[Network] - Java Network

[Network] - Java Network

Java Network

Echo

Server ServerSocket (port) - waiting & accept() 클라이언트의 요청이 와서 accept() 시 요청온 클라이언트용 소켓 추가 생성 송수신 버퍼 존재

Client Socket ( Socket -> ServerSocket 연결 요청) - socket(ip, port) 송수신 버퍼 존재

결과 <서버>

Connected client : 127.0.0.1 : 49706

Client's msg : sdas

Client's msg : null <클라이언트>

Connection is completed

Welcome to Echo server!!

Message : sdas

Echoed Message : sdas

Message : BYE

Disconnect

import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Scanner; public class EchoServer { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); try { // 클라이언트의 접속을 처리하는 서버소켓 생성 ServerSocket ss = new ServerSocket(8000); // 클라이언트 접속 대기 Socket clients = ss.accept(); System.out.println("Connected client : " + clients.getInetAddress() .getHostAddress()+" : " + clients.getPort()); //스트림 생성 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clients.getInputStream())); PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(clients.getOutputStream())); // 데이터 송신 out.println("Welcome to Echo server!!"); //송신 버퍼에 전달 out.flush(); while(true){ String msg = in.readLine(); System.out.println("Client's msg : " + msg); if(msg.equals("BYE") || msg == null) break; out.println(msg); out.flush(); } clients.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

import java.io.*; import java.net.Socket; import java.util.Scanner; public class EchoClient { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); try { Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8000); System.out.println("Connection is completed"); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream())); String data = in.readLine(); System.out.println(data); while (true) { System.out.print("Message : "); String msg = sc.nextLine(); if(msg.equals("BYE")) break; out.println(msg); out.flush(); msg = in.readLine(); System.out.println("Echoed Message : " + msg); } System.out.println("Disconnect "); s.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

Thread

Thread란 하나의 프로세스 내부에서 독립적으로 실행되는 하나의 작업 단위

Thread 기반 서버 클라이언트와 서버 간 양방향 송수신을 위한 스트림 채널이 필요 스트림을 만든 후 서버는 Thread를 통해 다시 wait 상태 로 간다. 단, 서버의 과부하가 발생하므로 퍼포먼스 면에서 적합하지 않은 방법이다.

import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.io.IOException; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Vector; public class ChatServer { static Vector clients = new Vector<>(); public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket ss = new ServerSocket(3005); while (true) { // 클라이언트 접속 대기 System.out.println("Chat server is waiting ..."); Socket s = ss.accept(); // block mode System.out.println("Client is connected : " + s); // 입출력 스트림 처리 DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream()); // 수신 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream()); // 송신 dos.writeUTF("Welcome to a Chatting server"); dos.writeUTF("Send your chatting id."); String name = dis.readUTF(); // 클라이언트 이름 수신 ChatHandler handler = new ChatHandler(name, s, dis, dos); clients.add(handler); Thread thread = new Thread(handler); thread.start(); // handler 안에 있는 run 메서드가 동작 } } }

package network.thread; import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.io.IOException; import java.net.Socket; import java.util.StringTokenizer; public class ChatHandler implements Runnable{ private String name; private Socket s; private final DataInputStream dis; private final DataOutputStream dos; private boolean isSignin; public ChatHandler(String name, Socket s, DataInputStream dis, DataOutputStream dos) { this.name = name; this.s = s; this.dis = dis; this.dos = dos; isSignin = true; } @Override public void run() { System.out.println(name + " is chatting..."); String received; while (true) { try { received = dis.readUTF(); System.out.println("Message : "+received+" from " + name); if(received.equals("Bye")) break; if(!received.contains("#")) continue; StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(received, "#"); String who = tokenizer.nextToken(); String msg = tokenizer.nextToken(); for(ChatHandler c : ChatServer.clients) { if (c.name.equals(who) && c.isSignin == true) { c.dos.writeUTF(who +" >> " +msg); break; } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } try { s.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

