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15.5.3 要注意的问题

但必须注意到一些问题。其中一个特别容易忽略：由于Java应用在服务器上是连续运行的，而且会把大多数时间花在Datagram.receive()方法的等候上面，这样便为CPU带来了额外的开销。至少，我在自己的服务器上便发现了这个问题。另一方面，那个服务器上不会发生其他更多的事情。而且假如我们使用一个任务更为繁重的服务器，启动程序用“nice”（一个Unix程序，用于防止进程贪吃CPU资源）或其他等价程序即可解决问题。在许多情况下，都有必要留意象这样的一些应用——一个堵塞的receive()完全可能造成CPU的瘫痪。

第二个问题涉及防火墙。可将防火墙理解成自己的本地网与因特网之间的一道墙（实际是一个专用机器或防火墙软件）。它监视进出因特网的所有通信，确保这些通信不违背预设的规则。

防火墙显得多少有些保守，要求严格遵守所有规则。假如没有遵守，它们会无情地把它们拒之门外。例如，假设我们位于防火墙后面的一个网络中，开始用Web浏览器同因特网连接，防火墙要求所有传输都用可以接受的http端口同服务器连接，这个端口是80。现在来了这个Java程序片NameSender，它试图将一个数据报传到端口8080，这是为了越过“受保护”的端口范围0-1024而设置的。防火墙很自然地把它想象成最坏的情况——有人使用病毒或者非法扫描端口——根本不允许传输的继续进行。

只要我们的客户建立的是与因特网的原始连接（比如通过典型的ISP接驳Internet），就不会出现此类防火墙问题。但也可能有一些重要的客户隐藏在防火墙后，他们便不能使用我们设计的程序。

在学过有关Java的这么多东西以后，这是一件使人相当沮丧的事情，因为看来必须放弃在服务器上使用Java，改为学习如何编写C或Perl脚本程序。但请大家不要绝望。

一个出色方案是由Sun公司提出的。如一切按计划进行，Web服务器最终都装备“小服务程序”或者“服务程序片”（Servlet）。它们负责接收来自客户的请求（经过防火墙允许的80端口）。而且不再是启动一个CGI程序，它们会启动小服务程序。根据Sun的设想，这些小服务程序都是用Java编写的，而且只能在服务器上运行。运行这种小程序的服务器会自动启动它们，令其对客户的请求进行处理。这意味着我们的所有程序都可以用Java写成（100%纯咖啡）。这显然是一种非常吸引人的想法：一旦习惯了Java，就不必换用其他语言在服务器上处理客户请求。

由于只能在服务器上控制请求，所以小服务程序API没有提供GUI功能。这对NameCollector.java来说非常适合，它本来就不需要任何图形界面。

在本书写作时，java.sun.com已提供了一个非常廉价的小服务程序专用服务器。Sun鼓励其他Web服务器开发者为他们的服务器软件产品加入对小服务程序的支持。

15.6 Java与CGI的沟通

Java程序可向一个服务器发出一个CGI请求，这与HTML表单页没什么两样。而且和HTML页一样，这个请求既可以设为GET（下载），亦可设为POST（上传）。除此以外，Java程序还可拦截CGI程序的输出，所以不必依赖程序来格式化一个新页，也不必在出错的时候强迫用户从一个页回转到另一个页。事实上，程序的外观可以做得跟以前的版本别无二致。

代码也要简单一些，毕竟用CGI也不是很难就能写出来（前提是真正地理解它）。所以在这一节里，我们准备办个CGI编程速成班。为解决常规问题，将用C++创建一些CGI工具，以便我们编写一个能解决所有问题的CGI程序。这样做的好处是移植能力特别强——即将看到的例子能在支持CGI的任何系统上运行，而且不存在防火墙的问题。

这个例子也阐示了如何在程序片（Applet）和CGI程序之间建立连接，以便将其方便地改编到自己的项目中。

15.6.1 CGI数据的编码

在这个版本中，我们将收集名字和电子函件地址，并用下述形式将其保存到文件中：

First Last <email@domain.com>;

这对任何E-mail程序来说都是一种非常方便的格式。由于只需收集两个字段，而且CGI为字段中的编码采用了一种特殊的格式，所以这里没有简便的方法。如果自己动手编制一个原始的HTML页，并加入下述代码行，即可正确地理解这一点：

<Form method="GET" ACTION="/cgi-bin/Listmgr2.exe">
<P>Name: <INPUT TYPE = "text" NAME = "name" 
VALUE = "" size = "40"></p>
<P>Email Address: <INPUT TYPE = "text" 
NAME = "email" VALUE = "" size = "40"></p>
<p><input type = "submit" name = "submit" > </p>
</Form>

