›

Đồ án Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng

pdf 77 trang huongle 2350
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tim_hieu_lap_trinh_da_luong_trong_java_va_ung_dung.pdf

Nội dung text: Đồ án Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng

  1. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Công nghệ thông tin Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng, những ngƣời đã dạy dỗ, trang bị cho em những kíến thức bổ ích trong bốn năm học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Phùng Anh Tuấn, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực tập và làm đồ án. Nhân dịp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, những ngƣời thân đã cổ vũ, động viên tiếp thêm cho em nghị lực để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 01 tháng 07 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Hoàng Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 1
  2. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC 2 LỜI MỞ ĐẦU 4 CHƢƠNG 1: CĂN BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 6 1.1. Định nghĩa mạng máy tính 6 1.2. Nhu cầu phát triển mạng máy tính 7 1.3. Phân loại mạng máy tính 8 1.4. Một số topo mạng thông dụng 8 1.5. Giao thức mạng 9 1.5.1. Giao thức TCP/IP 9 1.5.2 Giao thức UDP 13 1.6. Các mô hình hoạt động của mạng máy tính 14 1.6.1. Mô hình mạng hoạt động theo dạng peer to peer 14 1.6.2. Mô hình mạng hoạt động theo dạng clients/ server 14 CHƢƠNG 2: SƠ LƢỢC VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA 16 2.1. Giới thiệu 16 2.2. Một số tính chất của ngôn ngữ Java 16 2.2.1. Đơn giản 16 2.2.2. Hƣớng đối tƣợng 17 2.2.3. Độc lập phần cứng và hệ điều hành 17 2.2.4. Mạnh mẽ 18 2.2.5. Bảo mật 18 2.2.6. Phân tán 19 2.2.7. Đa luồng 19 2.2.8. Linh động 19 2.3. Các dạng chƣơng trình ứng dụng của Java 19 2.3.1. Chƣơng trình ứng dụng dạng độc lập (Application) 19 2.3.2. Chƣơng trình ứng dụng dạng nhúng (Applet) 20 2.3.3. Chƣơng trình ứng dụng dạng lai ghép 21 2.4. Cấu trúc của tệp chƣơng trình Java 21 CHƢƠNG 3: LẬP TRÌNH SOCKET TCP 23 3.1. Định nghĩa 23 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 2
  3. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 3.2. Mô hình clients/server sử dụng socket ở chế độ hƣớng kết nối TCP 25 3.3. Lập trình Socket TCP trong Java 27 3.3.1. Xây dựng chƣơng trình clients ở chế độ hƣớng kết nối 28 3.3.2. Xây dựng chƣơng trình server ở chế độ hƣớng kết nối 29 CHƢƠNG 4: LUỒNG TRONG JAVA 31 4.1. Khái niệm luồng 31 4.1.1. Tiếp cận luồng ở mức ngƣời dùng 33 4.1.2. Tiếp cận luồng ở mức hạt nhân hệ điều hành 34 4.2. Luồng trong Java 34 4.2.1. Các phƣơng pháp thực hiện luồng 34 4.2.2. Độ ƣu tiên của các luồng 39 4.2.3. Nhóm luồng 40 4.2.4. Đồng bộ hóa các luồng thi hành 40 CHƢƠNG 5: CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 43 5.1. Giới thiệu 43 5.2. Mô hình chung truy nhập cơ sở dữ liệu Web 44 5.3. Chƣơng trình ứng dụng 45 5.3.1. Mô hình và cơ chế hoạt động 45 5.3.2. Thiết kế và cài đặt cơ sở dữ liệu thử nghiệm 46 5.3.3. Thiết kế chƣơng trình 48 5.3.4. Một số giao diện chính 50 5.4. Nhận xét 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 1. Hƣớng dẫn tạo tệp chính sách .java.policy 65 2. Mã nguồn chƣơng trình 71 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 3
  4. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển với tốc độ chóng mặt của khoa học kỹ thuật, một kỷ nguyên mới đƣợc mở ra, kỷ nguyên của công nghệ thông tin. Nhu cầu của loài ngƣời ngày càng lớn, đặc biệt là các ngành khoa học kỹ thuật khác đều cần đến sự hổ trợ của công nghệ thông tin, mặc dù công nghệ phần cứng phát triển rất nhanh, CPU với tốc độ xử lý ngày càng cao, nhƣng lại nảy sinh nhiều bài toán trong thực tế sản xuất đòi hỏi phải xử lí nhanh hơn nữa. Vấn đề xử lý song song đang ngày càng đƣợc nghiên cứu nhiều để giải quyết một số bài toán mà thực tiễn đang đặt ra, những vấn đề cần có kết quả trong thời gian thực nhƣ: bài toán dự báo thời tiết, điều tiết giao thông, điều khiển các con tàu vũ trụ,các bài toán về mô phỏng Vì vậy, việc nghiên cứu các giải thuật cho xử lý song song là một yêu cầu và là một thách thức cho các nhà khoa học liên quan đến khoa học máy tính. Java ra đời trong sự dự đoán trƣớc những gì sẽ xảy ra trong thế giới của công nghệ máy tính, nó hỗ trợ cho việc xử lý song song với cơ chế đa luồng. Nhƣng trong lĩnh vực giáo dục thì lƣợng tài liệu nói về lập trình đa luồng nói chung và lập trình đa luồng trong Java còn tƣơng đối ít và trình bầy chƣa sâu, nhất là các ví dụ minh họa cho cơ chế lập trình này có thể nói là hiếm. Nội dung đồ án tốt nghiệp này cố gắng làm rõ một số khái niệm cơ bản của lập trình đa luồng trong Java và cài đặt chƣơng trình ứng dụng minh họa. Nội dung đồ án tốt nghiệp đƣợc trình bầy trong 5 chƣơng Chương 1 trình bầy những kiến thức căn bản về mạng máy tính: định nghĩa, phân loại, các loại giao thức mạng, các mô hình hoạt động của mạng máy tính, để ta có thể tiếp cận với các chƣơng tiếp theo. Chương 2 giới thiệu về Java, các tính chất, các dạng chƣơng trình ứng dụng của Java, cấu trúc của tệp chƣơng trình Java. Chương 3 trình bầy về lập trình Socket TCP và lập trình Socket TCP trong Java. Chương 4 giới thiệu khái niệm luồng, các cách tiếp cận luồng, từ đó đi sâu vào các vấn đề liên quan đến luồng trong Java: các phƣơng pháp thực hiện, độ ƣu tiên, nhóm luồng, đồng bộ hóa các luồng thi hành. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 4
  5. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Chương 5 trình bầy chi tiết ứng dụng truy nhập cơ sở dữ liệu web dựa trên việc tìm hiểu lý thuyết lập trình đa luồng trong Java Tiếp theo là phần kết luận, cuối cùng là tài liệu tham khảo và phụ lục. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 5
  6. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng CHƢƠNG 1: CĂN BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1. Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính đƣợc nối với nhau bởi đƣờng truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau. Đƣờng truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dƣới dạng các xung nhị phân (on - off). Tất cả các tín hiệu đƣợc truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đƣờng truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Ở đây đƣờng truyền đƣợc kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến, Các đƣờng truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng. Hai khái niệm đƣờng truyền và cấu trúc là những đặc trƣng cơ bản của mạng máy tính. Hình 1.1. Một mô hình các máy tính liên kết trong mạng Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 6
  7. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 1.2. Nhu cầu phát triển mạng máy tính Ngày nay, khi máy tính đƣợc sử dụng một cách rộng rãi và số lƣợng máy tính trong một văn phòng hay cơ quan đƣợc tăng lên nhanh chóng thì việc kết nối chúng trở nên vô cùng cần thiết và sẽ mang lại nhiều hiệu quả cho ngƣời sử dụng. Với một lƣợng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao, mạng máy tính đã trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta trong mọi lĩnh vực nhƣ: thƣơng mại, dịch vụ, giáo dục, khoa học, quân sự, quốc phòng, Ngƣời ta thấy đƣợc việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn nhƣ: - Sử dụng chung tài nguyên: những tài nguyên (nhƣ thiết bị, chƣơng trình, dữ liệu) khi đƣợc trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận đƣợc mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. - Tăng độ tin cậy của hệ thống: ngƣời ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc, lƣu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể đƣợc khôi phục nhanh chóng. Trong trƣờng hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì ngƣời ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế. - Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: khi thông tin có thể đƣợc sử dụng chung thì nó mang lại cho ngƣời sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất nhƣ: + Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. + Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu. + Tăng cƣờng năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. + Tăng cƣờng truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang đƣợc cung cấp trên thế giới. Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học. Ví dụ nhƣ: làm thế nào để truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ƣu, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều, đôi khi có thể làm tắc nghẽn và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc. Hiện nay, việc làm sao có đƣợc một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao đang rất đƣợc quan tâm. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 7
