor que utiliza um servidor com multithread (exemplo do livro) Celso Olivete Júnior 43
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