访问控制远程文件

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Primary Practice h62

构造一个用户通过 socket 访问和控制远程文件的项目

开始理解的时候感觉很困难，但实际上就是一个文件操作的实验，套了一个 socket 的壳。

和 h60 类似，请确保你已经理解 h60。

先来看一下目录结构：

  • MyRemoteFile 远程文件类，是远程主机下的文件
  • MyHost 远程主机，即客户端，向服务器发出操作文件的请求
  • MyDaemon 监听类，即服务器端，接收客户端请求，直接操作文件
  • MyDaemonConfigVo 服务器配置
  • my_user.txt 存放用户名和口令，MyHost 登录需要
  • Test 测试文件

实际上，先配置好服务器，创建监听线程，用于响应主机的请求。然后创建远程主机，根据远程主机和路径访问并控制远程文件。

0x00 MyDaemonConfigVo

服务器配置。

在这里，服务器就是可以直接操作本地文件的一层。根据 Test，配置项有本地文件目录、端口号和用户信息。其中用户信息可以直接在这里读文件转换为字符串列表（不用 Map）。

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private String root;
private int port;
private List<String> users = new ArrayList<>();

然后创建对应的 setter 和 getter。

读取文件的经典方法：

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private List<String> readLines(String filePath) throws IOException {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    String line;
    Reader reader = new FileReader(filePath);
    LineNumberReader lineReader = new LineNumberReader(reader);

    while (true) {
        line = lineReader.readLine();
        if (line == null) {
            break;
        }
        if (line.trim().length() == 0 || line.startsWith("#")) {
            continue;
        }
        result.add(line);
    }
    return result;
}

0x01 MyDaemon

监听类，服务器端，继承 Thread。

创建时直接将服务器配置传过来，直接保存三个配置项：

  • 本地路径，直接存字符串
  • 端口号，直接创建一个 SocketServer
  • 用户信息，直接存字符串列表
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private final ServerSocket server;
private Socket socket;
private BufferedReader in;
private PrintWriter out;
private final String root;
private final List<String> users;

public MyDaemon(MyDeamonConfigVo config) throws IOException {
   server = new ServerSocket(config.getPort());
   socket = null;
   root = config.getRoot();
   users = config.getUsers();
   in = null;
   out = null;
}

重写 run，循环从输入流读入并用 readLine 分析（进一步直接操作本地文件）：

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@Override
public void run() {
    try {
        socket = server.accept();
        in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        while (true) {
            String line = in.readLine();
            readLine(line);
            if (1 == 0) {// 这里的条件应该是程序结束的条件，没想好怎么写
                break;
            }
        }
        in.close();
        out.close();
        socket.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

其中 readLine 是自己写的，在下文和客户端放在一起叙述。

0x02 MyHost

远程主机，客户端，需要向输出流写各种操作文件的请求，在服务器那边处理，再从输入流读入服务器输出的内容。

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private String ip;
private int port;
private String username;
private String password;
private boolean valid;
private Socket socket;
private BufferedReader in;
private PrintWriter out;

public MyHost() {
    super();
    socket = null;
    in = null;
    out = null;
    valid = false;
}

远程主机需要登录，即输入 用户名\t口令 到服务器端判断：

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public void login() throws IOException {
    socket = new Socket(ip, port);
    in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    writeLine("login" + username + "\t" + password);
    /**
     * in.readLine() doesn't have "\r\n"
     */
    valid = "success".equals(in.readLine());
}

public boolean isInvalid() {
    return !valid;
}

0x03 MyRemoteFile -> MyHost -> MyDaemon

MyRemoteFile 是远程文件类，需要一个远程主机再加上路径才能创建一个远程文件。

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private final MyHost host;
private final String path;

public MyRemoteFile(MyHost host, String path) throws IOException {
    /**
     * 这里不能直接login，因为不只调用这个类一次，不能每次都login
     */
    if (host.isInvalid()) {// 如果主机当前是无效的，意味着主机未登录或者用户名口令不匹配
        host.login();
        if (host.isInvalid()) {
            throw new IOException("host login failed!");
        }
    }
    this.host = host;
    this.path = path;
}