package network.thread; import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.io.IOException; import java.net.InetAddress; import java.net.Socket; import java.util.Scanner; public class ChatClient { final static int ServerPort = 3005; public static void main(String[] args) throws IOException { Scanner sc = new Scanner(System.in); InetAddress ipAddr = InetAddress.getByName("localhost"); Socket s = new Socket(ipAddr, ServerPort); System.out.println("Connection OK!!"); // 입출력 스트림 처리 DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream()); // 수신 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream()); // 송신 String msg = dis.readUTF(); System.out.println(msg); msg = dis.readUTF(); System.out.println(msg); System.out.print("Name : "); String name = sc.nextLine(); dos.writeUTF(name); // 전송쓰레드 생성 Thread sending = new Thread(new Runnable() { // 익명클래스 기법 @Override public void run() { while (true) { // 데이터 송수신을 위한 내용 System.out.print("Msg(who#message) : "); String msg = sc.nextLine(); try { dos.writeUTF(msg); if(msg.equals("Bye")) break; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } try { s.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }); // 수신 쓰레드 생성 Thread receiving = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { try { String msg = dis.readUTF(); if(msg == null) break; // 상대방이 접속 종료 System.out.println(msg); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } try { s.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }); // 쓰레드 동작 sending.start(); receiving.start(); } }

UDP

package network.udp; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; public class UDPEchoServer { public UDPEchoServer() { System.out.println("UDP EchoServer is started. Portno 9001"); try { DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9001); while (true) { // 데이터그램 패킷 수신 byte[] message = new byte[1024]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length); socket.receive(packet); String data = new String(packet.getData()); System.out.println("Received from : [" + data.trim() + "]

" + "From : " + packet.getAddress()); //원격지 주소 출력 // 데이터그램 패킷 송신 InetAddress address = packet.getAddress(); int port = packet.getPort(); byte[] sendMessage = data.getBytes(); DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendMessage, sendMessage.length, address, port); socket.send(sendPacket); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { new UDPEchoServer(); } }

package network.udp; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; import java.util.Scanner; public class UDPEchoClient { public UDPEchoClient() { System.out.println("UDP EchoClient is started."); Scanner sc = new Scanner(System.in); try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket()) { InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost"); byte[] message; while (true) { // 데이터 입력해서 데이터그램 패킷으로 만들고 전송 System.out.println("Enter a message : "); String data = sc.nextLine(); if(data.equalsIgnoreCase("quit")) break; message = data.getBytes(); // String -> byte[] DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length, address, 9001); socket.send(packet); // 데이터그램 전송 // 서버로부터 수신 byte[] recvMessage = new byte[1024]; DatagramPacket recvPacket = new DatagramPacket(recvMessage, recvMessage.length); socket.receive(recvPacket); data = new String(recvPacket.getData()); System.out.println("Received : [" +data.trim() +" ]

" + " From : " + recvPacket.getSocketAddress()); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { new UDPEchoClient(); } }

Java NIO

기존의 쓰레드 방식은 쓰레드가 많아질수록 비효율적이지만, 셀렉터 기반 Channel + Buffer를 통해 해결가능

스트림 방식인 서버소켓이 아닌 NIO에서 지원하는 서버소켓채널을 사용

Buffer

I / O 를 위한 메모리 공간

버퍼 생성 (다이렉트 , 넌다이렉트) 다이렉트 : 운영체제가 메모리 할당 공간이 큼 - 메인메모리 전체에서 할당 받기 때문 주로 읽기 / 쓰기가 많은 경우엔 다이렉트 버퍼가 유리 ByteBuffer.allocateDirect(20); 넌다이렉트 : JVM이 메모리 할당 공간이 작음 - JVM에서 바로 처리하기 때문에 속도가 빠름 버퍼를 생성, 삭제가 빈번하면 유리 ByteBuffer.allocate(20);

버퍼 기록 / 읽기 position : pointer와 같은 역할 capacity : 전체 공간 , limit : 쓸 수 있는 공간 (처음엔 capacity와 동일) flip : 기록 / 읽기 변환 - 뒤집다라는 의미 , position을 0으로 초기화하고 limit은 현재 적힌 공간만큼으로 바뀜 rewind : position을 0으로 초기화 clear : position을 0으로 초기화 mark : 현재 포인터에 체크 포인트, reset 하면 마지막 mark자리로 position 이동 compact : 현재 까지 읽은 데이터를 지우고 앞으로 땡긴다. write상태로 바뀌며 , put 하면 현재포인터에 새 값이 채워짐 put (쓰기) get (읽기)

