Java Network Programming

• 본질적 성격을 띄는 로우 레벨 보안 : 네트워크를 통해서 읽혀진 바이트코드의 무결성과 관련 매우중요한 부분이긴하나 프로그래머가 직접적으로 세세하게 알필요없음
  
• 자원과 관련된 보안 : 자원과 관련된 보안은 로우 레벨 보안보다 좀더 프로그래머에게 직접적으로 관련되어있음 애플릿을 클라이언트로 사용할때 더 중요함 이는 애플릿이 보안 제약에 직접적으로 연관되어 있기 때문
  
• 그외 URL프로토콜,IP멀티캐스트,DNS,방화벽,HTTP 프록시 서버,SOCKS,방화벽 내부의 DNS에 관해 간단한 설명 나옴
  

~cpp 
 import java.io.IOException;

 public class AuthException extends IOException{  //사용자 예외를 정의할때 적당한 예외 클래스의 서브클래스가 되는것이 중요한데
   public AuthException(){                        //네트워킹 코드에서는 IOException이 적당하다.
   }                                              //당연한 얘기지만 IOException을 처리하는 다른 모든 코드에서 처리될수있다.
   public AuthException(String detail){
      super(detail);
   }
 }
 

• 자바에서 코드의 특정 부분을 한번에 한 쓰레드만이 접근할수 있도록 해주기위해 synchronized 문장을 사용
  

  ~cpp 
    synchronized(anObject){
        //중요한 코드들
    }
    

• 세마포어(semaphores) : 세마포어란, 자바 객체가 아니라 특별한 형태의 시스템 객체이며, 이객체는 '얻기(get)'와 '놓기(release)'라는 두 가지 기능을 가지고 있다 한 순간에, 오직 하나의 쓰레드만이 세마포어를 얻을 수 있으며(get), 한 쓰레드가 세마포어를 가지고 있는 동안 세마포어를 얻으려고 시도한 다른 쓰레드들은 모두 대기 상태에 들어간다. 다시 쓰레드가 세마포어를 놓으면(release) 다른 쓰레드가 세마포어를 얻고(get) 다시 대기상태로 들어간다. 이런한 매커니즘을 사용하여 특정 작업을 동기화 할수있다.
  
• 동기화의 효율 : 대부분의 경우 동기화 작업은 매우 중요하며, 때로는 적대 생략해서는 안되는 경우도 있다. 그러나 불필요한 동기화 작업은 프로그램의 수행 성능을 떨어뜨리고, 재사용성을 감소시키며, 프로그램이 교착 상태에 빠지게 할 수도 있다.
  

~cpp 
 public class SubThread extends Thread{
    public void run(){
          //쓰레드 작업
    }
    public static void main(String[] args){
       SubThread subThread = new SubThread();
       subThread.start();  //쓰레드 시작
    }
 

~cpp 
 public class ThreadDemo implements Runnable{
    protected Thread execution;

    public synchronized void begin(){ //동기화
      if(execution == null){
        execution = new Thread(this); //Runnable 인터페이스를 구현한 것을 넣어줌
        execution.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //우선수위를 정함
        execution.start();            // 쓰레드시작
      }
    }

    public synchronized void end(){ //동기화
      if(execution !=null){
         execution.interrupt();  //stop()을 쓰는 것은 별로 바람직하지 않다 stop()은 쓰레드가 어떤 상황에 있더라도 쓰레드를 바로 멈추어 버리기 때문에,
         execution = null;       //쓰레드가 크리티컬 섹션을 수행하는 도중 이 메소드가 호출되는 경우,중요한 데이터에 다른 쓰레드가 영영 접근할수 없는
      }                          //경우가 생길 수도 있다. 따라서 stop() 메소드를 사용하는 대신 쓰레드 자신의 종료상태를 인지하고, 수행을 중지하는 플래그
    }                            //사용하는 방법이 더좋다. 가장 권장되는 방법은 위와 같은 플래그와 함께 interrupt()를 사용하는 것이다.

    public void run(){
      try{
          Thread myself = Thread.currentThread(); //현재 실행중인 쓰레드를 가져온다.
          while(execution == myself){
              //쓰레드 작업
          }
      }finally{
          synchronized(this){
              execution =null;
          }
      }
    }
    

• ThreadGroup 클래스 : 여래개의 쓰레드르 그룹으로 만들어 손쉽계 Thread를 관리
  
• Thread 통지(notification)메소드 : 주의해야 할 점은, 이 메소드들 호출하는 쓰레들이 반드시 synchronized 블록으로 동기화 되어야 한다는 점이다.
  
  • wait() : notify() 메소드를 호출할 때까지 블록킹된다.
    