  8. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 1.3. Phân loại mạng máy tính Do hiện nay mạng máy tính đƣợc phát triển khắp nơi với những ứng dụng ngày càng đa dạng cho nên việc phân loại mạng máy tính là một việc rất phức tạp. Dựa theo phạm vi phân bố của mạng ta có thể phân ra các loại mạng nhƣ sau: - GAN (Globa Area Network): kết nối máy tính giữa các châu lục với nhau thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. - WAN (Wide Area NetWork): kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong một châu lục; việc thực hiện kết nối thông qua mạng viễn thông. - MAN (Metropolitan Area Network): kết nối máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này đƣợc thực hiện thông qua môi trƣờng truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbps). - LAN (Local Area Network): là mạng cục bộ kết nối các máy tính trong khu vực bán kính hẹp (thông thƣờng khoảng vài trăm mét). Kết nối đƣợc thực hiện trong môi trƣờng truyền thông tốc độ cao. LAN thƣờng đƣợc sử dụng trong một cơ quan hay một tổ chức, do vậy mạng LAN đƣợc sử dụng rất phổ biến. 1.4. Một số topo mạng thông dụng Theo định nghĩa về mạng máy tính, các máy tính đƣợc nối với nhau bởi các đƣờng truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó, các kiến trúc đó gọi là Topology. Thông thƣờng mạng có ba loại kiến trúc, đó là: mạng hình sao (Star Topology), mạng dạng tuyến (Bus Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology). - Ring Topology: Mạng đƣợc bố trí vòng tròn, đƣờng dây cáp đƣợc thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau tại một thời điểm đƣợc một nút mà thôi. Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa nhƣng đƣờng dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ th ng cũng bị ngƣng. Hình 1.2. Ring Topology Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 8
  9. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Bus Topology: Ở dạng Bus tất cả các nút đƣợc phân chia một đƣờng truyền chính (bus). Đƣờng truyền này đƣợc giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là Terminator. Khi một nút truyền dữ liệu, tín hiệu đƣợc quảng bá trên hai chiều của bus, mọi nút còn lại đều đƣợc nhận tín hiệu trực tiếp. Loại mạng này dùng dây cáp ít, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi, đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển với lƣu lƣợng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, nếu một nút ngừng hoạt động sẽ ảnh hƣởng tới toàn bộ hệ thống. Hình 1.3. Bus Topology Hình 1.4. Star Topology - Star Topology: Mạng hình sao bao gồm một bộ tập trung và các nút thông tin. Các nút thông tin có thể là các trạm cuối, các máy tính hay các thiết bị khác của mạng. Mạng hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một nút bị hỏng, mạng vẫn hoạt động bình thƣờng. Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tùy theo yêu cầu của ngƣời sử dụng, tuy nhiên mở rộng phụ thuộc vào khả năng của trung tâm. 1.5. Giao thức mạng Giao thức mạng là một tập các quy tắc, quy ƣớc để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau. Nói một cách hình thức thì giao thức mạng là một ngôn ngữ đƣợc các máy tính trong mạng sử dụng để trao đổi dữ liệu với nhau. Có nhiều loại giao thức đƣợc sử dụng trong mạng máy tính nhƣ: Apple Talk, DLC, NetBEUI, nhƣng hiện nay giao thức đƣợc sử dụng phổ biến nhất trong mạng máy tính là giao thức TCP/IP. 1.5.1. Giao thức TCP/IP Giao thức TCP/IP đƣợc phát triển từ mạng ARPANET và Internet và đƣợc dùng nhƣ giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Prorocol) là giao thức Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 9
  10. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức đƣợc sử dụng rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng. Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phƣơng tiện truyền thông liên mạng. 1. Giao thức IP Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không hƣớng kết nối (connectionless), có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trƣớc khi truyền dữ liệu. Để định danh các trạm (host) trong liên mạng đƣợc ngƣời ta sử dụng địa chỉ IP có độ dài 32 bits. Mỗi giao diện trong một máy có hỗ trợ giao thức IP đều đƣợc gán một địa chỉ IP (một máy tính có thể gắn với nhiều mạng do vậy có thể có nhiều địa chỉ IP). Địa chỉ IP gồm 3 phần: bit định danh lớp mạng, địa chỉ mạng (netID) và địa chỉ máy (hostID). Mỗi địa chỉ IP đƣợc phân thành 4 vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể biểu thị dƣới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hay nhị phân. Cách viết phổ biến nhất là dùng ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted decimal notation) để tách các vùng. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một máy tính bất kỳ trên liên mạng. Do tổ chức và độ lớn của mạng con (subnet) của liên mạng có thể khác nhau, ngƣời ta chia các địa chỉ IP thành 5 lớp, ký hiệu là A, B, C, D, và E. Trong lớp A, B, C chứa địa chỉ có thể gán đƣợc. Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting. Lớp E đƣợc dành cho những ứng dụng trong tƣơng lai. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 10
  11. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 1.5. Cấu trúc của các lớp địa chỉ IP NetID dùng để nhận dạng từng mạng riêng biệt. Các mạng liên kết phải có địa chỉ mạng (netID) riêng cho mỗi mạng. Ở đây các bit đầu tiên của byte đầu tiên đƣợc dùng để định danh lớp địa chỉ (0 - lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D và 11110 - lớp E). Ở đây ta xét cấu trúc của các lớp địa chỉ có thể gán đƣợc là lớp A, B, C. Phân lớp của địa chỉ IP nhƣ sau: - Mạng lớp A: địa chỉ mạng (netID) là 1 byte và địa chỉ host (hostID) là 3 byte. Lớp A cho phép định dạng tới 126 mạng, tối đa hơn 16 triệu host trên mỗi mạng. Lớp này đƣợc dùng cho các mạng có số trạm cực lớn. - Mạng lớp B: địa chỉ mạng (netID) là 2 byte và địa chỉ host (hostID) là 2 byte. Lớp B cho phép định danh tới 16382 mạng, với tối đa 65534 host trên mỗi mạng. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 11
  12. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Mạng lớp C: địa chỉ mạng (netID) là 3 byte và địa chỉ host (hostID) là 1 byte. Lớp C cho phép định danh tới 2 triệu mạng, với tối đa 254 host trên mỗi mạng. Lớp này đƣợc dùng cho các mạng có ít trạm. Hình 1.6. Bảng phân lớp địa chỉ IP Một số địa chỉ có tính chất đặc biệt: một địa chỉ có hostID = 0 đƣợc dùng để hƣớng tới mạng định danh bởi vùng netID. Ngƣợc lại, một địa chỉ có vùng hostID gồm toàn số 1 dùng để hƣớng tới tất cả các host n i vào mạng netID, và nếu vùng netID cũng gồm toàn số 1 thì nó hƣớng tới tất cả các host liên mạng. Cần lƣu ý rằng địa chỉ IP đƣợc dùng để định danh các host và mạng ở tầng OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các trạm trên đó một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring). Trong nhiều trƣờng hợp, một mạng có thể đƣợc chia làm nhiều mạng con (subnet), lúc đó có thể đƣa thêm các vùng subnetid để định danh các mạng con. Vùng subnetid đƣợc lấy từ vùng hostID, cụ thể đối với lớp A, B, C nhƣ ví dụ sau: Hình 1.7. Ví dụ địa chỉ IP khi bổ sung subnetid Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 12
  13. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 2. Giao thức TCP TCP là một giao thức hƣớng kết nối, có cung cấp một đƣờng truyền dữ liệu tin cậy giữa hai máy tính. Tính tin cậy của đƣờng truyền đƣợc thể hiện ở hai đặc điểm sau: - Mọi gói tin cần gửi sẽ đến đƣợc đích. Để làm điều này thì mỗi lần phía gửi sau khi gửi xong một gói tin nó sẽ chờ nhận một biên nhận từ bên nhận rằng đã nhận đƣợc đúng gói tin. Nếu sau một khoảng thời gian mà phía gửi không nhận đƣợc thông tin xác nhận phản hồi thì nó sẽ phát lại gói tin. Việc phát lại sẽ đƣợc tiến hành cho đến khi việc truyền tin thành công, tuy nhiên sau một số lần phát lại max nào đó mà vẫn chƣa thành công thì phía gửi có thể suy ra là không thể truyền tin đƣợc và sẽ dừng việc phát tin. - Các gói tin sẽ đƣợc trình ứng dụng nhận đƣợc theo đúng thứ tự nhƣ chúng đƣợc gửi đi. Bởi các gói tin có thể đƣợc dẫn đi trên mạng theo nhiều con đƣờng khác nhau trƣớc khi tới đích nên thứ tự khi tới đích của chúng có thể không giống nhƣ khi chúng đƣợc phát. Do đó để đảm bảo có thể sắp xếp lại các gói tin một cách đúng đắn nhƣ ở phía gửi, giao thức TCP sẽ đánh số thứ tự cho từng gói tin trong cả khối tin chung đƣợc phát, nhờ vậy bên nhận có thể sắp xếp lại các gói tin theo đúng thứ tự ban đầu của chúng. Nhƣ vậy có thể thấy TCP cung cấp cho chúng ta một kênh truyền thông điểm - điểm phục vụ cho các ứng dụng đòi hỏi giao tiếp tin cậy nhƣ HTTP (Hypertext Tranfer Protocol), FPT (File Tranfer Protocol), Các ứng dụng này đỏi hỏi một kênh giao tiếp tin cậy bởi thứ tự dữ liệu đƣợc gửi và nhận là yếu tố quyết định đến sự thành công hay thất bại của chúng. 1.5.2 Giao thức UDP UDP (User Datagram Protocol) là giao thức không hƣớng kết nối, đƣợc sử dụng thay thế cho TCP theo yêu cầu của từng ứng dụng. Khác với TCP, UDP không có các chức năng thiết lập và kết thúc kết nối. Tƣơng tự nhƣ IP, nó cũng không cung cấp cơ chế báo nhận (acknowledgment), không sắp xếp tuần tự các gói tin (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không có cơ chế thông báo lỗi cho ngƣời gửi. Qua đó ta thấy UDP cung cấp các dịch vụ vận chuyển không tin cậy nhƣ trong TCP. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 13
  14. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Khuôn dạng UDP datagram đƣợc mô tả với các vùng tham số đơn giản hơn nhiều so với TCP segment. Hình 1.8. Khuôn dạng của gói tin UDP 1.6. Các mô hình hoạt động của mạng máy tính Mô hình hoạt động của mạng máy tính có hai loại: - Mô hình mạng hoạt động theo dạng peer to peer - Mô hình mạng hoạt động theo dạng clients/server 1.6.1. Mô hình mạng hoạt động theo dạng peer to peer Không tồn tại bất kỳ máy chuyên dụng hoặc cấu trúc phân cấp giữa các máy tính, mọi máy tính đều bình đẳng và có vai trò nhƣ nhau. Thông thƣờng mỗi máy tính hoạt động với cả vai trò máy khách và máy phục vụ, vì vậy không có máy nào đƣợc chỉ định quản lý toàn mạng. Ngƣời dùng ở từng máy tự quyết định dữ liệu nào trên máy của mình sẽ đƣợc chia sẻ để dùng chung trên mạng. Hình 1.9. Mô hình mạng hoạt động theo dạng peer to peer 1.6.2. Mô hình mạng hoạt động theo dạng clients/ server Trong mạng hoạt động theo mô hình clients/server có một hoặc nhiều máy có nhiệm vụ cung cấp một số dịch vụ cho các máy khác ở trong mạng, các máy này đƣợc gọi là server còn các máy tính đƣợc phục vụ gọi là máy clients. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 14
