Java网络编程与分布式对象：原理、实现与应用

### Java 网络编程与分布式对象：原理、实现与应用 #### 1. 数据传输方式对比 在分布式系统中，有两种常见的数据传输方式，分别是使用套接字和流，以及使用 Java 的 HTTP 支持类。 - **套接字和流**： - **优点**：效率高，因为使用基本的 IP 套接字，协议开销最小。 - **缺点**：需要明确知道传输和接收数据的类型和格式，通信协议必须由所有参与的计算代理达成一致，或者需要建立自己的元数据通信方式。 - **Java 的 HTTP 支持类**： - **优点**：提供了标准的方式来服务和访问数据对象，并且可以轻松识别这些对象的类型和格式。 - **缺点**：会给数据流带来大量的协议开销，降低计算代理之间的净数据带宽；与 NIS 和 LDAP 等正式的目录命名服务相比，HTTP 提供的资源命名功能相对基础和简单。 以下是两种方式的对比表格： | 传输方式 | 优点 | 缺点 | | ---- | ---- | ---- | | 套接字和流 | 效率高，协议开销小 | 需要明确数据类型和格式，需统一通信协议 | | Java 的 HTTP 支持类 | 标准方式访问数据，易识别数据类型和格式 | 协议开销大，资源命名功能简单 | 适用场景方面，对于带宽严重受限或需要支持复杂资源层次结构的分布式应用，使用 HTTP 协议访问数据可能不是合适的方法；而如果有额外的通信带宽和 CPU 时间，并且资源分组相对简单，那么使用 URL 访问数据是可以考虑的。 #### 2. Java 类加载器 Java 运行时环境基于虚拟机，以平台无关的字节码形式解释、验证和执行类。Java API 包含一种机制，可将类定义以字节码形式加载到运行时环境中，并集成到其中，以便构造和使用类的实例。 除了默认的类加载策略，`java.lang.ClassLoader` 类允许用户定义自定义策略和机制，用于在运行时环境中定位和加载类。`ClassLoader` 是一个抽象类，子类必须为 `loadClass()` 方法定义实现，该方法负责根据给定的字符串名称定位类，加载构成类定义的字节码，并（可选）解析类。类在构造或调用其方法之前必须进行解析，解析类包括找到它依赖的所有其他类，并将它们也加载到运行时环境中。 以下是类加载过程的 mermaid 流程图： ```mermaid graph TD; A[开始] --> B[接收类名]; B --> C{类是否在缓存中}; C -- 是 --> D[从缓存中获取类]; C -- 否 --> E[初始化流到类的位置]; E --> F[读取类的字节码]; F --> G[解析类定义]; G --> H[将类添加到缓存]; H --> I{是否需要解析类}; I -- 是 --> J[解析类]; I -- 否 --> K[返回类]; D --> K; J --> K; K --> L[结束]; ``` #### 3. 从网络加载类 `java.lang.ClassLoader` 类可看作是将类加载到运行时环境的抽象接口，`java.io.InputStream` 类是从不同源以不同格式加载数据到运行时环境的基础。将它们结合起来，就形成了从所有可通过 `InputStream` 子类访问的源加载类的基础，这就是 `StreamClassLoader` 的实现原理。 以下是 `StreamClassLoader` 的代码： ```java package dcj.util; import java.lang.*; import java.net.*; import java.io.*; import java.util.Hashtable; public abstract class StreamClassLoader extends ClassLoader { // Instance variables and default initializations Hashtable classCache = new Hashtable(); InputStream source = null; // Constructor public StreamClassLoader() { } // Parse a class name from a class locator (URL, filename, etc.) protected abstract String parseClassName(String classLoc) throws ClassNotFoundException; // Initialize the input stream from a class locator protected abstract void initStream(String classLoc) throws IOException; // Read a class from the input stream protected abstract Class readClass(String classLoc, String className) throws IOException, ClassNotFoundException; // Implement the ClassLoader loadClass() method. // First argument is now interpreted as a class locator, rather than // simply a class name. public Class loadClass(String classLoc, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { String className = parseClassName(classLoc); Class c = (Class)classCache.get(className); // If class is not in cache... if (c == null) { // ...try initializing our stream to its location try { initStream(classLoc); } ca ```