import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.CharBuffer; import java.nio.IntBuffer; public class JavaNIO { public static void printBuffer(ByteBuffer buffer) { // 버퍼에 있는 데이터 출력 for (int i = 0; i < buffer.limit() - 1; i++) { System.out.print(buffer.get(i) + ", "); } System.out.println(buffer.get(buffer.limit() - 1)); System.out.print("position : "+buffer.position()+", "); System.out.print("limit : " + buffer.limit()+", "); System.out.println("capacity : " + buffer.capacity()); } public static void main(String[] args) { // 버퍼생성 - allocate 방식 ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(20); // 넌다이렉트 ByteBuffer bufDir = ByteBuffer.allocateDirect(20); //다이렉트 CharBuffer cbuf = CharBuffer.allocate(20); IntBuffer ibuf = IntBuffer.allocate(20); // 버퍼생성 - wrap 방식 byte[] bytes = new byte[50]; ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.wrap(bytes); // 읽기/쓰기 buf.put((byte) 7); buf.put((byte) 9); buf.put((byte) 13); buf.put((byte) 16); printBuffer(buf); buf.flip(); // 쓰기 -> 읽기, limit 갯수 변경, 포지션 초기화 printBuffer(buf); buf.get(new byte[2]); // 2개 읽기 , position : 2 printBuffer(buf); buf.mark(); // 현재 position 2에 mark기록 buf.get(new byte[2]); // 2개 읽기, position : 4 printBuffer(buf); buf.reset(); // mark위치로 position 이동 printBuffer(buf); buf.rewind(); // position : 0 초기화 printBuffer(buf); buf.get(new byte[2]); // position : 2 buf.compact(); // 2개를 지우고 앞으로 땡김, 기록상태로 바뀜 printBuffer(buf); buf.put((byte) 22); buf.put((byte) 22); buf.put((byte) 22); buf.put((byte) 22); printBuffer(buf); buf.clear(); printBuffer(buf); } }

TCP (NIO)

import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.Socket; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.util.Date; import static java.lang.Thread.sleep; public class TimeServer { public static void main(String[] args) { System.out.println("Time Server is started."); try { ServerSocketChannel sschannel = ServerSocketChannel.open(); // blocking 모드로 동작 (클라이언트 연결이 올 때까지 기다림) sschannel.configureBlocking(true); sschannel.socket().bind(new InetSocketAddress(5001)); // 포트 지정 while (true) { System.out.println("Server is waiting for clients..."); SocketChannel client = sschannel.accept(); InetSocketAddress clientAddress = (InetSocketAddress) client.getRemoteAddress(); System.out.println("Connected. " + clientAddress.getAddress() + " " + clientAddress.getPort()); // Buffer creation ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(64); // JVM for (int i = 0; i < 10; i++) { String message = "Date: " + new Date(System.currentTimeMillis()); buf.clear(); // 이전에 입력한 데이터 삭제. position = 0, limit = capacity buf.put(message.getBytes()); buf.flip(); // w -> r while (buf.hasRemaining()) client.write(buf); System.out.println("Sent: " + message); sleep(1000); } client.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.SocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SocketChannel; import static java.lang.Thread.sleep; public class TimeClient { public static void main(String[] args) { System.out.println("Time client is started"); try { SocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 5001); SocketChannel schannel = SocketChannel.open(address); System.out.println("Connected."); //Buffer creation ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64); int bytes = schannel.read(buffer); // data receiving -> buffer System.out.println(bytes + " bytes are received."); while (bytes != -1) { buffer.flip(); // w -> r // while (buffer.hasRemaining()) System.out.print((char) buffer.get()); byte[] data = new byte[buffer.limit()]; buffer.get(data, 0, buffer.limit()); String msg = new String(data); System.out.println(msg); sleep(1000); buffer.clear(); bytes = schannel.read(buffer); System.out.println(bytes + " bytes are received."); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

UDP(NIO)

import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.DatagramChannel; public class UDPReceiver { public static void main(String[] args) throws IOException { InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 5005); DatagramChannel channel = DatagramChannel.open(); channel.configureBlocking(true); // blocking mode channel.socket().bind(address); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64); while (true) { channel.receive(buffer); buffer.flip(); byte[] data = new byte[buffer.limit()]; buffer.get(data, 0, buffer.limit()); String msg = new String(data); if(msg.equalsIgnoreCase("quit")) break; System.out.println(msg); buffer.clear(); } } }

import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.DatagramChannel; import java.util.Scanner; public class UDPSender { private static Scanner sc = new Scanner(System.in); public static void main(String[] args) throws IOException { DatagramChannel channel = DatagramChannel.open(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64); InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 5005); while (true) { String msg; System.out.print("Message: "); msg = sc.nextLine(); buffer.put(msg.getBytes()); buffer.flip(); channel.send(buffer, address); buffer.clear(); if (msg.equalsIgnoreCase("quit")) break; } } }

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