  15. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 1.10. Mô hình mạng hoạt động theo dạng clients/server Đây là mô hình tổng quát, trên thực tế server có thể đƣợc nối với nhiều server khác để tăng hiệu quả làm việc. Khi nhận đƣợc yêu cầu từ clients, server có thể xử lý yêu cầu đó hoặc gửi tiếp yêu cầu vừa nhận đƣợc cho một server khác. Máy server sẽ thi hành các nhiệm vụ do máy clients yêu cầu. Có rất nhiều dịch vụ trên mạng hoạt động theo nguyên lý nhận các yêu cầu từ clients sau đó xử lý và trả lại các kết quả cho clients yêu cầu. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 15
  16. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng CHƢƠNG 2: SƠ LƢỢC VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA 2.1. Giới thiệu Java là một ngôn ngữ lập trình đƣợc Sun Microsystems giới thiệu vào tháng 6 năm 1995. Từ đó, nó đã trở thành một công cụ lập trình của các lập trình viên chuyên nghiệp. Java đƣợc xây dựng trên nền tảng của C và C++, do vậy nó sử dụng các cú pháp của C và các đặc trƣng hƣớng đối tƣợng của C++. Vào năm 1991, một nhóm các kỹ sƣ của Sun Microsystems có ý định thiết kế một ngôn ngữ lập trình để điều khiển các thiết bị điện tử nhƣ tivi, máy giặt, lò nƣớng, Mặc dù C và C++ có khả năng làm việc này nhƣng trình biên dịch lại phụ thuộc vào từng loại CPU. Trình biên dịch thƣờng phải tốn nhiều thời gian để xây dựng nên rất đắt, vì vậy để mỗi loại CPU có một trình biên dịch riêng là rất tốn kém. Do đó nhu cầu thực tế đòi hỏi một ngôn ngữ chạy nhanh, gọn, hiệu quả và độc lập thiết bị tức là có thể chạy trên nhiều loại CPU khác nhau, dƣới các môi trƣờng khác nhau. “Oak” đã ra đời và vào năm 1995 đƣợc đổi tên thành Java. Mặc dù mục tiêu ban đầu không phải cho Internet nhƣng do đặc trƣng không phụ thuộc thiết bị nên Java đã trở thành ngôn ngữ lập trình cho Internet. 2.2. Một số tính chất của ngôn ngữ Java Java là ngôn ngữ lập trình đƣợc phát triển từ ngôn ngữ lập trình C/C++. Nó kế thừa, phát huy các thế mạnh của ngôn ngữ C/C++ và lƣợc bỏ đi các cú pháp phức tạp của C/C++. Ngôn ngữ lập trình Java có một số đặc trƣng tiêu biểu: đơn giản, hƣớng đối tƣợng, độc lập phần cứng và hệ điều hành, mạnh mẽ, bảo mật, phân tán, đa luồng và linh động. 2.2.1. Đơn giản Những ngƣời thiết kế mong muốn phát triển một ngôn ngữ dễ học và quen thuộc với đa số ngƣời lập trình. Do vậy Java loại bỏ các đặc trƣng phức tạp của C và C++ nhƣ: - Loại bỏ thao tác con trỏ, thao tác định nghĩa chồng toán tử - Không cho phép đa kế thừa mà sử dụng các giao diện - Không sử dụng lệnh “goto” cũng nhƣ file header (.h) - Loại bỏ cấu trúc “struct” và “union” Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 16
  17. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 2.2.2. Hướng đối tượng Java là ngôn ngữ lập trình thuần hƣớng đối tƣợng, mọi chƣơng trình viết trên Java đều phải đƣợc xây dựng trên các đối tƣợng. Nếu trong C/C++ ta có thể tạo ra các hàm (chƣơng trình con không gắn với đối tƣợng nào) thì trong Java ta chỉ có thể tạo ra các phƣơng thức (chƣơng trình con gắn liền với một lớp cụ thể). Trong Java không cho phép các đối tƣợng có tính năng đa kế thừa mà đƣợc thay thế bằng các giao diện (interface) 2.2.3. Độc lập phần cứng và hệ điều hành Đối với các ngôn ngữ lập trình truyền thống nhƣ C/C++, phƣơng pháp biên dịch đƣợc thực hiện nhƣ sau : Hình 2.1. Cách biên dịch chương trình truyền thống Với mỗi nền phần cứng khác nhau, có một trình biên dịch khác nhau để biên dịch mã nguồn chƣơng trình cho phù hợp với nền phần cứng ấy. Do vậy, khi chạy trên một nền phần cứng khác bắt buộc phải biên dịch lại mã nguồn. Đối với các chƣơng trình viết bằng Java, trình biên dịch Javac sẽ biên dịch mã nguồn thành dạng bytecode. Sau đó, khi chạy chƣơng trình trên các nền phần cứng khác nhau, máy ảo Java dùng trình thông dịch Java để chuyển mã bytecode thành dạng chạy đƣợc trên các nền phần cứng tƣơng ứng. Do vậy, khi thay đổi nền phần cứng, không phải biên dịch lại mã nguồn Java. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 17
  18. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 2.2. Cơ chế dịch chương trình Java 2.2.4. Mạnh mẽ Java là ngôn ngữ yêu cầu chặt chẽ về kiểu dữ liệu. - Kiểu dữ liệu phải khai báo tƣờng minh. - Java không sử dụng con trỏ và các phép toán con trỏ. - Java kiểm tra tất cả các truy nhập đến mảng, chuỗi khi thực thi để đảm bảo rằng các truy nhập đó không ra ngoài giới hạn kích thƣớc - Trong các môi trƣờng lập trình truyền thống, lập trình viên phải tự mình cấp phát bộ nhớ, trƣớc khi chƣơng trình kết thúc thì phải tự giải phóng bộ nhớ đã cấp. Vấn đề có thể nảy sinh khi lập trình viên quên giải phóng bộ nhớ đã xin cấp trƣớc đó. Trong chƣơng trình Java, lập trình viên không phải bận tâm đến việc cấp phát bộ nhớ. Quá trình cấp phát, giải phóng đƣợc thực hiện tự động, nhờ dịch vụ thu nhặt những đối tƣợng không còn sử dụng nữa (garbage collection). - Cơ chế bẫy lỗi của Java giúp đơn giản hóa qúa trình xử lý lỗi và hồi phục sau lỗi. 2.2.5. Bảo mật Java cung cấp một môi trƣờng quản lý thực thi chƣơng trình với nhiều mức để kiểm soát tính an toàn: - Ở mức thứ nhất, dữ liệu và các phƣơng thức đƣợc đóng gói bên trong lớp. Chúng chỉ đƣợc truy xuất thông qua các giao diện mà lớp cung cấp. - Ở mức thứ hai, trình biên dịch kiểm soát để đảm bảo mã là an toàn, và tuân theo các nguyên tắc của Java. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 18
  19. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Mức thứ ba đƣợc đảm bảo bởi trình thông dịch; chúng kiểm soát xem bytecode có đảm bảo các quy tắc an toàn trƣớc khi thực thi không. - Mức thứ tƣ kiểm soát việc nạp các lớp vào bộ nhớ để giám sát việc vi phạm giới hạn truy xuất trƣớc khi nạp vào hệ thống. 2.2.6. Phân tán Java đƣợc thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng chạy trên mạng bằng các lớp mạng (java.net). Hơn nữa, Java hỗ trợ nhiều nền chạy khác nhau nên chúng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ là công cụ phát triển trên Internet - nơi sử dụng nhiều nền khác nhau. 2.2.7. Đa luồng Chƣơng trình Java cung cấp giải pháp đa luồng (Multithreading) để thực thi các công việc đồng thời. Chúng cũng cung cấp giải pháp đồng bộ giữa các luồng. Đặc tính hỗ trợ đa luồng này cho phép xây dựng các ứng dụng trên mạng chạy hiệu quả. 2.2.8. Linh động Java đƣợc thiết kế nhƣ một ngôn ngữ động để đáp ứng cho những môi trƣờng mở. Các chƣơng trình Java chứa rất nhiều thông tin thực thi nhằm kiểm soát và truy nhập đối tƣợng lúc chạỵ. Điều này cho phép khả năng liên kết mã động. 2.3. Các dạng chƣơng trình ứng dụng của Java 2.3.1. Chương trình ứng dụng dạng độc lập (Application) Chƣơng trình ứng dụng dạng độc lập là một chƣơng trình nguồn mà sau khi dịch có thể thực hiện trực tiếp. Chƣơng trình ứng dụng dạng độc lập trong Java bắt đầu thực hiện và kết thúc ở phƣơng thức main(), giống nhƣ hàm main() trong chƣơng trình C/C++. Khi xây dựng một ứng dụng độc lập cần lƣu ý: 1. Tạo lập một lớp đƣợc định nghĩa bởi ngƣời sử dụng có phƣơng thức main() gọi là lớp chính và bảo đảm nó đƣợc định nghĩa đúng theo đúng nguyên mẫu đƣợc quy định bởi Java. 2. Kiểm tra xem liệu tệp chƣơng trình có tên trùng với tên của lớp chính và đuôi là “.java” hay không. 3. Dịch tệp chƣơng trình nguồn “.java” để tạo ra các tệp mã bytecode có đuôi “.class” tƣơng ứng. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 19
  20. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 4. Sử dụng chƣơng trình thông dịch của Java để chạy chƣơng trình đã dịch. 2.3.2. Chương trình ứng dụng dạng nhúng (Applet) Applet là loại chƣơng trình Java đặc biệt mà khi thực hiện mã lệnh của chúng phải đƣợc nhúng trong vào một trang web (các file có đuôi HTM hoặc HTML), các thẻ HTML sẽ đƣợc trình duyệt Web thực thi (nhƣ Netscape hoặc Internet Explorer) còn đoạn mã lệnh của Applet sẽ đƣợc máy ảo Java nhúng trong trình duyệt Web thực thi. Cũng có thể dùng trình Appletviewer của JDK để thực thi một Applet. Một chƣơng trình dạng Applet bao gồm hai tệp: “.java ” và “.html ” Chu trình hoạt động cuả Applet: Chƣơng trình ứng dụng Applet đƣợc thực hiện nhƣ sau: - Khi một applet đƣợc nạp và chạy bởi Web Browser thì nó sẽ gửi thông điệp init() cùng với các dữ liệu, kích thƣớc của Window để chƣơng trình Applet khởi động. - Khi bắt đầu thực hiện, Web Browser thông báo cho Applet bắt đầu bằng cách gọi phƣơng thức start(). - Khi rời khỏi trang Web có chứa Applet thì chƣơng trình Applet này nhận đƣợc thông điệp stop() để dừng chƣơng trình. Hoạt động của chƣơng trình Applet đƣợc mô tả nhƣ hình dƣới Hình 2.3. Chu trình hoạt động của Applet Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 20