根据 Test，需要实现的功能有：

  • 登录
  • 列出子目录和文件
  • 判断文件类型
  • 获取远程文件路径（只需返回 path）
  • 写入文件
  • 删除文件
  • 获取文件大小
  • 检查文件是否存在

实现的过程，就是远程文件调用远程主机的方法，向监听发送请求，监听对远程主机的请求作出相应，远程主机根据响应来返回值。这里服务器端（监听）和客户端（远程主机）需要遵从一个协议，即：

操作类型 格式
登录 “login” + username + “\t” + password
列出子目录和文件 “getAscDir” + path
判断文件类型 “type” + path
写入文件 “write” + path + “:” + content
删除文件 “delete” + path
获取文件大小 “length” + path
检查文件是否存在 “exist” + path

为简化输出，定义方法 writeLine：

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private void writeLine(String line) {
    out.write(line + "\r\n");
    out.flush();
}

举例：为实现登录操作，客户端需要：

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writeLine("login" + username + "\t" + password);

服务器端需要：

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if (line.startsWith("login")) {
    checkLogin(line.substring(5));// 取"login"后面的内容
}

...

private void checkLogin(String line) {
  String result = "failed";
  for (String user: users) {
    if (line.equals(user)) {
      result = "success";
      break;
    }
  }
  writeLine(result);
}

如上文所叙述，服务器端始终用 readLine 方法处理所有请求：

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private void readLine(String line) throws IOException {
    if (line.startsWith("login")) {
        checkLogin(line.substring(5));
    } else if (line.startsWith("getAscDir")) {
        listFiles(line.substring(9));
    } else if (line.startsWith("type")) {
        getFileType(line.substring(4));
    } else if (line.startsWith("write")) {
        writeFile(line.substring(5));
    } else if (line.startsWith("delete")) {
        delete(line.substring(6));
    } else if (line.startsWith("length")) {
        getLength(line.substring(6));
    } else if (line.startsWith("exist")) {
        isExist(line.substring(5));
    }
}

登录

如上文所叙述，创建一个远程文件时需要登录主机，主机登录时依照协议向服务器端写入用户名和口令。

服务器判断请求为“登录”操作，执行 checkLogin，遍历用户信息字符串列表，存在则写出 "success" 否则 "failed"，客户端根据服务器的响应修改 valid 状态。

列出子目录和文件

远程文件类：

直接调用远程主机的方法。

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public MyRemoteFile[] dirByNameAsc() throws IOException, InterruptedException {
    return host.getDirByNameAsc(path);
}

远程主机类：

发出请求后，服务器先发来文件个数，据此创建远程文件数组；服务器再依次发来文件路径，据此创建每一个远程文件。

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public MyRemoteFile[] getDirByNameAsc(String path) throws IOException, InterruptedException {
    writeLine("getAscDir" + path);
    int count = Integer.parseInt(in.readLine());
    MyRemoteFile[] result = new MyRemoteFile[count];
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        result[i] = new MyRemoteFile(this, in.readLine());
    }
    return result;
}

监听类：

根据请求得到文件列表，然后按照名称顺序排序，先输出文件个数再依次输出远程文件路径（远程文件根目录路径+文件名，如果是目录则再加上 /）。

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private void listFiles(String filepath) {
    List<File> files = getFiles(filepath);
    List<File> resortFiles = sortFiles(files);
    writeLine(String.valueOf(resortFiles.size()));
    for (File resortFile : resortFiles) {
        String path = filepath + resortFile.getName();
        if (!resortFile.isFile()) {
            path += "/";
        }
        writeLine(path);
    }
}

private List<File> getFiles(String filepath) {
    List<File> result = new ArrayList<>();
    File file = new File(root + filepath);
    if (!file.isFile()) {
        File[] files = file.listFiles();
        if (files != null) {
            result.addAll(Arrays.asList(files));
        }
    } else {
        result.add(file);
    }
    return result;
}

private List<File> sortFiles(List<File> fileList) {
    List<File> result = new ArrayList<>();
    List<File> files = new ArrayList<>();
    List<File> dirs = new ArrayList<>();

    for (File file: fileList) {
        if (file.isFile()) {
            files.add(file);
        } else {
            dirs.add(file);
        }
    }
    /**
     * it will be changed
     */
    int dirCount = dirs.size();
    int fileCount = files.size();

