基于Http协议的Java隧道通讯

Z时代
2024-01-10
分类：IT

摘要

基于Java平台的企业应用可以通过Java隧道技术实现应用在因特网上部署。Java隧道技术用现有的Web Server和Servlet容器就可以建立Java消息隧道和远程方法调用。由于基于Http协议，所以Java隧道是防火墙透明的隧道。Java隧道技术对于基于Java平台的因特网企业应用是一个不错的选择。

1．引言

在以因特网为基础的企业应用中，穿越防火墙是企业应用系统必须面对的问题。而Http协议是唯一一个可以在因特网中自由来往的协议，防火墙只有对Http访问是透明的，其它协议都会被挡在防火墙之外。Web Service正是基于这个原因，采用Http完成异构企业应用在因特网上的整合。本文提出一个方案，可以使基于Java平台的企业应用不必等待Web Service的渐渐成熟，而利用Java隧道技术实现在因特网上的企业应用部署。

Java隧道技术不是一个新的技术，它是Java对象序列化和Web技术的结合。2001年笔者就曾经做过基于Java隧道的试验。关于Java Servlet的书籍也有对Java隧道技术的相关论述（参考文献[2]）。本文首先回顾一下Java隧道技术的基本原理，再通过一个实例来实现它。以此为后面的Java隧道回调技术和基于Java隧道技术的因特网通讯打下基础。

本文的内容可以用于Java Web Start客户端在因特网上的部署，可以用于利用因特网互连的Java应用服务。

2．Java隧道通讯

Web Service技术中的SOAP协议（Simple Object Application Protocol），简单的说是把对象用XML来序列化和反序列化的协议。XML表述的好处就是平台的独立性，不管对象在不同的平台中表现的形式是什么样的，最终都可以用XML来实现对象的互换。并且，基于Http协议的Web Service可以穿越防火墙。 Web Service技术整合因特网上的应用是它的强项。Web Service技术是一个很好的创意，包括IBM，Microsoft，Sun等公司都极力推出自己的相关产品。我们可以说，在未来的异构平台的集成，B2B应用中，Web Service将发挥重要的作用。

然而，对于Java平台的企业应用，你可以用Web Service相同的原理，利用Java平台的对象序列化，再借助Web技术，完成因特网上的应用部署。这样的技术就是Java的隧道技术。因为这个技术都是利用现有的基础技术来实现的，所以可以非常容易的完成系统的构架。当然Java隧道与Web Service的定位是完全不同的，他们应该用在不同的场合。Web Service更加强大，更加通用化，是一套新兴的互相访问的标准。也正是由于Web Service的强大，所以它也更复杂。回答下面的问题，来看看你需要哪种技术来构架你的应用：

1．互连的系统是否都是Java平台？

2．是否要在Internet上部署？

3．是否要穿越防火墙？

如果第一个问题的答案是"否"，其它问题回答"是"，那么你别无选择，必须用Web Server技术；如果以上的问题的回答都是"是"的话，你可以用Web Service来构架系统，当然，你也可以用更便捷，简单，高效的Java隧道技术。

Java隧道技术的基本构架如下图。Java隧道系统的通讯构架，由Web Server提供Http服务，Servlet容器处理Java序列化对象。对于这样的一个框架，我们可以用常见的Tomcat，Jetty等软件作为Java隧道技术的运行基础环境。

Java隧道技术的基本工作原理是这样的：首先，Java客户端把对象序列化，用Http协议包装序列化对象的字节流在Internet上传播，透过防火墙，提交到Web Server上。Servlet容器把Http协议剥离开，取出序列化的对象，再反序列化这个java对象，传递给后台的应用。

整个工作过程，就是把Java序列化对象，通过Http协议的包装完成在Internet上的通讯。由于Java序列化技术是Java 1.1版本后内置的功能，只要实现java.io.Serializable接口就可以实现。而集成Web Server的Servlet容器更是有好多实现，这里也不乏开源的优秀产品，如Tomcat，Jetty等。这些都体现了Java隧道技术构架的简便性。

下面我们通过一根例子来看看Java隧道技术是如何具体实现的。

3．实例

这里我们选择Jetty（Jetty 4.2.21）作为Web Server和Java Servlet的运行容器。编写普通的Java应用程序TunnelClient作为java隧道的客户端。编写Servlet程序TunnelServer作为java隧道的服务端。如下图，运行java隧道客户端程序，在程序内部调用隧道服务http://127.0.0.1:8080/servlets/servlet/TunnelServer。从服务器返回对象，对象内容打印在控制台上。

如下图，是Jetty服务器中TunnelServer的运行情况，我们可以看到TunnelServer从客户端获得的对象内容的屏幕打印。

从下面隧道服务器程序TunnelServer的代码中我们可以看到，隧道服务首先是一个Servlet程序，TunnelServer继承于java.servlet.HttpServlet。隧道中的对象传递是通过java.io.ObjectInputStream, java.io.ObjectOutStream来实现的。被传递的对象，首先必须是可以序列化的对象，就是说必须实现java.io.Serializable接口。例子代码中的Msg类就是一个实现了java.io.Serializable接口的类。Msg对象通过java.io.ObjectInputStream, java.io.ObjectOutStream实现了对象的远程传递。由于TunnelServer继承于java.servlet.HttpServlet，所以对象的传递是基于Http协议的。对象的远程传递可以透过防火墙正是因为通过Http协议传输的结果。

从下面隧道客户端程序TunnelClient的代码中我们可以看到，其工作原理与Java隧道服务端的完全相同。客户端的java.io.ObjectInputStream,，java.io.ObjectOutStream分别对应服务端的java.io.ObjectOutStream ，java.io.ObjectInputStream。客户端与服务端形成了一个对象传输的管道。

在Java隧道中我们可以增加加密技术来保证传递信息在Internet上的安全传递。在对象进入通道之前，可以用加密密钥对对象流先加密（我们假设用非对称加密算法，当然可以根据加密强度的要求用不同的加密算法和密钥长度），再送入通道中；在接收到加密对象流之后，先用解密密钥对对象流解密，再还原为对象实例。

这里要注意，无论是在服务端还是在客户端，都必须包含Msg类的Class文件，而且Msg在两端必须要一致。因为隧道的一端要实例化Msg对象，另一端要从IO中获得对象流，再用Msg类来造型（Cast）。

4．结束语

Java隧道技术如此简单，无论是代码的编写，还是运行环境的组建，都非常容易。正是因为Java隧道技术的简单性，才使我们可以方便的把这个技术集成到应用系统中。然而，简洁不代表功能的简单，基于这个技术，可以实现基于Http的对象消息传递和远程方法调用，并且穿越防火墙。Java隧道技术为Java平台的应用在因特网上的部署提供了一个简单，高效的方案。