  21. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Trong đó: - init(): phƣơng thức này đƣợc gọi khi Applet đƣợc nạp lần đầu và đƣợc xem nhƣ là toán tử tạo lập cho Applet. - start(): đƣợc gọi khi Applet bắt đầu thực hiện, xuất hiện khi: + Applet đƣợc nạp xuống + Applet đƣợc duyệt lại - stop(): đƣợc gọi khi Applet dừng thực hiện, nhƣng chƣa bị loại bỏ khỏi bộ nhớ. - destroy(): đƣợc gọi ngay trƣớc khi Applet kết thúc, khi trình duyệt Web đƣợc đóng lại và Applet bị loại bỏ khỏi bộ nhớ. 2.3.3. Chương trình ứng dụng dạng lai ghép Java cho phép xây dựng một chƣơng trình có thể chạy đƣợc cả ở Web Browser (Applet) cũng nhƣ một ứng dụng dạng độc lập (Application), để xây dựng đƣợc một chƣơng trình nhƣ thế phải: - Định nghĩa lớp ứng dụng kế thừa từ lớp Applet - Trong lớp ứng dụng phải có hàm main() 2.4. Cấu trúc của tệp chƣơng trình Java Tệp chƣơng trình Java có thể có các phần đƣợc đặc tả nhƣ sau: - Định nghĩa một gói là tùy chọn thông qua định danh của gói (package). Tất cả các lớp, các interface đƣợc định nghĩa trong tệp chứa gói này đều thuộc gói đó. Nếu bỏ qua định nghĩa gói thì các định nghĩa ở tệp này sẽ thuộc vào gói mặc định. - Một số lệnh nhập import. - Một số định nghĩa lớp và interface có thể định nghĩa theo thứ tự bất kỳ, trong đó thƣờng có một lớp public. Nhƣ vậy, cấu trúc của một tệp chƣơng trình Java có thể khái quát nhƣ sau: // Filename: New.java // Phần 1: tùy chọn // Định nghĩa gói package Têngói; // Phần 2: 0 hoặc nhiều hơn // các gói cần sử dụng import java.io.*; Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 21
  22. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng // Phần 3: 0 hoặc nhiều hơn // Định nghĩa các lớp và các interface public class New{ } class C1 { } interface I1 { } // class Cn { } interface Im { } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 22
  23. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng CHƢƠNG 3 : LẬP TRÌNH SOCKET TCP 3.1. Định nghĩa Có nhiều định nghĩa khác nhau về socket tùy theo cách nhìn của ngƣời sử dụng: Một cách tổng quát nhất có thể định nghĩa: một socket là một điểm cuối trong một kết nối giữa hai chƣơng trình đang chạy trên mạng. Nhìn trên quan điểm của ngƣời phát triển ứng dụng ngƣời ta có thể định nghĩa socket là một phƣơng pháp thiết lập kết nối truyền thông giữa một chƣơng trình yêu cầu dịch vụ (đƣợc gán nhãn là clients) và một chƣơng trình cung cấp dịch vụ (đƣợc gán nhãn là server) trên mạng hoặc trên cùng một máy tính. Ðối với ngƣời lập trình, họ nhìn nhận socket nhƣ một giao diện nằm giữa tầng ứng dụng và tầng khác trong mô hình mạng OSI, có nhiệm vụ thực hiện việc giao tiếp giữa chƣơng trình ứng dụng với các tầng bên dƣới của mạng. Hình 3.1. Mô hình OSI dạng rút gọn Tuy nhiên, các lập trình viên hiện nay gần nhƣ luôn luôn bị ngăn cản tạo socket riêng bằng cách thủ công, bởi dù bạn dùng Java hay PHP, , có thể bạn sẽ không bao giờ mở đƣợc cổng một cách tƣờng minh. Thay vào đó các lập trình viên sẽ dùng thƣ viện socket đƣợc hỗ trợ sẵn bởi các ngôn ngữ lập trình. Nhƣ vậy, các socket vẫn tồn tại để kết nối các ứng dụng của ngƣời dùng, nhƣng các chi tiết của socket đƣợc ẩn trong những lớp sâu hơn để mọi ngƣời không phải động chạm đến. Do socket là một thực thể phần mềm có chức năng nhận hoặc gửi dữ liệu đi trên kết nối giữa hai ứng dụng mạng nên khi cần sử dụng socket thì ứng dụng sẽ tạo ra socket để dùng, khi không cần sử dụng nữa thì có thể huỷ bỏ socket. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 23
  24. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Một socket đƣợc định danh bằng một cặp giá trị: - Địa chỉ IP của máy tính có chƣơng trình ứng dụng đã tạo ra socket - Số hiệu cổng (port) mà socket dùng để nhận/gửi dữ liệu. Khái niệm cổng: Cổng thực chất là số hiệu của một chƣơng trình ứng dụng đang chạy trên một máy tính. Để hệ thống có thể theo dõi đƣợc các chƣơng trình ứng dụng đang chạy trên máy tính, hệ điều hành sẽ gán cho mỗi ứng dụng đó một con số (16bits) trong khoảng từ 0 đến 65535. Trong thực tế thì các số hiệu cổng từ 0 đến 1023 (gồm 1024 cổng) đã đƣợc dùng cho các dịch vụ nổi tiếng : Hình 3.2. Số hiệu cổng của một số dịch vụ nổi tiếng Nếu chúng ta không phải là ngƣời quản trị thì nên dùng từ cổng 1024 trở lên. Vậy socket = Địa chỉ IP + Số hiệu Port Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 24
  25. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 3.2. Mô hình clients/server sử dụng socket ở chế độ hƣớng kết nối TCP Giai đoạn 1: Server tạo socket, gán số hiệu cổng và lắng nghe yêu cầu kết nối. - socket(): Server yêu cầu tạo một socket để có thể sử dụng các dịch vụ của tầng vận chuyển. - bind(): Server yêu cầu gán số hiệu cổng (port) cho socket. - listen(): Server lắng nghe các yêu cầu kết nối từ clients trên cổng đã đƣợc gán. Server sẵn sàng phục vụ clients. Giai đoạn 2: Clients tạo socket, yêu cầu thiết lập một kết nối tới server. - socket(): Clients yêu cầu tạo một socket để có thể sử dụng các dịch vụ của tầng vận chuyển, thông thƣờng hệ thống tự động gán một số hiệu cổng còn rảnh cho socket của clients. - connect(): Clients gửi yêu cầu nối kết đến server có địa chỉ IP và Port xác định. - accept(): Server chấp nhận kết nối của clients, khi đó một kênh giao tiếp ảo đƣợc hình thành, clients và server có thể trao đổi thông tin với nhau thông qua kênh ảo này. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 25
  26. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Giai đoạn 3: Trao đổi thông tin giữa clients và server - Sau khi chấp nhận yêu cầu kết nối, thông thƣờng server thực hiện lệnh read() và nghẽn cho đến khi có thông điệp yêu cầu (Request Message) từ clients gửi đến. - Server phân tích và thực thi yêu cầu, kết quả sẽ đƣợc gửi về clients bằng lệnh write(). - Sau khi gửi yêu cầu bằng lệnh write(), clients chờ nhận thông điệp kết quả (Reply Message) từ server bằng lệnh read(). Giai đoạn 4 : Kết thúc phiên làm việc - Các câu lệnh read(), write() có thể đƣợc thực hiện nhiều lần (ký hiệu bằng hình ellipse). - Kênh ảo sẽ bị xóa khi server hoặc clients đóng socket bằng lệnh close(). Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 26
  27. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Nhƣ vậy toàn bộ quá trình diễn ra nhƣ sau : 3.3. Lập trình Socket TCP trong Java Java hỗ trợ lập trình mạng thông qua các lớp trong gói java.net. Một số lớp tiêu biểu đƣợc dùng cho lập trình clients/server sử dụng socket làm phƣơng tiện giao tiếp nhƣ: • InetAddress: Lớp này biểu diễn địa chỉ Internet, quan trọng nhất là hai phƣơng thức getHostName() và getAddress() dùng để chuyển đổi giữa địa chỉ IP và tên máy tính. • Socket: Hỗ trợ các phƣơng thức liên quan đến socket cho chƣơng trình clients ở chế độ hƣớng kết nối. • ServerSocket: Hỗ trợ các phƣơng thức liên quan đến socket cho chƣơng trình server ở chế độ hƣớng kết nối. • DatagramSocket: Hỗ trợ các phƣơng thức liên quan đến socket ở chế độ không hƣớng kết nối cho cả clients và server. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 27
  28. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng • DatagramPacket: Lớp cài đặt gói tin dạng thƣ tín ngƣời dùng trong giao tiếp giữa clients và server ở chế độ không hƣớng kết nối. 3.3.1. Xây dựng chương trình clients ở chế độ hướng kết nối Các bƣớc tổng quát: 1. Mở một socket kết nối đến server đã biết địa chỉ IP (hay tên miền) và số hiệu cổng 2. Lấy InputStream và OutputStream gán với socket 3. Tham khảo protocol của dịch vụ để định dạng đúng dữ liệu trao đổi với server 4. Trao đổi dữ liệu với server nhờ vào các InputStream và OutputStream 5. Đóng socket trƣớc khi kết thúc chƣơng trình Lớp java.net.Socket: lớp socket hỗ trợ các phƣơng thức cần thiết để xây dựng các chƣơng trình clients sử dụng ở chế độ hƣớng kết nối. Dƣới đây là một số phƣơng thức thƣờng dùng để xây dựng clients - public Socket(String HostName, int PortNumber) throws IOException: phƣơng thức này dùng để kết nối đến một server có tên là HostName, cổng là PortNumber. Nếu kết nối thành công, một kênh ảo sẽ đƣợc hình thành giữa clients và server. + HostName : địa chỉ IP hoặc tên logic theo dạng tên miền + PortNumber : có giá trị từ 0 đến 65535 Ví dụ: mở socket và kết nối đến Web Server của khoa công nghệ thông tin, đại học Cần Thơ: Socket s = new Socket (www.cit.ctu.edu.vn,80); hoặc Socket s = new Socket(“203.162.36.149”,80); - public InputStream getInputStream(): phƣơng thức này trả về InputStream nối với socket. Chƣơng trình clients dùng InputStream này để nhận dữ liệu từ server gửi về. Ví dụ : lấy InputStream của socket s: InputStream is = s.getInputStream(); - public OutputStream getOutputStream(): phƣơng thức này trả về OutputStream nối với socket. Chƣơng trình clients dùng OutputStream này để gửi dữ liệu cho server. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 28
  29. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Ví dụ: Lấy OutputStream của socket s : OutputStream os = s.getOutputStream(); - public close(): phƣơng thức này sẽ đóng socket lại, giải phóng kênh ảo, xoá kết nối giữa clients và server. Ví dụ : Đóng socket s : s.close(); 3.3.2. Xây dựng chương trình server ở chế độ hướng kết nối Lớp java.net.ServerSocket: hỗ trợ các phƣơng thức cần thiết để xây dựng các chƣơng trình server sử dụng socket ở chế độ hƣớng kết nối. Dƣới đây là một số phƣơng thức thƣờng dùng để xây dựng server - public ServerSocket(int PortNumber : phƣơng thức này tạo một socket với số hiệu cổng là PortNumber mà sau đó server sẽ lắng nghe trên cổng này Ví dụ : tạo socket cho server với số hiệu cổng là 7 : ServerSocket ss = new ServerSocket(7); - public Socket accept() : phƣơng thức này lắng nghe yêu cầu kết nối của clients. Đây là một phƣơng thức hoạt động ở chế độ nghẽn; nó sẽ bị nghẽn cho đến khi có một yêu cầu kết nối của clients gửi đến. Khi có yêu cầu kết nối của clients gửi đến, nó sẽ chấp nhận yêu cầu kết nối, trả về một socket là một đầu của kênh giao tiếp ảo giữa server và clients yêu cầu kết nối. Ví dụ: Socket ss chờ nhận yêu cầu nối kết : Socket s = ss.accept(); Server sau đó sẽ lấy InputStream và OutputStream của socket mới s để giao tiếp với clients. Xây dựng chương trình server phục vụ tuần tự Một server có thể đƣợc cài đặt để phục vụ clients theo hai cách: phục vụ tuần tự hoặc phục vụ song song. Trong chế độ phục vụ tuần tự, tại một thời điểm server chỉ chấp nhận một yêu cầu kết nối, các yêu cầu kết nối của clients khác đều không đƣợc đáp ứng (đƣa vào hàng đợi ). Ngƣợc lại, trong chế độ phục vụ song song, tại một thời điểm server chấp nhận nhiều yêu cầu kết nối và phục vụ nhiều clients cùng lúc Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 29