  • notify() : 대기하고 있는 쓰레드중 하나를 꺠운다.
    
  • notifyAll() : 메소드가 호출된 객체에서 대기하고 있는 모든 쓰레드들을 깨운다.
    
• 효과적인 다중 쓰레딩 : 자바에서 쓰레드를 생성하는 것은 매우 느린 작업이며 일부 자바 가상 머신은 쓰레드에 관련된 메모리 누스 때문에 고생하기도 한다. 따라서 효과적인 쓰레딩을 위해서는 새로 쓰레드르 생성하는 것 보다 이전에 생성했던 쓰레드 객체를 재사용하느 것이 좋다 진보된 형대의 자바 가상 머신에서는 시스템 레벨에서 이러한 쓰레드 재사용을 지원하기도 하지만, 이경우조차도 쓰레드를 재상용하는 방식을 사용하면 여러가지 이점을 얻을수 있다. --예제는 17장쯤에..
  
  

• OutputStream 클래스 : OutputStream 클래스는 통신 채널로의 관문을 의미한다. 즉, OutputStream으로 데이터를 써넣으면 데이터는 연결된 통신 채널로 전송될 것이다.
  

  ~cpp 
    import java.io.*;
  
    public class SimpleOut {    //간단한 OutputStream 예제
  
      public static void println(String msg) throws IOException{
         synchronized(System.out){ //메시지를 터미널에 출력하던 도중에 다른 쓰레드에 의해 String이 출력될수 없도록 동기화처리
             for(int i=0; i<msg.length(); ++i)
                 System.out.write(msg.charAt(i) & 0xff); //16비트 유니코드로 구성된 String은 연속한 바이트로 매스킹한후 출력
             System.out.write('\n');   //개행문자 출력
         }
      System.out.flush();  //버퍼에 저장된 모든 데이커가 출력되었음을 확인하는 의미에서 스트림을 flush시킨다.
      }
  
      public static void main(String[] args) throws IOException {
        for(int i=0; i<args.length;i++){
           println(args[i]);       //넘겨받은 문자를 하나씩 넘김
        }
      }
    }
    

• InputStream 클래스 : InputStream 클래스는 통신 채널로부터 데이터를 읽어 내는 관문을 의미한다. OutputStream에 의해 통신 채널로 쓰여진 데이터는 해당하는 InputStream에 의해 읽혀진다.
  

  ~cpp 
    import java.io.*;
  
    public class SimpleIn { //간단한 InputStream 예제
  
       public static void main(String[] args) throws IOException {
          byte[] buffer = new byte[8];     //작은 버퍼를 만들고
          int numberRead;
          while((numberRead =System.in.read(buffer))>=0)   //가능한 많은 양을 읽는다. EOF가 -1을 반환하면 출력한다.
             System.out.write(buffer,0,numberRead);
      }
    }
    

• FileOutputStream과 FileInputStream은 파일에 대한 바이트 기반의 스트림 엑세스를 제공하는 2개의 표준 클래스이다.
  

• File클래스 : 시스템에 독립적인 파일의 이름을 나타내고 실제 파일에 관한 정보를 결정하는 메소드뿐만아니라, 파일의 속성을 바꾸는 메소드도 제공
  
• FileDescriptor클래스 : FileDescriptor 객체는 하위 레벨의 시스템 파일 설명자로의 핸들이다. 파일 설명자는 열려진 파일을 의미하며, 읽기 작업이나 쓰기 작업을 위한 현재의 파일 내의 위치와 같은 정보들을 포함한다. RandomAccessFile이나 FileOutputStream, FileInputStream을 사용하지 않고는 유용하게 FileDescritor를 생성할수 있는 방법은 없다 . --;
  
• RandomAccessFile클래스 : 파일스트림을 사용하지않고 파일을 쉽게 다룰수 있음 장점은 파일스트림 클래스는 순차적 엑세스만이 가능하지만 이것은 임의의 엑세스가 가능하다. 여기선 RandomAccessFile클래스랑 파일 스트림을 같이 쓰는데 RandomAccessFile의 장점을 가지고 네트워크에서도 별다른 수정없이 사용할수있다. 예제는 밑에 --;
  

