用java实现的简单Server/Client文件传输

yangsq

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java学习

Java Socket 编程 Python 多线程

老师留作业了，是一道网络编程题目，socket知识在先，requirement如下：

用一种编程语言实现一个简单的Server/Client程序；
该程序的主要功能是利用Client从Server端下载一个文件；
在下载之前，需要有一定的用户身份验证机制（说白了就是先输入以下用户名和密码）；
Server应该是多线程机制的，即为每个Client请求Server都要有一个线程去处理，而不是所有的Client都是一个Server线程处理。

ok，这就是需求，单从编程角度来讲，题目不难，单老师说过一句话，我觉得非常有道理，“看一万个程序，不如自己亲自写一个程序，写一万个程序，不如努力写一个好程序”，所以我就利用十一假期的最后两天，完成了这样一个作业，当然大部分时间还是画在了学习不太熟悉的python上。在这里，还要感谢一下CSDN上“wumingabc的专栏”的一篇blog，参考了他的一些代码。

废话少说，上code（这篇是java版，python版）：

处理流程：

server启动，监听client请求；
client启动；
server监听到client，发送“Hi”；
client收到“Hi”
client要求用户输入用户名；
用户输入用户名（如yangsq），发送到服务器（形式为“username:yangsq”）；
服务器验证是否存在这样一个用户，如果有到step 8，否则转到5；
client用求用户输入密码（如123456），发送到服务器（形式为“password:123456”）；
服务器验证密码是否正确，不正确转到step 8，正确开始传输文件（为了简单，文件预先指定好）；
client收到文件，结束后发送“bye”；同时server端收到“bye”后结束线程。

服务器端：

java 代码

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class SimpleServer extends Thread{
private static final int DEFAULT_PORT = 4444;
private static final String DEFAULT_FILE_NAME = "PyNet.pdf";
private Socket socket;
public SimpleServer(Socket socket){
this.socket = socket;
start();
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Connected from " + socket.getRemoteSocketAddress());
try {
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(
new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
String inputLine, outputLine;
HandleInput handleInput = new HandleInput();
outputLine = handleInput.handle(null);
out.println(outputLine);
while((inputLine = in.readLine()) != null){
outputLine = handleInput.handle(inputLine);
out.println(outputLine);
out.flush();
if(outputLine.equals("bye"))
break;
if(outputLine.equals("password:valid")){
//prepare for the transmission of the file
Thread.sleep(2000);
InputStream fileInput = new FileInputStream(new File(DEFAULT_FILE_NAME));
OutputStream fileOutput = new DataOutputStream(
new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
byte[] buf = new byte[2048];
//transmit the file
int num = fileInput.read(buf);
while(num != -1){
fileOutput.write(buf, 0, num);
fileOutput.flush();
num = fileInput.read(buf);
}
fileInput.close();
fileOutput.close();
}
}
in.close();
out.close();
System.out.println("Disconnected from " + socket.getRemoteSocketAddress());
socket.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
private class HandleInput{
private Map userInfo = new HashMap();
private String username = "";
private String password = "";
public HandleInput(){
userInfo.put("yangsq", "yangsq");
userInfo.put("abc", "abc");
userInfo.put("123", "123");
}
public String handle(String input){
String output = "";
if(input == null)
output = "Hi";
else if(input.startsWith("username")){
username = input.split(":")[1];
if(userInfo.containsKey(username))
output = "username:valid";
else
output = "username:invalid";
}else if(input.startsWith("password")){
password = input.split(":")[1];
if(userInfo.get(username).equals(password))
output = "password:valid";
else
output = "password:invalid";
}else if(input.equals("bye")){
output = "bye";
}
return output;
}
}
public static void main(String[] args) {
int port = DEFAULT_PORT;
if(args.length > 0){
port = Integer.parseInt(args[0]);
}
try {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
System.out.println("Server Started");
try {
while(true){
Socket theSocket = serverSocket.accept();
try {
new SimpleServer(theSocket);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
theSocket.close();
}
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
} finally {
if(serverSocket != null)
serverSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