  30. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Trong phần này, ta sẽ tìm hiểu về chế độ phục vụ tuần tự của server, còn chƣơng tiếp sẽ tìm hiểu cụ thể về chế độ phục vụ song song (sau khi đã tìm hiểu về Thread). Các bước tổng quát của một server phục vụ tuần tự : - Tạo socket và gán số hiệu cổng cho server - Lắng nghe yêu cầu kết nối - Với một yêu cầu kết nối đƣợc chấp nhận thực hiện các bƣớc sau: + lấy InputStream và OutputStream gắn với socket của kênh ảo vừa đƣợc hình thành + lặp lại công việc sau: Chờ nhận các yêu cầu (công việc) Phân tích và thực hiện yêu cầu Tạo thông điệp trả lời Gửi thông điệp trả lời về clients Nếu không còn yêu cầu hoặc clients kết thúc, đóng socket và quay lại bƣớc2 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 30
  31. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng CHƢƠNG 4: LUỒNG TRONG JAVA 4.1. Khái niệm luồng - Luồng là một cách thông dụng để nâng cao năng lực xử lý của các ứng dụng nhờ vào cơ chế song song. - Một luồng là một đơn vị cơ bản của việc sử dụng CPU. - Nó hình thành gồm: một định danh luồng (thread ID), một bộ đếm chƣơng trình, tập thanh ghi và ngăn xếp. - Nó chia sẻ với các luồng khác thuộc cùng một quá trình một không gian địa chỉ. Nhờ đó các luồng có thể sử dụng các biến toàn cục, chia sẻ các tài nguyên. - Cách thức các luồng chia sẻ CPU cũng giống nhƣ cách thức của các quá trình. - Một luồng cũng có những trạng thái: đang chạy (running), sẵn sàng (ready), nghẽn (blocked) và kết thúc (dead). Một luồng thì đƣợc xem nhƣ là một quá trình nhẹ. Trong chƣơng trƣớc, chúng ta đã đƣợc tìm hiểu các bƣớc tổng quát của một server phục vụ tuần tự, đến phần này, chúng ta sẽ đƣợc tìm hiểu về server phục vụ song song. Nhờ vào luồng, ngƣời ta thiết kế các server có thể đáp ứng nhiều yêu cầu một cách đồng thời. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 31
  32. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Các bước tổng quát của một server phục vụ song song Server phục vụ song song gồm hai phần thực hiện song song nhau: Hình 4.1. Server ở chế độ song song Trong mô hình này, server có một luồng phân phát (Dispatcher thread) và nhiều luồng thực hiện (Worker Thread). Luồng phân phát tiếp nhận các yêu cầu kết nối từ clients, rồi chuyển chúng đến các luồng thực hiện còn rảnh để xử lý. Những luồng thực hiện hoạt động song song nhau và song song với cả luồng phân phát, nhờ đó server có thể phục vụ nhiều client một cách đồng thời. - Phần 1 ( Dispatcher thread ): Xử lý các yêu cầu kết nối, lặp lại các công việc sau: + Lắng nghe yêu cầu kết nối của clients + Chấp nhận một yêu cầu kết nối Tạo kênh giao tiếp ảo mới với clients Tạo phần 2 để xử lý các thông điệp yêu cầu của clients. - Phần 2 (Worker Thread): Xử lý các thông điệp yêu cầu từ clients, lặp lại các công việc sau: + Chờ nhận thông điệp yêu cầu của clients. + Phân tích và xử lý yêu cầu. + Gửi thông điệp trả lời cho clients. Phần 2 sẽ kết thúc khi kênh ảo bị xóa đi. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 32
  33. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Với mỗi client, trên server sẽ có một Phần 2 để xử lý yêu cầu của clients. Nhƣ vậy tại thời điểm bất kỳ luôn tồn tại một Phần 1 và 0 hoặc nhiều Phần 2 Do phần 2 thực thi song song với phần 1 cho nên nó đƣợc thiết kế là một thread - Nhìn từ góc độ hệ điều hành, luồng có thể đƣợc cài đặt ở một trong hai mức: • Trong không gian ngƣời dùng (user space) • Trong không gian nhân (kernel mode) 4.1.1. Tiếp cận luồng ở mức người dùng Hình 4.2. Kiến trúc luồng cài đặt ở mức người dùng Không gian ngƣời dùng bao gồm một hệ thống runtime mà nó tập hợp những thủ tục quản lý luồng. Các luồng chạy trong không gian nằm bên trên hệ thống runtime thì đƣợc quản lý bởi hệ thống này. Hệ thống runtime cũng lƣu giữ một bảng tin trạng thái để theo dõi trạng thái hiện hành của mỗi luồng. Tƣơng ứng với mỗi luồng sẽ có một mục từ trong bảng, bao gồm các thông tin về trạng thái, giá trị thanh ghi, độ ƣu tiên và các thông tin khác về luồng. Tiếp cận này có hai mức định thời biểu (Scheduling): bộ định thời biểu cho các quá trình nặng và bộ định thời biểu trong hệ thống runtime. Bộ lập biểu của hệ thống runtime chia thời gian sử dụng CPU đƣợc cấp cho một quá trình thành những khoảng nhỏ hơn để cấp cho các luồng trong quá trình đó. Nhƣ vậy việc kết thúc một luồng thì vƣợt ra ngoài tầm kiểm soát của kernel hệ thống. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 33
  34. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 4.1.2. Tiếp cận luồng ở mức hạt nhân hệ điều hành Hình 4.3. Kiến trúc luồng cài đặt ở mức hệ thống Trong tiếp cận này không có hệ thống runtime và các luồng thì đƣợc quản lý bởi kernel của hệ điều hành. Vì vậy, bảng thông tin trạng thái của tất cả các luồng thì đƣợc lƣu trữ bởi kernel. Tất cả những lời gọi mà nó làm nghẽn luồng sẽ đƣợc bẫy (TRAP) đến kernel. Khi một luồng bị nghẽn, kernel chọn luồng khác cho thực thi. Luồng đƣợc chọn có thể cùng một quá trình với luồng bị nghẽn hoặc thuộc một quá trình khác, vì vậy sự tồn tại của một luồng thì đƣợc biết bởi kernel và chỉ có một mức lập biểu trong hệ thống. 4.2. Luồng trong Java Trong Java, luồng là một đối tƣợng thuộc lớp java.lang.Thread. Một chƣơng trình trong java có thể cài đặt luồng bằng cách tạo ra một lớp con của lớp java.lang.Thread hoặc cài đặt giao diện java.lang.Runnable 4.2.1. Các phương pháp thực hiện luồng Với Java ta có thể xây dựng các chƣơng trình đa luồng. Một ứng dụng có thể bao gồm nhiều luồng, mỗi luồng đƣợc gán một công việc cụ thể, chúng đƣợc thực thi đồng thời với các luồng khác. Có 2 cách để tạo ra luồng : - Cách 1 : Thừa kế từ lớp java.lang.Thread Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 34
  35. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Cách 2 : Cài đặt giao diện java.lang.Runnable 1. Lớp Thread Lớp Thread chứa phƣơng thức khởi tạo Thread() cũng nhƣ nhiều phƣơng thức hữu ích có chức năng chạy, khởi động, tạm ngƣng, tiếp tục, gián đoạn và ngƣng luồng. Ðể tạo ra và chạy một luồng ta cần làm hai bƣớc: - Mở rộng lớp Thread và viết đè phƣơng thức run() - Gọi phƣơng thức start() để luồng bắt đầu thực thi Một số phương thức của Thread : public void run(): đƣợc Java gọi để thực thi luồng thi hành, bạn phải viết đè phƣơng thức này để thực thi nhiệm vụ của luồng, bởi vì phƣơng thức run() của lớp Thread chỉ là phƣơng thức rỗng. public native synchronized void start(): khi ta tạo ra luồng nó chƣa thực sự chạy cho đến khi phƣơng thức start() đƣợc gọi, khi start() đƣợc gọi thì phƣơng thức run() cũng đƣợc kích hoạt. public final void stop(): có chức năng ngƣng luồng thi hành, phƣơng thức này không an toàn, bạn nên gán null vào biến Thread để dùng luồng, thay vì sử dụng phƣơng thức stop(). public final void suspend(): có chức năng tạm ngƣng luồng, trong Java phƣơng thức này ít đƣợc sử dụng, bởi vì phƣơng thức này không nhả tài nguyên mà nó nắm giữ, do vậy có thể nguy cơ dẫn đến deadlock (khoá chết), bạn nên dùng phƣơng thức wait() để tạm ngƣng luồng thay vì sử dụng phƣơng thức suspend() public final void resume(): tiếp tục vận hành luồng nếu nhƣ nó đang bị ngƣng, nếu luồng đang thi hành thì phƣơng thức này bị bỏ qua, thông thƣờng phƣơng thức này đƣợc dùng kết hợp với phƣơng thức suspend(), bạn nên dùng phƣơng thức notify() thay vì dùng phƣơng thức resume() Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 35
  36. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng public static void sleep(long millis) throws InterruptedException : đặt luồng thi hành vào trạng thái ngủ, trong khoảng thời gian xác định bằng mili giây, chú ý sleep() là phƣơng thức tĩnh. public void interrupt(): làm gián đoạn luồng thi hành public static boolean isInterrupt(): kiểm tra xem luồng có bị ngắt không public void setpriority( int p) : ấn định độ ƣu tiên cho luồng thi hành, độ ƣu tiên đƣợc xác định là một số nguyên thuộc đoạn [1,10] public final void wait() throws InterruptException: đặt luồng vào trạng thái chờ một luồng khác, cho đến khi có một luồng khác thông báo thì nó lại tiếp tục, đây là phƣơng thức của lớp cơ sở Object public final void notify(): đánh thức luồng đang chờ trên đối tƣợng này public final void notifyAll(): đánh thức tất cả các luồng đang chờ trên đối tƣợng này isAlive(): trả về True, nếu luồng vẫn còn tồn tại (sống) getPriority(): trả về mức ƣu tiên của luồng Ví dụ : tạo ra hai luồng thi hành song song, một luồng thực hiện việc in 200 dòng “Dai hoc dan lap Hai Phong”; trong khi luồng này đang thực thi thì có một luồng khác vẫn tiếp tục in 200 dòng chữ “chao mung ban den voi Java” //=== import java.net.* ; import java.io.* ; public class Hello { public static void main ( String[] args ) { new ChaoDH ().start (); new ChaoJV ().start (); } } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 36
  37. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng class ChaoDH extends Thread { public void run () { for(int i = 1; i <= 200; i++ ) System.out.println("Dai hoc dan lap Hai Phong \n"); } } class ChaoJV extends Thread { public void run () { for ( int i = 1; i <= 200; i++ ) System.out.println ( "\t chao mung ban den voi Java.\n" ); } } //=== Khi ta chạy chƣơng trình sẽ thấy các kết quả xen kẽ nhau Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 37