~cpp 
 import java.io.*;

 public class copy {
   //메인
   public static void main(String[] args) throws IOException {
     if(args.length !=2) //넘어오는 args가 파일이 원본 복사본 두개여야한다.
       throw ( new IllegalArgumentException ("Syntax:Copy <src> <dst>"));
     FileInputStream in = new  FileInputStream(args[0]); //원본 파일
     FileOutputStream out = new FileOutputStream(args[1]); //복사본 파일

     byte[] buffer = new byte[16];
     int numberRead;
     while((numberRead = in.read(buffer)) >=0) //파일을 버퍼에 가능한 많은 양을 읽고 읽은 양만큼 파일에 쓴다. 파일이 EOF일 때까지.
       out.write(buffer,0,numberRead);  //여기서 0은 초기시작위치이고 파일에 쓸때마다 점점 옆으로 이동한다 --;
     out.close();  //close가 호출되지 않으면 FileOutputStream에 가비지 콜렉션이 일어날 때에 파일과 하부의 FileDescriptor가 자동으로 닫힌다.
     in.close();  //위에랑 마찬가지
   }
 }
 

~cpp 
 import java.io.*;
 public class SimpleOverwritingFileOutputStream extends OutputStream {

  protected RandomAccessFile file; //랜덤 엑세스 파일

  public SimpleOverwritingFileOutputStream(String filename) throws IOException {
    file = new RandomAccessFile(filename,"rw"); //RandomAccessFile은 파일이 존재하지 않으면 자동으로 파일생성 하고 그렇지
                                                //않으면 파일을 연다 파일을 열면 포인터는 자동으로 파일의 시작부분을 가리키미로
                                                //데이터를 쓰면 기존의 파일 내용 위에 덮어 쓰여진다.
  }
  public void write(int datum) throws IOException {
    /**@todo: implement this java.io.OutputStream abstract method*/
    file.write(datum);
  }
  public void close() throws IOException{
    file.close();
  }
 }
 

~cpp 
 import java.io.*;
 public class SeekableFileOutputStream extends FileOutputStream {
  protected RandomAccessFile file;

  public SeekableFileOutputStream(String filename)throws IOException {
    this(new RandomAccessFile(filename,"rw")); // 자신의 또다른 생성자에게 넘겨준다.--;
  }
  public SeekableFileOutputStream(File file) throws IOException{
    this(file.getPath()); //역시 자신의 생성자를 호출함
  }
  protected SeekableFileOutputStream(RandomAccessFile file) throws IOException{
    super(file.getFD());  //FileOutputStream에다가 FileDescriptor를 인자로 념겨줌
    this.file=file;
  }
  public void setPosition(long position) throws IOException{
    file.seek(position); //position의 위치로 파일 포인터 위치를 변경
  }
  public long getPosition() throws IOException{
    return file.getFilePointer(); //현재 파일 포인터 위치를 돌려줌
  }
  public long getLength() throws IOException{
    return file.length(); //파일 길이를 돌려줌
  }
  public void write(int b) throws java.io.IOException {
    /**@todo: implement this java.io.OutputStream abstract method*/
    file.write(b);
  }
 }
 

~cpp 
 import java.io.*;
 public class MarkResetFileInputStream extends FileInputStream {
  protected long markedPosition;  //마크될 위지
  protected RandomAccessFile file;  //랜덤 엑세스 파일
  public MarkResetFileInputStream(String filename)throws IOException {
    this(new RandomAccessFile(filename,"r")); //랜덤엑세스 파일을 생성해서 다른 생성자로
  }
  public MarkResetFileInputStream(File file)throws IOException {
    this(file.getPath()); //파일명을 넘겨주어 위로 --;
  }
  protected MarkResetFileInputStream(RandomAccessFile file) throws IOException{
    super(file.getFD());  //FileDescriptor를 넘겨주고
    this.file=file;    //파일을 저장해논다. 이러면 랜덤엑세스랑 FileInputStream 사용할수있다.
    markedPosition = -1;
  }
  public boolean markSupported(){
    return true;
  }
  public void mark(int readAheadLimit){
    try{
      markedPosition = file.getFilePointer(); //현재위치를 기억한다.
    }catch(IOException ex){
      markedPosition = -1;
    }
  }
  public void reset() throws IOException{
    if(markedPosition == -1)
      throw new IOException("No mark set.");
    file.seek(markedPosition); //마크해논위치로 다시간다.
  }
 }
 

• BufferedOutputStream과 BufferedInputStream : 기존의 스트림 위에서 입출력 버퍼링을 제공한다. 입출력 되는것을 버퍼에 저장해서 중간중간에 flush를 이용해 쏟아낸다. 그러면 스트림에 대한 오버헤드를 줄일수 있다.
  

