Java 技巧：通过数据报包输送对象

　　许多 Java 书籍已对利用 Java 1.1 对象输入/输出流在网上发送运行时对象这一问题作了讨论。但对于需要将对象传递到多个目标（“广播”）或使用无连接协议的应用程序而言，数据报可能比基于流的套接字更可取。如果对象比较复杂，则将对象打包（即“序列化”）在一个数据报包中可能很困难。这篇 Java 技巧说明如何使用 Java 数据报套接字在网上传送对象，而且无须编写任何专用的序列化代码。
　　Java 1.1 吸引人的特性之一就是新增了 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 这两个类。有了这个新的 API（ObjectOutputStream 类中的 writeObject(Object o) 方法和 ObjectInputStream 类中的 object readObject()），您就可以随时获取运行对象的快照，而不管它的对象图有多复杂。因为这种快照是通过 ObjectOutputStream 类（OutputStream 类的子类）提供的，所以您很容易将它包装在其他输出流中，从而实现所需的任何功能（如 FileOutputStream）。
　　Java 1.1 中提供的这些新类使得在网上传输运行对象成为可能。为此，该对象以及那些被引用的对象必须可序列化 -- 即能够转换为字节流。 幸运的是，在 Java 1.1 中，多数内建的类都是可序列化的。但是，某些类是不可序列化的（Object 类就是一个典型的例子）。不过别担心。如果您的类继承自不可序列化的类，您还可以用 ObjectOutputStream 类中的 defaultWriteObject() 方法实现序列化，随后还可用 ObjectInputStream 类中的 defaultReadObject() 方法解除序列化。
　　
　　一旦进行了序列化，对象就可在网上传输了。以下示例说明生成可序列化对象并通过流套接字发送它的方法：
　　
　　//对象输出
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　//要发送的类样例：Factory
　　class Factory implements Serializable
　　{
　　private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException
　　{
　　out.defaultWriteObject();
　　}
　　
　　private void readObject(ObjectInputStream in)
　　throws IOException, ClassNotFoundException
　　{
　　in.defaultReadObject();
　　}
　　}
　　
　　public class ShowObjOutput
　　{
　　public static void main(String[] arg)
　　{
　　try
　　{
　　ObjectOutputStream os;
　　Socket sock = new Socket("panda.cs.uno.edu", 6000); //panda 为主机名
　　Factory fa = new Factory();
　　
　　os = new ObjectOutputStream( new
　　BufferedOutputStream(sock.getOutputStream()));
　　os.writeObject(fa);
　　}
　　catch (IOException ex)
　　{}
　　}
　　}
　　
　　下一示例说明了 ObjectInputStream 如何从流套接字接收对象：
　　
　　//对象输入
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　public class ShowObjInput
　　{
　　public static void main(String[] arg)
　　{
　　try
　　{
　　ObjectInputStream is;
　　ServerSocket servSock = new ServerSocket(6000);
　　Sock sock;
　　
　　sock = servSock.accept();
　　is = new ObjectInputStream( new
　　BufferedInputStream(sock.getInputStream()));
　　Factory o = (Factory)is.readObject();
　　}
　　catch (IOException ex)
　　{}
　　}
　　}
　　
　　除了紧密耦合的套接字之外，Java 还提供了 DatagramSocket 类来支持无连接的数据报通信。我们可以使用数据报通信完成对象输入/输出吗？完成此功能不象使用流套接字那么简单？问题在于 DatagramSocket 未连接到任何流；为了执行发送和接收操作，DatagramSocket 使用一个字节数组作为参数。
　　
　　可以想像，为了构造数据报包，对象必须转换成字节数组。如果对象涉及到一个复杂的对象图，这种转换可能极难完成。以前发表的许多文章讨论了实现对象序列化的方法 -- 即将 Java 对象打包（序列化）成字节流以及将字节流解包为 Java 对象。然而，由于对象图可能很复杂，则将常规对象图转换成字节数组可能需要编写大量的代码。
　　
　　那么，如何避免编写复杂的打包代码呢？以下提供了一种利用数据报包传输对象的方法，而且无需编写打包代码。
　　
　　上图说明了使用数据报传输对象时的数据流。按以下给出的七个步骤，您就能实现这个数据流，它可传输任何类型的对象， myObject。