  38. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 2. Giao diện Runnable Do Java không hỗ trợ kế thừa bội, nên nếu chƣơng trình của bạn vừa muốn kế thừa từ một lớp nào đó, lại vừa muốn đa luồng thì bạn bắt buộc phải dùng giao diện Runnable, chẳng hạn nhƣ bạn viết các applet, bạn vừa muốn nó là applet, lại vừa muốn thực thi nhiều luồng, thì bạn vừa phải kế thừa từ lớp Applet, nhƣng nếu đã kế thừa từ lớp Applet rồi thì bạn không thể kế thừa từ lớp Thread nữa. Ví dụ : ta viết lại ví dụ trên, nhƣng lần này ta không kế thừa lớp Thread nữa mà triển khai giao diện Runnable. import java.net.* ; import java.io.* ; public class hello2 { public static void main(String[] args) { Thread t = new Thread (new ChaoDH()); t.start(); Thread t1 = new Thread (new ChaoJV()); t1.start (); } } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 38
  39. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng //=== class ChaoDH implements Runnable { public void run() { ChaoDH thu = new ChaoDH(); for ( int i = 1; i <= 200; i++ ) System.out.println("Dai hoc dan lap Hai Phong\n "); } } //=== class ChaoJV implements Runnable { public void run () { for ( int i = 1; i <= 200; i++ ) { System.out.println ("\t chao mung ban den voi java. \n" ); } } } //=== Kết quả chạy chƣơng trình thu đƣợc cũng giống nhƣ ví dụ trên. 4.2.2. Độ ưu tiên của các luồng - Ðộ ƣu tiên của các luồng xác định mức ƣu tiên trong việc phân phối CPU giữa các luồng với nhau. Khi có nhiều luồng đang ở trạng thái “ready”, luồng có độ ƣu tiên cao nhất sẽ đƣợc thực thi (chuyển sang "running"). - Khi một luồng đƣợc tạo ra, nó nhận một độ ƣu tiên mặc định (bằng 5), đôi khi ta muốn điều chỉnh độ ƣu tiên của luồng để đạt đƣợc mục đích của ta, thật đơn giản, để đặt độ ƣu tiên cho một luồng ta chỉ cần gọi phƣơng thức setPriority() và Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 39
  40. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng truyền cho nó một số nguyên, số này chính là độ ƣu tiên mà bạn cần đặt. Để kiểm tra ta có thể gọi phƣơng thức getPriority() - Ðộ ƣu tiên trong Java đƣợc định nghĩa bằng các hằng số nguyên theo thứ tự giảm dần nhƣ sau: + Thread.MAX_PRIORITY (giá trị 10) + Thread.NORM_PRIORITY (giá trị 5) + Thread.MIN_PRIORITY (giá trị 1) - Một luồng mới sẽ thừa kế độ ƣu tiên từ luồng tạo ra nó. 4.2.3. Nhóm luồng - Nhóm luồng là một tập hợp gồm nhiều luồng, khi ta tác động đến nhóm luồng (chẳng hạn nhƣ tạm ngƣng, ) thì tất cả các luồng trong nhóm đều nhận đƣợc cùng tác động đó, điều này là tiện lợi khi ta muốn quản lý nhiều luồng thực hiện các tác vụ tƣơng tự nhau. - Ðể tạo một nhóm luồng ta cần: + Tạo ra một nhóm luồng bằng cách sử dụng phƣơng thức tạo dựng của lớp ThreadGroup() ThreadGroup g = new ThreadGroup(“ThreadGroupName”); ThreadGroup g = new ThreadGroup(ParentThreadGroup,“ThreadGroupName”); Dòng lệnh trên tạo ra một nhóm luồng g có tên là “ThreadGroupName”, tên của luồng là một chuỗi và không trùng với tên của một nhóm khác. + Đƣa các luồng vào nhóm luồng dùng phƣơng thức tạo dựng của lớp Thread(): Thread =new Thread (g, new ThreadClass(),”ThisThread”); 4.2.4. Đồng bộ hóa các luồng thi hành - Tất cả các luồng của một quá trình thì đƣợc thực thi song song và độc lập nhau nhƣng lại cùng chia sẻ nhau một không gian địa chỉ của quá trình. Chính vì vậy có thể dẫn đến khả năng đụng độ trong việc cập nhật các dữ liệu dùng chung của chƣơng trình (biến, các tập tin đƣợc mở). VD: một luồng có thể cố gắng đọc dữ liệu, trong khi luồng khác cố gắng thay đổi dữ liệu ấy dữ liệu có thể bị sai. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 40
  41. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Trong những trƣờng hợp này, bạn cần cho phép một luồng hoàn thành trọn vẹn tác vụ của nó, và rồi thì mới cho phép các luồng kế tiếp thực thi. Khi hai hoặc nhiều hơn một luồng cần thâm nhập đến một tài nguyên đƣợc chia sẻ, bạn cần chắc chắn rằng tài nguyên đó sẽ đƣợc sử dụng chỉ bởi một luồng tại một thời điểm. - Đồng bộ hoá luồng (thread synchronization) giúp cho tại mỗi thời điểm chỉ có một luồng có thể truy nhập vào đối tƣợng, còn các luồng khác phải đợi . - Các Thread đƣợc đồng bộ hoá trong Java sử dụng thông qua một bộ giám sát (monitor). Hãy nghĩ rằng, một monitor là một đối tƣợng cho phép một Thread truy cập vào một tài nguyên, chỉ có một Thread sử dụng một monitor tại một thời điểm bất kỳ; các lập trình viên thƣờng nói rằng: Thread sở hữu monitor vào thời gian đó. - Một Thread chỉ có thể sở hữu một monitor nếu nhƣ không có Thread nào đang sở hữu monitor đó. Khi một monitor đang ở trạng thái sẵn sàng thì một Thread có thể sở hữu monitor và nó có thể truy cập thẳng đến tài nguyên đƣợc tập hợp với monitor đó. Ngƣợc lại, Thread sẽ bị tạm treo cho đến khi monitor trở lại trạng thái sẵn sàng. Các lập trình viên nói rằng Thread đang chờ monitor. - Bạn thấy các thao tác với monitor có vẻ rất phức tạp đúng không? nhƣng đừng ngại nó vì tất cả các thao tác của việc yêu cầu một monitor đƣợc Java tự động giải quyết cho bạn và nó trong suốt với ngƣời dùng. - Có hai cách để đồng bộ hoá các luồng: sử dụng method đƣợc đồng bộ hóa hoặc sử dụng phát biểu đƣợc đồng bộ hóa. Sử dụng method được đồng bộ hóa: Tất cả các đối tƣợng trong Java đều có một monitor. Một Thread có một monitor bất kỳ khi nào một method đƣợc bổ sung từ khóa synchronized ở đầu method đó đƣợc gọi. Khi một luồng gọi phƣơng thức synchronized, đối tƣợng sẽ bị khoá. Khi luồng đó thực hiện xong phƣơng thức, đối tƣợng sẽ đƣợc mở khoá. Trong khi thực thi phƣơng thức synchronized, một luồng có thể gọi wait() để chuyển sang trạng thái chờ cho đến khi một điều kiện nào đó xảy ra. Khi luồng đang chờ, đối tƣợng sẽ không bị khoá. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 41
  42. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Khi thực hiện xong công việc trên đối tƣợng, một luồng cũng có thể thông báo (notify) cho các luồng khác đang chờ để truy nhập đối tƣợng. Sử dụng phát biểu được đồng bộ hóa: Việc đồng bộ hoá một phƣơng thức là cách tốt nhất để hạn chế việc sử dụng một phƣơng thức tại một thời điểm. Tuy nhiên sẽ có những trƣờng hợp mà bạn không thể đồng bộ hoá một phƣơng thức, chẳng hạn nhƣ khi bạn sử dụng một class đƣợc cung cấp bởi bên thứ ba. Trong những trƣờng hợp nhƣ thế, bạn không đƣợc phép truy nhập vào định nghĩa lớp, sẽ ngăn bạn sử dụng từ khoá synchronized. Một cách khác để sử dụng từ khóa synchronized là sử dụng phát biểu đƣợc đồng bộ hóa. Một phát biểu đƣợc đồng bộ hóa chứa một block đƣợc đồng bộ hóa, mà bên trong đó đặt những đối tƣợng và những phƣơng thức đƣợc đồng bộ hóa. Gọi các method chứa block đƣợc đồng bộ hóa xảy ra khi một Thread có đƣợc monitor của đối tƣợng. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 42
  43. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng CHƢƠNG 5 : CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG Trong chƣơng này sẽ trình bầy một ứng dụng của cơ chế thực hiện đa luồng trong ngôn ngữ lập trình Java, đó là xây dựng chƣơng trình truy nhập cơ sở dữ liệu Web. 5.1. Giới thiệu Truy nhập cơ sở dữ liệu Web là một nhu cầu phổ biến trong thực tế. Các cơ sở dữ liệu Web thƣờng đƣợc đặt trên các máy chủ có cấu hình mạnh, trong khi đó việc truy nhập vào cơ sở dữ liệu để lấy dữ liệu thƣờng đƣợc thực hiện trên các máy trạm trên mạng thông qua trình duyệt. Vậy làm thế nào để thực hiện đáp ứng đƣợc nhu cầu đa truy nhập vào cơ sở dữ liệu của phía clients lại vừa có thể đảm bảo tính bảo mật cho cơ sở dữ liệu trên máy chủ? Trong Java hỗ trợ phƣơng pháp lập trình đa luồng và lập trình socket (TCP) là một phƣơng pháp cho phép chúng ta có thể đa truy nhập cơ sở dữ liệu Web. Phƣơng pháp này dựa trên nguyên lý hoạt động của Thread, socket TCP; socket đƣợc sử dụng để kết nối giữa clients với một thành phần trung gian (middle ware). Middle ware trong chƣơng trình ứng dụng này là một chƣơng trình Java ở dạng độc lập (Java Application) chạy trên phía server. Nó có nhiệm vụ lắng nghe yêu cầu kết nối từ phía clients và thực hiện các yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu của clients, sau đó sẽ trả lại kết quả cho clients. Sở dĩ phải sử dụng middle ware là do trong Java không cho phép các chƣơng trình dạng Applet đƣợc truy nhập vào tài nguyên cục bộ, chỉ có các chƣơng trình dạng độc lập (Application) mới có quyền truy nhập. Điều này đảm bảo cho tính an toàn của dữ liệu, tránh cho việc ngƣời sử dụng làm sai lệch thông tin. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là chúng ta chỉ mất thời gian mở kết nối tới server trong lần truy nhập đầu tiên, các lần tiếp theo chúng ta không cần phải mở kết nối lại mà chỉ gửi các yêu cầu truy vấn tới server và chờ kết quả trả về thông qua middle ware. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 43
  44. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 5.2. Mô hình chung truy nhập cơ sở dữ liệu Web Hình 5.1. Mô hình chung truy nhập cơ sở dữ liệu Web Hình 5.1 là mô hình tổng quát của một ứng dụng truy nhập cơ sở dữ liệu Web. Trong mô hình này gồm ba lớp: - Lớp thứ nhất (clients): Khi có yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu Web, phía clients sử dụng trình duyệt Web để kết nối đến Web Server và gửi yêu cầu lấy dữ liệu. - Lớp thứ hai (middle ware): bao gồm Web Server và một ứng dụng cơ sở dữ liệu. Khi nhận đƣợc yêu cầu của phía clients, ứng dụng cơ sở dữ liệu sẽ kết nối đến hệ quản trị cơ sở dữ liệu để lấy dữ liệu theo yêu cầu của clients và trả lại cho phía clients. - Lớp thứ ba (Database Server): là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu, hỗ trợ các câu truy vấn dữ liệu (dạng SQL), lƣu trữ dữ liệu cần phục vụ. Web Server và ứng dụng cơ sở dữ liệu cùng với Database Server có thể đặt trên cùng một máy hoặc trên các máy khác nhau. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 44