上述代码创建了两个数据输入字段（区），名为name和email。另外还有一个submit（提交）按钮，用于收集数据，并将其发给CGI程序。Listmgr2.exe是驻留在特殊程序目录中的一个可执行文件。在我们的Web服务器上，该目录一般都叫作“cgi-bin”（注释③）。如果在那个目录里找不到该程序，结果就无法出现。填好这个表单，然后按下提交按钮，即可在浏览器的URL地址窗口里看到象下面这样的内容：

http://www.myhome.com/cgi-bin/Listmgr2.exe?name=First+Last&email=email@domain.com&submit=Submit

当然，上述URL实际显示时是不会拆行的。从中可稍微看出如何对数据编码并传给CGI。至少有一件事情能够肯定——空格是不允许的（因为它通常用于分隔命令行参数）。所有必需的空格都用“+”号替代，每个字段都包含了字段名（具体由HTML页决定），后面跟随一个“=”号以及正式的字段数据，最后用一个“&”结束。

John+%26+Marsha+Smith

也就是说，特殊字符会转换成一个“%”，并在后面跟上它的十六进制ASCII编码。

幸运的是，Java有一个工具来帮助我们进行这种编码。这是URLEncoder类的一个静态方法，名为encode()。可用下述程序来试验这个方法：

//: EncodeDemo.java
// Demonstration of URLEncoder.encode()
import java.net.*;

public class EncodeDemo {
  public static void main(String[] args) {
    String s = "";
    for(int i = 0; i < args.length; i++)
      s += args[i] + " ";
    s = URLEncoder.encode(s.trim());
    System.out.println(s);
  }
} ///:~

该程序将获取一些命令行参数，把它们合并成一个由多个词构成的字串，各词之间用空格分隔（最后一个空格用String.trim()剔除了）。随后对它们进行编码，并打印出来。

为调用一个CGI程序，程序片要做的全部事情就是从自己的字段或其他地方收集数据，将所有数据都编码成正确的URL样式，然后汇编到单独一个字串里。每个字段名后面都加上一个“=”符号，紧跟正式数据，再紧跟一个“&”。为构建完整的CGI命令，我们将这个字串置于CGI程序的URL以及一个“?”后。这是调用所有CGI程序的标准方法。大家马上就会看到，用一个程序片能够很轻松地完成所有这些编码与合并。

15.6.2 程序片

程序片实际要比NameSender.java简单一些。这部分是由于很容易即可发出一个GET请求。此外，也不必等候回复信息。现在有两个字段，而非一个，但大家会发现许多程序片都是熟悉的，请比较NameSender.java。

//: NameSender2.java
// An applet that sends an email address
// via a CGI GET, using Java 1.02.
import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.net.*;
import java.io.*;

public class NameSender2 extends Applet {
  final String CGIProgram = "Listmgr2.exe";
  Button send = new Button(
    "Add email address to mailing list");
  TextField name = new TextField(
    "type your name here", 40),
    email = new TextField(
    "type your email address here", 40);
  String str = new String();
  Label l = new Label(), l2 = new Label();
  int vcount = 0;
  public void init() {
    setLayout(new BorderLayout());
    Panel p = new Panel();
    p.setLayout(new GridLayout(3, 1));
    p.add(name);
    p.add(email);
    p.add(send);
    add("North", p);
    Panel labels = new Panel();
    labels.setLayout(new GridLayout(2, 1));
    labels.add(l);
    labels.add(l2);
    add("Center", labels);
    l.setText("Ready to send email address");
  }
  public boolean action (Event evt, Object arg) {
    if(evt.target.equals(send)) {
      l2.setText("");
      // Check for errors in data:
      if(name.getText().trim()
         .indexOf(' ') == -1) {
        l.setText(
          "Please give first and last name");
        l2.setText("");
        return true;
      }
      str = email.getText().trim();
      if(str.indexOf(' ') != -1) {
        l.setText(
          "Spaces not allowed in email name");
        l2.setText("");
        return true;
      }
      if(str.indexOf(',') != -1) {
        l.setText(
          "Commas not allowed in email name");
        return true;
      }
      if(str.indexOf('@') == -1) {
        l.setText("Email name must include '@'");
        l2.setText("");
        return true;
      }
      if(str.indexOf('@') == 0) {
        l.setText(
          "Name must preceed '@' in email name");
        l2.setText("");
        return true;
      }
      String end = 
        str.substring(str.indexOf('@'));
      if(end.indexOf('.') == -1) {
        l.setText("Portion after '@' must " +
          "have an extension, such as '.com'");
        l2.setText("");
        return true;
      }
      // Build and encode the email data:
      String emailData = 
        "name=" + URLEncoder.encode(
          name.getText().trim()) +
        "&email=" + URLEncoder.encode(
          email.getText().trim().toLowerCase()) +
        "&submit=Submit";
      // Send the name using CGI's GET process:
      try {
        l.setText("Sending...");
        URL u = new URL(
          getDocumentBase(), "cgi-bin/" +
          CGIProgram + "?" + emailData);
        l.setText("Sent: " + email.getText());
        send.setLabel("Re-send");
        l2.setText(
          "Waiting for reply " + ++vcount);
        DataInputStream server =
          new DataInputStream(u.openStream());
        String line;
        while((line = server.readLine()) != null)
          l2.setText(line);
      } catch(MalformedURLException e) {
        l.setText("Bad URl");
      } catch(IOException e) {
        l.setText("IO Exception");
      } 
    }
    else return super.action(evt, arg);
    return true;
  }
} ///:~