　　
　　第一步。准备：通过实现 Serializable 接口使您的对象（比方说 myObject）可序列化。
　　第二步。创建 ByteArrayOutputStream 对象，比方说，名为 baoStream。
　　第三步。用 baoStream 构造一个 ObjectOutputStream 对象，比方说 ooStream。
　　第四步。通过调用 ooStream 的 writeObject() 方法将对象 myObject 写入 baoStream 中。
　　第五步。使用 baoStream 的 toByteArray() 方法从 baoStream 中检索字节数组缓冲区。
　　第六步。使用由第五步检索到的数组缓冲区构造 DatagramPacket，比方说 dPacket。
　　第七步。通过调用 DatagramSocket 的 send() 方法发送 dPacket。
　　要接收对象，以逆序完成以上所列各步，用 ObjectInputStream 代替 ObjectOutputStream，同时用 ByteArrayInputStream 代替 ByteArrayOutputStream。
　　
　　当用套接字编程时，sendTo 是无连接协议中使用的一个标准函数。为了能够传输对象，我重写了这个函数。以下代码示例展示了如何在 Sender 类中实现 send 方法：
　　
　　import java.io.*;
　　import java.net.*;
　　
　　public class Sender
　　{
　　public void sendTo(Object o, String hostName, int desPort)
　　{
　　try
　　{
　　InetAddress address = InetAddress.getByName(hostName);
　　ByteArrayOutputStream byteStream = new
　　ByteArrayOutputStream(5000);
　　ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(new
　　BufferedOutputStream(byteStream));
　　os.flush();
　　os.writeObject(o);
　　os.flush();
　　
　　// 检索字节数组
　　byte[] sendBuf = byteStream.toByteArray();
　　DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
　　sendBuf, sendBuf.length, address, desPort);
　　int byteCount = packet.getLength();
　　dSock.send(packet);
　　os.close();
　　}
　　catch (UnknownHostException e)
　　{
　　System.err.println("Exception: " + e);
　　e.printStackTrace ();
　　}
　　catch (IOException e)
　　{ e.printStackTrace(); }
　　}
　　}
　　
　　以下代码清单说明了如何在 Receiver 类中实现 receive 方法。recvObjFrom 方法是供接收者接收对象的。您应在您的代码中包含此方法以接收运行时对象。
　　
　　import java.io.*;
　　import java.net.*;
　　
　　public class Receiver
　　{
　　public Object recvObjFrom()
　　{
　　try
　　{
　　byte[] recvBuf = new byte[5000];
　　DatagramPacket packet = new DatagramPacket(recvBuf,
　　recvBuf.length);
　　
　　dSock.receive(packet);
　　int byteCount = packet.getLength();
　　
　　ByteArrayInputStream byteStream = new
　　ByteArrayInputStream(recvBuf);
　　
　　ObjectInputStream is = new
　　ObjectInputStream(new BufferedInputStream(byteStream));
　　Object o = is.readObject();
　　is.close();
　　return(o);
　　}
　　catch (IOException e)
　　{
　　System.err.println("Exception: " + e);
　　e.printStackTrace ();
　　}
　　catch (ClassNotFoundException e)
　　{ e.printStackTrace(); }
　　
　　return(null);
　　}
　　}
　　
　　人们可能会担心字节数组的大小 -- 因为当您构造 ByteArrayOutputStream 或 ByteArrayInputStream 时，您必须指定数组的大小。既然您不知道运行时对象的大小，您就很难指定其大小。运行时对象的大小通常是不可预知的。幸运的是，Java 的 ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream 类可根据需要自动扩展其大小。
　　
　　小结
　　通过利用 Java 的内建序列化代码，我阐述了一种使用数据报包传输对象的方法。正如您所见，技巧就是使用字节数组流将对象流化为字节数组。