  45. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 5.3. Chƣơng trình ứng dụng 5.3.1. Mô hình và cơ chế hoạt động 1. Mô hình [1] WEB Server (IIS) [2] [4] SQL Server [3] Database Application C lients (Java Socket Server) [5] [6] Hình 5.2. Mô hình chương trình truy nhập cơ sở dữ liệu Web 2. Cơ chế hoạt động Cơ chế hoạt động kết nối và truy vấn dữ liệu của chƣơng trình đƣợc thực hiện bao gồm 6 bƣớc: [1]. Phía clients sử dụng trình duyệt Web kết nối đến Web Server. [2]. Phía Web Server trả lại clients trang Web đƣợc phía clients yêu cầu có nhúng applet (mô đun clients) ở bên trong. [3]. Applet tải từ phía Web Server về đƣợc trình duyệt Web phía clients kích hoạt, tạo kết nối (socket) đến Socket Server và gửi thông tin (mã sinh viên) đến Socket Server. [4]. Java Socket Server thực hiện truy vấn cơ sở dữ liệu đến SQL Server bằng các câu lệnh truy vấn thông thƣờng để lấy dữ liệu theo yêu cầu của phía clients. [5]. Database Server (SQL server) trả dữ liệu kết quả theo yêu cầu cho Socket Server. [6]. Java Socket Server trả dữ liệu kết quả về cho phía clients trên kết nối mới đƣợc tạo ra. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 45
  46. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 5.3.2. Thiết kế và cài đặt cơ sở dữ liệu thử nghiệm Xây dựng một cơ sở dữ liệu trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2000 có tên là “ QLSV_H ”. * Cơ sở dữ liệu bao gồm 3 bảng đƣợc thiết kế nhƣ sau: - SINH VIÊN (mã sinh viên, họ tên, ngày sinh, giới tính, địa chỉ, lớp, tên ngành ) - MÔN HỌC ( mã môn, tên môn, đơn vị học trình, tên ngành ) - ĐIỂM THI ( mã sinh viên, mã môn, điểm thi, lần thi, ghi chú ) * Cài đặt cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 46
  47. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 47
  48. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 5.3.3. Thiết kế chương trình Chƣơng trình ứng dụng đƣợc viết bằng ngôn ngữ lập trình Java 1. Phía server Mô đun server là Application, khi đƣợc kích hoạt nó sẽ tạo ra một server socket trên một cổng xác định và lắng nghe các yêu cầu kết nối từ phía clients. Khi có yêu cầu kết nối từ phía clients, nếu server socket không chấp nhận kết nối thì thông báo lỗi lên màn hình; nếu chấp nhận kết nối thì server socket sẽ tạo ra một Thread đáp ứng yêu cầu của clients Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 48
  49. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Nó tạo ra một client socket mới để trả lời cho clients. Client socket của server sẽ kết nối đến cơ sở dữ liệu SQL Server, thực hiện truy vấn để lấy dữ liệu theo yêu cầu của phía clients và trả lại dữ liệu kết quả cho phía clients thông qua client socket. Tạo socket phục vụ và lắng nghe yêu cầu trên cổng 8080 Không Chấp nhận kết nối Thông báo lỗi Có Tạo Thread phục vụ cho clients Truy nhập CSDL lấy dữ liệu theo yêu cầu của clients Trả kết quả cho clients Đóng kết nối Hình 5.3. Sơ đồ thiết kế của mô đun phía server 2. Phía clients Mô đun clients là một Applet đƣợc đặt trong cùng một thƣ mục với mô đun phía server và nó đƣợc đƣa lên Web Server (IIS). Phía clients kết nối với Web Server thông qua trình duyệt Web và tải Applet này về trình duyệt Web. Tại trình duyệt Web của clients, Applet đƣợc kích hoạt và tạo ra một socket kết nối tới server socket ở phía server thông qua địa chỉ của máy tính chạy socket server và số hiệu cổng của socket server (đã biết trƣớc). Khi kết nối đƣợc chấp nhận, Applet gửi yêu cầu truy vấn dữ liệu cho server socket, sau đó nhận dữ liệu kết quả và hiển thị. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 49
  50. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Clients kết nối đến Web Server thông qua Brower, tải về AppletClient AppletClient tạo socket kết nối đến socket server Gửi yêu cầu truy vấn dữ liệu Nhận dữ liệu kết quả và hiển thị Hình 5.4. Sơ đồ thiết kế của mô đun phía Client 5.3.4. Một số giao diện chính Dƣới đây là kết quả của chƣơng trình khi chạy trên mạng máy tính: - Trƣờng hợp 1: Mạng máy tính bao gồm một máy tính vật lý và hai máy ảo - Trƣờng hợp 2: Mạng máy tính chỉ gồm các máy tính vật lý. 1. Kết quả của chương trình khi chạy trên một máy tính vật lý và hai máy ảo - Máy ảo Client2 đóng vai trò là lớp thứ nhất (máy trạm) - Máy vật lý đóng vai trò là lớp thứ hai (middle ware), bao gồm Web Server (IIS) và Database Application (Java Socket Server) - Máy ảo Client là lớp thứ ba (Database Server) đƣợc cài đặt hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2000 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 50
  51. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.5. Máy vật lý và máy ảo Client cùng truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 51
  52. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.6. Máy vật lý truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 52
  53. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.7. Máy ảo Client truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 53
  54. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.8. Hai máy ảo cùng truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 54
  55. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.9. Máy vật lý và hai máy ảo cùng truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 55
  56. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 2. Kết quả của chương trình khi chạy trên các máy tính vật lý - Máy tính có địa chỉ 10.5.101.29 đóng vai trò là lớp thứ nhất (Clients) - Máy tính có địa chỉ 10.5.101.28 đóng vai trò là lớp thứ hai (middle ware), bao gồm Web Server (IIS) và Database Application (Java Socket Server) - Máy tính có địa chỉ 10.5.101.30 là lớp thứ ba (Database Server) đƣợc cài hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2000 Hình 5.10. Web Server và Database Application đặt trên máy 10.5.101.28 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 56
  57. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.11.(a) Máy 10.5.101.28 khởi động Socket Server và truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 57
  58. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.11.(b) Máy 10.5.101.28 khởi động Socket Server và truy nhập cơ sở dữ liệu Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 58
  59. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.12.(a) Máy 10.5.101.30 truy nhập cơ sở dữ liệu bằng trình duyệt Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 59
  60. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.12.(b) Máy 10.5.101.30 truy nhập cơ sở dữ liệu bằng trình duyệt Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 60
  61. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Hình 5.13. Máy 10.5.101.29 truy nhập cơ sở dữ liệu bằng trình duyệt Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 61
  62. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 5.4. Nhận xét Chƣơng trình ứng dụng truy nhập cơ sở dữ liệu Web trên có một số ƣu điểm sau: * Phía clients: - Không cần cài đặt thêm bất kỳ một mô đun phần mềm nào, chỉ cần có trình duyệt Web là đủ. Do đó chƣơng trình dễ dàng sử dụng với ngƣời dùng mà không cần đòi hỏi trình độ cao về công nghệ thông tin. - Vì mô đun chƣơng trình phía clients là một Applet nên nó không đƣợc phép truy nhập vào các tài nguyên cục bộ của máy clients an toàn cho máy khách. * Phía server: - Toàn bộ các mô đun chƣơng trình Web Server, Socket Server, AppletClient đƣợc đặt trong cùng một thƣ mục và đặt trên cùng một máy, do đó thuận lợi cho công tác cài đặt, nâng cấp, bảo trì chƣơng trình. - Phía clients muốn lấy đƣợc dữ liệu từ cơ sở dữ liệu thì phải truy nhập thông qua thành phần trung gian là Java Socket Server, do đó cơ sở dữ liệu phía server đƣợc bảo mật. * Do chƣơng trình ứng dụng đƣợc viết dựa trên nền Web nên có thể đƣợc triển khai và sử dụng trên liên mạng (Internet) Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 62
  63. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng KẾT LUẬN Lập trình đa luồng là một phƣơng pháp tốt để xây dựng các chƣơng trình xử lý song song chạy trên một máy tính chip đơn. Đề tài "Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng" đã đạt đƣợc những thành công nhất định. Về cơ sở lý thuyết, đồ án đã trình bầy đƣợc các nội dung về mạng máy tính, sơ lƣợc về ngôn ngữ Java, lập trình Socket TCP nói chung và lập trình Socket TCP trong Java nói riêng; các nội dung liên quan đến luồng và lập trình đa luồng trong Java. Về ứng dụng đồ án đã giới thiệu, đƣa ra đƣợc mô hình chƣơng trình, cơ chế hoạt động và cài đặt thành công chƣơng trình truy nhập cơ sở dữ liệu Web. Bên cạnh đó đồ án cũng phân tích chi tiết cách thiết kế, cài đặt chƣơng trình cho các độc giả quan tâm có thể tiến hành làm thực nghiệm dễ dàng. Java là một ngôn ngữ mạnh mẽ, tính bảo mật cao và độc lập với nền, do đó chƣơng trình ứng dụng của đồ án có thể dễ dàng chạy trên các hệ thống khác nhau mà không phải lập trình lại. Tuy nhiên, với thời gian và trình độ còn nhiều hạn chế nên đồ án vẫn còn một số vấn đề chƣa kịp giải quyết nhƣ chƣa hiển thị đƣợc font tiếng Việt trên form, chƣa có ví dụ minh họa cho lý thuyết nhóm luồng và đồng bộ hóa giữa các luồng, cơ sở dữ liệu chƣa đủ lớn. Trong tƣơng lai em sẽ tiếp tục tìm hiểu, khắc phục các hạn chế, mở rộng và hoàn thiện chƣơng trình. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 63