说明：

main函数是Server的启动点，在这里我们建立了一个ServerSocket的实例，这个类是java中专门进行Server端编程的，它可以进行很多的复杂配置，这里知识把它建立在了一个端口之上（line-125），然后为请求返回socket（line-131）。
SimpleServer类继承了Thread，也就是说，我的想法是为每一个Client请求，都有一个SimpleServer去处理。这是怎样实现的呢？看line-128到line-136，这里ServerSocket的实例在端口4444进行监听，只要有一个请求，就new一个SimpleServer去处理（如果没有请求，程序就会阻塞在ServerSocket的accept方法上line-129）
既然SimpleServer继承了Thread，那么它的最重要的方法就是run（line-29），可以看到，在new SimpleServer的时候就启动了它的run方法。
SimpleServer的主要处理流程在line-42到line-67，为了更清晰，把其中的用户身份验证提出来组成一个内部类HandleInput。
负责文件传输的是line-48到line-66，也即clien的密码正确后开始。这里需要说明的是流的实现，与用户交互的时候我们用的是New IO，他们是面向字节（1字节=2byte）的，这很合适，因为我们的用户信息都是字节的（简单的说就是面向asc字符的），所以这里我们就用了readline和println方法（这两个都是Reader和Writer的方法）；但是我们要传输的是一个二进制文件（说白了就是面向byte的），所以用New IO就不合适了，所以转向了InputStream（读入文件）和OutputStream（把文件通过socket写出）。

客户端：

java 代码

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class SimpleClient {
private static final int DEFAULT_PORT = 4444;
private static final String DEFAULT_HOST = "localhost";
public static void main(String[] args) {
String host = DEFAULT_HOST;
int port = DEFAULT_PORT;
if(args.length > 0){
host = args[0];
}
if(args.length >1 ){
port = Integer.parseInt(args[1]);
}
Socket theSocket = null;
PrintWriter out = null;
BufferedReader in = null, userIn = null;
try {
theSocket = new Socket(host, port);
in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(theSocket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(theSocket.getOutputStream());
userIn = new BufferedReader(
new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("Connected to the simple file server");
String fromUser, fromServer;
while((fromServer = in.readLine()) != null){
if(fromServer.equals("bye"))
break;
else if(fromServer.equals("Hi")){
System.out.println("Do you want to get the 'PyNet.pdf' file?(y/n):");
fromUser = userIn.readLine();
if(fromUser.equals("y")){
System.out.println("Please input your username:");
fromUser = userIn.readLine();
out.println("username:" + fromUser);
out.flush();//notice: if this sentence is lost, the info will not arrive at server side
}else
break;
}else if(fromServer.startsWith("username")){
if(fromServer.split(":")[1].equals("valid")){
System.out.println("Please input your password:");
fromUser = userIn.readLine();
out.println("password:" + fromUser);
out.flush();
}else{
System.out.println("Please input your username:");
fromUser = userIn.readLine();
out.println("username:" + fromUser);
out.flush();
}
}else if(fromServer.startsWith("password")){
if(fromServer.split(":")[1].equals("valid")){
System.out.println("Downloading...");
//prepare for the receiving
File newFile = new File("new.pdf");
newFile.createNewFile();
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(newFile, "rw");
InputStream fileInput = new DataInputStream(
new BufferedInputStream(theSocket.getInputStream()));
byte[] buf = new byte[2048];
//receiving
int num = fileInput.read(buf);
while(num != -1){
raf.write(buf, 0, num);
raf.skipBytes(num);
num = fileInput.read(buf);
}
in.close();
raf.close();
System.out.println("File download is finished");
break;
}else{
System.out.println("Please input your password:");
fromUser = userIn.readLine();
out.println("password:" + fromUser);
out.flush();
}
}
}
out.println("bye");
out.flush();
out.close();
in.close();
userIn.close();
theSocket.close();
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

这个比较简单，除了用户交互外，最核心的就是line-71到line-94这段处理文件下载的了，当SimpleClient收到服务器的“password:valid"就表示用户身份验证通过，可以执行文件下载了。这部分也是混合使用了New IO和Old IO，原因和上边解释的一样。

这里还要强调一点的是在网络编程的时候，println以后，一定要flush以下。为什么呢？学过网络的人都知道，当一个package太小是，网络并不会把它发出去，而是等到足够大时。我在实际测试时，就忘记了在println后写flush，结果这边明明已经out出了，但Server端就是在那塞着，这个问题困扰了我半天，呵呵。

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用python实现的简单Server/Client文件传输 | python学习——一些有趣的讨论

2007-10-06 22:30
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