~cpp 
 import java.io.*;
 public class FilterTest{
  public static void main(String[] args) {
    BufferedInputStream bufferedIn = new  BufferedInputStream(System.in); //장치 입력을 버퍼 필터로 받는다.
    BufferedOutputStream bufferedOut = new BufferedOutputStream(System.out); //화면에 출력하기전 버퍼아웃픗스트림을 거친다.
    LineNumberInputStream lineNumberIn = new LineNumberInputStream(bufferedIn); //버퍼입력을 다시 라인을 붙여주는 필터가 받음
    DataInputStream dataIn = new DataInputStream(lineNumberIn); //라인이 붙은 입력을 DataInputStream으로 받아서 한바이트이상을 전달함
    DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(bufferedOut); //한바이트이상을 받음
    try{
      String line;
      while(true){
        line = dataIn.readLine();  //한줄 입력을 받는다.
        String response = lineNumberIn.getLineNumber() + " : " + line.toUpperCase() + "\n"; //줄번호를 얻어서 붙임 대문자로 바꿈
        dataOut.writeBytes(response); //BufferdOutputStream에 쓴다.
        if(line.equals("exit"))    //exit가 들어오면 루프를나간다.
          break;
      }
      dataOut.flush();         //이제까지 버퍼에 모아논것을 출력한다.
    }catch(IOException ex){
      System.err.println(ex);
    }
  }
 }
 

• DataOutputStream,DataInputStream,BufferedOutputStream,BufferedInputStream,PrintStream,SequenceInputStream,LineNumberInputStream,PushbackInputStream 클래스에 관해서 좀 자세히 설명을 해놓고 있다.
  

~cpp 
 interface MyOSContants {
  final short myOSMagick = (short)0x1359;
  final short myOSVersion = (short)0x0010;
 }

 import java.io.*;
 import java.net.*;

 public class MyDatagramPacket implements Serializable { //이클래스는 직렬화를 할수있다.
   private byte[] data;                                  //직렬화를 할수없는 DatagramPacket을 깜싸서 직렬화를 할수있게한다.
   private int offset,length,port;
   private InetAddress address;

   MyDatagramPacket(DatagramPacket packet) {  //DatagramPacket으로부터 정보를 념겨받는다.
     data = packet.getData();
     offset = packet.getOffset();
     address = packet.getAddress();
     port = packet.getPort();
   }

   DatagramPacket toDatagramPacket(){ //DatagramPacket을 넘겨준다.
     return new DatagramPacket(data,offset,length,address,port);
   }
 }

 import java.io.*;
 public class MyFile extends File{//이클래스 자체로 직렬화할수있지만 예제다 --;
   private String originalPath;  //오리지날 패스

   public MyFile(File file) {  //파일을 받고
     super(file.getAbsolutePath());  //절대경로를 넘겨준다/
     originalPath = file.getPath();  //오리지날 패스를 받는다.
   }
   public String getOriginalPath(){
     return originalPath;
   }
 }

 import java.io.*;
 import java.net.*;

 public class MyAltDatagramPacket extends MyDatagramPacket {

   public MyAltDatagramPacket(DatagramPacket packet) {
     super(packet);
   }
   private Object readResolve(){
     return toDatagramPacket();
   }
 }

 import java.io.*;
 import java.net.*;
 public class MyObjectOutputStream extends ObjectOutputStream implements MyOSContants{

   public MyObjectOutputStream(OutputStream out)throws IOException {
     super(out);
     enableReplaceObject(true); //이메소드를 호출해야만 replaceObject를 호출할수있음 보안문제
   }
   protected void writeStreamHeader() throws IOException{
     super.writeStreamHeader(); //수퍼클래스의 헤더를 출력한후에
     writeShort(myOSMagick);  //스트림의 메직넘버인 myOSMagick과
     writeShort(myOSVersion); //버전 번호인 myOSVersion을 출력한다.
   }
   protected Object replaceObject(Object object) throws IOException{
     if(object.getClass() == DatagramPacket.class)
       return new MyDatagramPacket((DatagramPacket)object);
     else if(object.getClass().getName().equals("java.io.File"))
       return new MyFile((File)object);
     else
       return object;
   }
 }

 import java.io.*;
 import java.net.*;

 public class MyObjectInputStream extends ObjectInputStream implements MyOSContants {

   public MyObjectInputStream(InputStream in)throws IOException {
     super(in);
     enableResolveObject(true); //resolveObject()호출 가능하게한다.
   }
   protected void readStreamHeader() throws IOException{ //스트림을 읽는다.
     super.readStreamHeader();
     if(readShort() !=myOSMagick)              //고유번호가 틀리면
       throw new StreamCorruptedException("Incompatible myOSMagick number");
     if(readShort() > myOSVersion)            //버전이 높으면
       throw new StreamCorruptedException("Incompatible myOSVersion number");
   }
   protected Object resolveObject(Object object) throws IOException{
     if(object instanceof MyDatagramPacket)
       return ((MyDatagramPacket)object).toDatagramPacket();
    else
       return object;
   }
 }