  64. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1]. Lập trình hướng đối tượng với Java TS. Đoàn Văn Ban - Viện Công nghệ thông tin [2]. Giáo trình lập trình truyền thông Biên soạn: Ngô Bá Hùng, Nguyễn Công Huy - Đại học Cần Thơ [3]. Mạng thông tin máy tính- Kiến trúc, nguyên tắc và hiệu suất hoạt động Vũ Duy Lợi - Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội [4]. Đề cương bài giảng Java cơ sở Đại học sƣ phạm kỹ thuật Hƣng Yên [5]. JAVA lập trình mạng Nguyễn Phƣơng Lan và Hoàng Đức Hải - NXB Giáo Dục [6]. Học nhanh kỹ thuật lập trình Java Nguyễn Viết Linh, Đậu Quang Tuấn - Xí nghiệp in Bến Tre Tài liệu tiếng Anh [1]. Java Network Programming Elliotte Rusty Harold [2]. Programming the Internet with Java Darrel Ince & Adam Freemat, Addison-Wesley [3]. Thinking in JAVA Bruce Eckel Các tài liệu khác [1]. www.javabeginner.com [2]. www.javavietnam.org [3]. www.java.sun.com [4]. www.vi.wikipedia.org Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 64
  65. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng PHỤ LỤC 1. Hƣớng dẫn tạo tệp chính sách .java.policy 1.1. Khởi động công cụ tạo tệp chính sách - Bấm đôi nút chuột trái tại tệp PolicyTool.exe trong thƣ mục BIN của trình biên dịch JDK. Nhận đƣợc thông báo sau trên màn hình - Đây là lỗi chƣa có tệp chính sách ( bắt buộc phải đặt tên là .java.policy). Chọn OK để đóng cửa sổ thông báo lỗi và trở lại cửa sổ tạo file chính sách nhƣ hình dƣới 1.2. Tạo file chính sách - Mở menu file→Save As. Xuất hiện khung đối thoại Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 65
  66. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Chọn thƣ mục chứa file chính sách theo yêu cầu của Java. Tên file bắt buộc phải gõ là (.java.policy). Chọn nút lệnh Save để ghi file lên đĩa. Xuất hiện thông báo - Chọn OK để tiếp tục, lúc này file vẫn rỗng chƣa có thông tin. Cửa sổ Policy Tool có dạng nhƣ hình dƣới Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 66
  67. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 1.3. Cấp quyền sử dụng Java Socket - Bấm chuột trái tại nút lệnh Add Policy Entry. Xuất hiện khung đối thoại sau - Bấm đơn nút chuột trái tại nút lệnh Add Permission. Xuất hiện khung đối thoại Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 67
  68. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Trong lựa chọn Permission chọn nhƣ hình dƣới - Trong hộp value của lựa chọn Target Name gõ vào giá trị nhƣ hình dƣới - Trong hộp value của lựa chọn Actions chọn nhƣ hình dƣới - Chọn OK kết thúc và quay trở lại khung đối thoại nhƣ hình dƣới Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 68
  69. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng - Chọn nút lệnh Done kết thúc và quy lại khung đối thoại sau Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 69
  70. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 1.4. Thoát Mở menu file→ Save để ghi nội dung file chính sách lên đĩa sau đó mở menu file→Exit để thoát. Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 70
  71. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng 2. Mã nguồn chƣơng trình Mô đun phía Server: File SocketServer.java //=== import java.net.* ; import java.io.* ; import java.sql.* ; public class SocketServer { static int PORT = 8080 ; // cong mac dinh // public static void main(String[] arg) { try { // Tao socket cho server ServerSocket ss = new ServerSocket(PORT); System.out.println("Server lang nghe tren port:" + ss.getLocalPort()); while(true) { try { // lang nghe cac yeu cau ket noi tu Client Socket s = ss.accept(); RequestProcessing rp = new RequestProcessing(s); rp.start(); // khoi dong phan xu ly cho client hien tai } catch(IOException e) { System.out.println("Connection Error : "+e); } } } catch(IOException e) { System.out.println("Create Socket Error : "+e); } } } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 71
  72. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng //=== class RequestProcessing extends Thread { Socket client ; // Socket tra loi cho client static String _driver ="com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver"; static String _url = "jdbc:microsoft:sqlserver://10.5.101.30:1433;DatabaseName=QLSV_H"; static Connection con ; // doi tuong ket noi static Statement stmt ; // dai dien cac cau lenh cua SQL static ResultSet r ; // doi tuong chua ket qua truy van // public RequestProcessing(Socket s) { client = s; } // public void run() { String xau; try { // Nap driver Class.forName(_driver) ; con =DriverManager.getConnection(_url,"vidu","123") ; // thiet lap doi tuong ket noi } catch(java.lang.ClassNotFoundException e) { System.out.println("Khong Tim Thay Lop Driver") ; System.exit(1) ; } catch(java.sql.SQLException e) { System.out.println("Khong Mo Duoc Ket Noi Toi CSDL") ; System.exit(1) ; } try { // inStream: doi tuong nhan thong diep Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 72
  73. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng BufferedReader inStream = new BufferedReader( new InputStreamReader(client.getInputStream())) ; // Tao Ra Doi Tuong Viet Du Lieu Len socket_server PrintWriter outStream = new PrintWriter( new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(client.getOutputStream())),true) ; boolean finished = false ; do { String inLine = inStream.readLine() ; //chuoi nhan tu clients System.out.println("Received : "+inLine) ; if(inLine.equalsIgnoreCase("END")) finished = true ; try { stmt = con.createStatement() ; if(inLine.equals("*")) //in tat ca ban ghi khi nhan ve '*' { xau="Select a.masv,a.hoten,a.gioitinh,a.lop,b.tenmon,b.dvht,c.diemthi,c.lanthi From tbl_sinhvien as a,tbl_monhoc as b,tbl_diemthi as c where a.masv=c.masv and b.mamon=c.mamon"; r = stmt.executeQuery(xau) ; // thuc hien truy van } else // in ra 1 ban ghi theo masv nhan duoc tu client xau="Select a.masv,a.hoten,a.gioitinh,a.lop,b.tenmon,b.dvht,c.diemthi,c.lanthi From tbl_sinhvien as a,tbl_monhoc as b,tbl_diemthi as c where a.masv=c.masv and b.mamon=c.mamon and a.masv='"+inLine+"'"; r = stmt.executeQuery(xau); // thuc hien truy van tren ResultSetMetaData mrs= r.getMetaData(); // cung cap thong tin cau truc cua CSDL Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 73
  74. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng int socot=mrs.getColumnCount(); // xac dinh so cot cua mrs String outLine ="" ; for(int j=1;j<= socot;j++) { outLine+=mrs.getColumnName(j)+"\t"; } outStream.println(outLine); // ten cac cot j trong bang while(r.next()) // doc du lieu cua dong tiep theo { outLine = "" ; for(int i=1; i<=socot; i++) { outLine+= r.getString(i) + "\t"; // du lieu cua cot i } System.out.println("Sent: "+ outLine) ; outStream.println(outLine) ; } // of while outStream.println("END") ; // bao hieu het dl gui cho clients } // of try catch(java.sql.SQLException e) { System.err.println("Khong the thuc hien duoc truy van ") ; } } while(!finished) ; client.close() ; } catch(IOException e) { System.out.println(e) ; } } } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 74
  75. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng Mô đun phía clients: File AppletXemDiem.java import java.applet.Applet ; import java.awt.* ; // Chua lop ScrollPane import javax.swing.* ; import java.awt.event.* ; import java.net.* ; import java.io.* ; public class AppletXemDiem extends Applet implements ActionListener { JTextField txtMasv ; JButton btXem ; JTextArea taKq ; JLabel lbMasv ; ScrollPane scroll ; Socket connection ; PrintWriter out ; BufferedReader in ; // public void init() { this.setLayout(null) ; Font f = new Font("Times New Roman",Font.PLAIN,12); lbMasv = new JLabel("Nhap ma sinh vien") ; lbMasv.setBounds(10, 10, 150,25) ; add(lbMasv) ; txtMasv = new JTextField() ; txtMasv.setBounds(150,10,150,25) ; txtMasv.addActionListener(this); add(txtMasv) ; taKq = new JTextArea(460, 300) ; scroll = new ScrollPane() ; taKq.setFont(f); scroll.setBounds(10, 40, 485, 200) ; scroll.setEnabled(true) ; scroll.add(taKq) ; add(scroll) ; Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 75
  76. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng btXem = new JButton("Xem") ; btXem.setToolTipText("Xem diem mon hoc") ; btXem.addActionListener(this) ; btXem.setBounds(100, 245, 80, 25) ; add(btXem) ; try { // Tao Ket Noi Toi Socket_Server connection = new Socket("10.5.101.28",8080) ; // Tao Ra Doi Tuong Doc Vung Dem Cua socket_client in = new BufferedReader( new InputStreamReader(connection.getInputStream())) ; // Tao Ra Doi Tuong Viet Du Lieu Len socket_client out = new PrintWriter( new BufferedWriter( new OutputStreamWriter( connection.getOutputStream())),true) ; } catch(Exception e) { e.printStackTrace() ; } } // public void actionPerformed(ActionEvent event) { String s=txtMasv.getText().trim(); if(event.getSource() == btXem || event.getSource()==txtMasv) { if(txtMasv.getText().length() != 0) { // Gui Request Toi Socket_Server out.println(s) ; // Nhan Du Lieu Gui Tu Socket_Server String st ; taKq.setText("") ; try { while(true) { st = in.readLine() ; Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 76
  77. Đồ án tốt nghiệp 2009 Tìm hiểu lập trình đa luồng trong Java và ứng dụng if(st.equalsIgnoreCase("END")) break ; taKq.append(st+"\n ") ; } } catch(IOException e) { System.out.println(e) ; } } } } } Sinh viên: Nguyễn Thị Hoàng - Khoa CNTT - ĐHDL Hải Phòng 77