    for (int i = 0; i < dirCount; i++) {
        File dir = dirs.get(0);
        for (File file: dirs) {
            if (dir.getAbsolutePath().compareTo(file.getAbsolutePath()) > 0) {
                dir = file;
            }
        }
        result.add(dir);
        dirs.remove(dir);
    }
    for (int i = 0; i < fileCount; i++) {
        File file = files.get(0);
        for (File file1: files) {
            if (file.getAbsolutePath().compareTo(file1.getAbsolutePath()) >= 0) {
                file = file1;
            }
        }
        result.add(file);
        files.remove(file);
    }
    return result;
}

判断文件类型

远程文件类：

规定一个文件如果是目录则返回 0，如果是文件则返回 1，否则返回 -1。

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public boolean isDirectory() throws IOException {
    return host.getType(path) == 0;
}

public boolean isFile() throws IOException {
    return host.getType(path) == 1;
}

远程主机类：

规定一个文件如果是目录则输出 "dir"，如果是文件则输出 "file"。

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public int getType(String path) throws IOException {
    writeLine("type" + path);
    String type = in.readLine();
    if ("file".equals(type)) {
        return 1;
    } else if ("dir".equals(type)) {
        return 0;
    } else {
        return -1;
    }
}

监听类：

根据路径创建本地文件对象，判断文件类型。

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private void getFileType(String filepath) {
    File file = new File(root + filepath);
    if (file.isFile()) {
        writeLine("file");
    } else {
        writeLine("dir");
    }
}

获取远程文件路径

远程文件类：

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public String getPathFileName() {
    return path;
}

写入文件

远程文件类：

直接调用远程主机，传入路径和文件内容。

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public void writeByBytes(byte[] bytes) {
    host.writeByBytes(path, bytes);
}

远程主机类：

根据字节数组创建字符串。

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public void writeByBytes(String path, byte[] bytes) {
    String content = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
    writeLine("write" + path + ":" + content);
}

监听类：

根据格式分离路径和文件内容，文件不存在则新建文件，然后通过文件输出流输出文件内容。

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private void writeFile(String pathAndContent) throws IOException {
    String[] pathContent = pathAndContent.split(":");
    String path = pathContent[0];
    String content = pathContent[1];
    File file = new File(root + path);
    if (!file.exists()) {
        if (file.createNewFile()) {
            FileOutputStream outFileStream = new FileOutputStream(file);
            outFileStream.write(content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            outFileStream.flush();
        }
    }
}

删除文件

远程文件类：

直接调用远程主机。

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public void delete() {
    host.delete(path);
}

远程主机类：

按照格式发送请求。

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public void delete(String path) {
    writeLine("delete" + path);
}

监听类：

由于客户端没有读取操作，这里也不能输出。

file.delete() 是有返回值的。

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private void delete(String filepath) {
    File file = new File(root + filepath);
    /**
     * write must be read
     */
    if (file.delete()) {
    }
}

获取文件大小

远程文件类：

直接调用远程主机。

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public int length() throws IOException {
    return host.getLength(path);
}

远程主机类：

按照格式发送请求，将返回的字符串转换为数字。

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public int getLength(String path) throws IOException {
    writeLine("length" + path);
    String len = in.readLine();
    return Integer.parseInt(len);
}

监听类：

根据路径新建文件，若存在则输出文件大小（转换为字符串），否则输出 "0"。

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private void getLength(String filepath) {
    File file = new File(root + filepath);
    if (file.exists()) {
        writeLine(String.valueOf(file.length()));
    } else {
        writeLine("0");
    }
}

检查文件是否存在

远程文件类：

直接调用远程主机。

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public boolean exists() throws IOException {
    return host.isExist(path);
}

远程主机类：

按照格式发送请求，对服务器输出的结果进行判断。

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public boolean isExist(String path) throws IOException {
    writeLine("exist" + path);
    String result = in.readLine();
    return "exist".equals(result);
}

监听类：

新建文件，判断是否在本地存在。

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private void isExist(String filepath) {
    File file = new File(root + filepath);
    if (file.exists()) {
        writeLine("exist");
    } else {
        writeLine("not exist");
    }
}