CGI程序（不久即可看到）的名字是Listmgr2.exe。许多Web服务器都在Unix机器上运行（Linux也越来越受到青睐）。根据传统，它们一般不为自己的可执行程序采用.exe扩展名。但在Unix操作系统中，可以把自己的程序称呼为自己希望的任何东西。若使用的是.exe扩展名，程序毋需任何修改即可通过Unix和Win32的运行测试。

和往常一样，程序片设置了自己的用户界面（这次是两个输入字段，不是一个）。唯一显著的区别是在action()方法内产生的。该方法的作用是对按钮按下事件进行控制。名字检查过以后，大家会发现下述代码行：

      String emailData = 
        "name=" + URLEncoder.encode(
          name.getText().trim()) +
        "&email=" + URLEncoder.encode(
          email.getText().trim().toLowerCase()) +
        "&submit=Submit";
      // Send the name using CGI's GET process:
      try {
        l.setText("Sending...");
        URL u = new URL(
          getDocumentBase(), "cgi-bin/" +
          CGIProgram + "?" + emailData);
        l.setText("Sent: " + email.getText());
        send.setLabel("Re-send");
        l2.setText(
          "Waiting for reply " + ++vcount);
        DataInputStream server =
          new DataInputStream(u.openStream());
        String line;
        while((line = server.readLine()) != null)
          l2.setText(line);
        // ...

到这时，一些Java的魔力已经开始发挥作用了：如果想同任何URL连接，只需创建一个URL对象，并将地址传递给构建器即可。构建器会负责建立同服务器的连接（对Web服务器来说，所有连接行动都是根据作为URL使用的字串来判断的）。就目前这种情况来说，URL指向的是当前Web站点的cgi-bin目录（当前Web站点的基础地址是用getDocumentBase()设定的）。一旦Web服务器在URL中看到了一个“cgi-bin”，会接着希望在它后面跟随了cgi-bin目录内的某个程序的名字，那是我们要运行的目标程序。程序名后面是一个问号以及CGI程序会在QUERY_STRING环境变量中查找的一个参数字串（马上就要学到）。

我们发出任何形式的请求后，一般都会得到一个回应的HTML页。但若使用Java的URL对象，我们可以拦截自CGI程序传回的任何东西，只需从URL对象里取得一个InputStream（输入数据流）即可。这是用URL对象的openStream()方法实现，它要封装到一个DataInputStream里。随后就可以读取数据行，若readLine()返回一个null（空值），就表明CGI程序已结束了它的输出。

我们即将看到的CGI程序返回的仅仅是一行，它是用于标志成功与否（以及失败的具体原因）的一个字串。这一行会被捕获并置放第二个Label字段里，使用户看到具体发生了什么事情。

1. 从程序片里显示一个Web页

程序亦可将CGI程序的结果作为一个Web页显示出来，就象它们在普通HTML模式中运行那样。可用下述代码做到这一点：

getAppletContext().showDocument(u);

其中，u代表URL对象。这是将我们重新定向于另一个Web页的一个简单例子。那个页凑巧是一个CGI程序的输出，但可以非常方便地进入一个原始的HTML页，所以可以构建这个程序片，令其产生一个由密码保护的网关，通过它进入自己Web站点的特殊部分：

//: ShowHTML.java
import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.net.*;
import java.io.*;

public class ShowHTML extends Applet {
  static final String CGIProgram = "MyCGIProgram";
  Button send = new Button("Go");
  Label l = new Label();
  public void init() {
    add(send);
    add(l);
  }
  public boolean action (Event evt, Object arg) {
    if(evt.target.equals(send)) {
      try {
        // This could be an HTML page instead of
        // a CGI program. Notice that this CGI 
        // program doesn't use arguments, but 
        // you can add them in the usual way.
        URL u = new URL(
          getDocumentBase(), 
          "cgi-bin/" + CGIProgram);
        // Display the output of the URL using
        // the Web browser, as an ordinary page:
        getAppletContext().showDocument(u);
      } catch(Exception e) {
        l.setText(e.toString());
      } 
    }
    else return super.action(evt, arg);
    return true;
  }
} ///:~

URL类的最大的特点就是有效地保护了我们的安全。可以同一个Web服务器建立连接，毋需知道幕后的任何东西。