Socket 笔记

时间  2019-11-17
标签 socket 笔记 栏目 系统网络 繁體版
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1、网络基础知识html

一、两台计算机要经过网络进行通讯，必须具有：java

1）惟一的标识(IP地址)；编程

2）须要共同的语言(协议)；数组

3）辨别不一样应用程序（端口号）。服务器

二、了解相关概念网络

1）IP地址：多线程

每台计算机的惟一标识，用来区分网络中的不一样主机，是两台主机进行网络通讯必不可少的。2）协议：socket

（1）TCP/IP协议：目前世界上应用最为普遍的协议。是以TCP和IP为基础的不一样层次上多个协议的集合。也称为：TCP/IP协议族  或者  TCP/IP协议栈。（TCP: Transmission Control Protocol -- 传输控制协议；IP ：Internet Protocol -- 互联网协议）this

3）CP/IP模型(网络分层)：url

（1）物理层（如网线、网线槽）

（2）数据链路层

（3）网络层

（4）传输层：TCP/IP协议

（5）应用层：HTTP超文本传输协议、FTP文件传输协议、SMTP简单邮件传送协议、Telnet远程登陆服务。

4）端口号：

（1）用于区分不一样的应用程序；

（2）端口号范围为0-65535，其中0-1023为系统所保留；

（3）IP地址和端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通讯链路的终结点，是TCP和UDP的基础。

（4）经常使用端口号-- http: 80;  ftp; 21;  telnet; 23。

5）JAVA中得网络支持。针对网络通讯的不一样层次，Java提供的网络功能有四大类：

（1）InetAddress:用于标识网络上的硬件资源。（ＩＰ地址）

（2）URL：统一资源定位符---经过URL能够直接读取或写入网络上得数据。

（3）Sockets:使用TCP协议实现网络通讯的Socket相关的类。

（4）Datagram:使用UDP协议，将数据保存在数据报中，经过网络进行通讯。

 

2、Java网络相关的API的应用

1、InetAddress类

1）InetAddress类没有构造方法，因此不能直接new出一个对象；但能够经过InetAddress类的静态方法得到InetAddress的对象：如

InetAddress.getLocalHost();

InetAddress.getByName();

2）类主要方法：

String - address.getHostName();

String - address.getHostAddress();

public static InetAddress getByName(String host) throws UnknownHostException

// 在给定主机名的状况下肯定主机的 IP 地址。主机名能够是机器名（如 "java.sun.com"），也能够是其 IP 地址的文本表示形式

3）InetAddress使用示例代码：

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;

/**
 * InetAddress类的基本使用
 */
public class InetAddressDemo {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
		/*
		 * 获取本地主机信息
		 */
		InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
		System.out.println("主机名称" + address.getHostName());
		System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());
		byte[] bytes = address.getAddress(); // 以获取字节数组的形式获取地址
		System.out.println("本身数组形式的ip: " + Arrays.toString(bytes));
		System.out.println(address);// 直接输出InetAddress对象
		System.out.println();
		
		/*
		 *  根据机器名获取InetAddresss实例
		 */
		InetAddress address2 = InetAddress.getByName("Moonlight");
		System.out.println("计算机名：" + address2.getHostName());
		System.out.println("IP地址：" + address2.getHostAddress());
		System.out.println();
		
		/*
		 * 根据IP获取InetAddress实例
		 */
		InetAddress address3 = InetAddress.getByName("192.168.1.102");
		System.out.println("计算机名：" + address3.getHostName());
		System.out.println("IP地址：" + address3.getHostAddress());
		System.out.println();
		
		/*
		 * 获取其它地址
		 */
		InetAddress address4 = InetAddress.getByName("baidu.com");
		System.out.println("计算机名：" + address4.getHostName());
		System.out.println("IP地址：" + address4.getHostAddress());
		System.out.println();
	}
}

二、URL类

1）简介：

（1）URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址

（2）URL由两部分组成：协议名称和资源名称，中间用冒号隔开

（3）在java.net包中，提供了URL类来表示URL

2）使用URL读取网页内容

（1）经过URL对象的openStream()方法能够获得指定资源的输入流

（2）经过输入流能够读取、访问网络上的数据

3）URL类使用示例代码：

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

/**
 * URL经常使用方法
 */
public class URLDemo {
	public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
		// 建立URL实例
		URL url = new URL("http://www.baidu.com");
		URL url2 = new URL(url, "/index.html?uname=1#test"); // 在原有的URL资源上再建立URL实例，#后面表示锚点
		System.out.println("协议" + url2.getProtocol());
		System.out.println("主机" + url2.getHost());
		// 若是未指定端口号，则使用默认的端口号，此时getPort()返回-1
		System.out.println("端口" + url2.getPort());
		System.out.println("文件路径" + url2.getPath());
		System.out.println("文件名称：" + url2.getFile());
		System.out.println("相对路径" + url2.getRef());
		System.out.println("查询字符串" + url2.getQuery());
	}
}

 

3、Socket实现TCP编程

一、Socket通讯模型

 

1）上图的通讯模型的顺序为：

（1）先创建服务端监听Soket，等待客户端请求。

（2）客户端建立socket，向服务端发送请求。

（3）服务端接收请求，并建立链接socket到此步骤时，服务端与客户端创建了链接。

（4）服务端和客户端开始通讯（InputStream、OutputStream）。

（5）最后关闭socket与相关资源。

二、Socket实现TCP编程通讯的实现步骤

1）服务端：

（1）建立ServerSocket对象，绑定监听端口

（2）经过accept()方法监听客户端的请求

（3）创建链接后，经过输入流读取客户端发送的请求信息

（4）经过输出流向客户端发送相应信息

（5）关闭相关资源

代码示例：

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 服务端
 * 基于TCP协议的Socket通讯 -- 单线程
 */
public class TCPServer {
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			// 1.建立一个服务器端Socket，即ServerSocket,指定绑定的端口，并监听
			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
			// 2.调用accept()方法开始监听，等待客户端的链接
			System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的链接***");
			Socket socket = serverSocket.accept();
			// 3.获取输入流，并读取客户端信息
			InputStream is = socket.getInputStream();
			InputStreamReader irs = new InputStreamReader(is);
			BufferedReader br = new BufferedReader(irs);
			String info = null;
			while((info=br.readLine()) != null){
				System.out.println("服务器接收到消息：" + info);
			}
			socket.shutdownInput();//关闭输入流
			// 4.获取输出流，响应客户端请求
		    OutputStream os = socket.getOutputStream();
			PrintWriter pw = new PrintWriter(os);// 包装为打印流
			pw.write("终于等到你！");
			pw.flush();
			
			// 5.关闭资源
			pw.close();
			os.close();
			br.close();
			irs.close();
			is.close();
			socket.close();
			serverSocket.close();
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

2）客户端：

（1）建立Socket对象，指明须要链接的服务器的地址和端口号

（2）链接创建后，经过输出流向服务器端发送请求信息

（3）经过输入流获取服务器相应的信息

（4）关闭相关资源

代码示例：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

/**
 * 客户端
 * 基于TCP协议的Socket通讯
 */
public class TCPClient {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			// 1.建立客户端Socket，指定服务器地址和端口
			Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
			
			// 2.获取输出流，向服务器端发送信息
			OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
			PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
			pw.write("客户端发信息来啦~~");
			pw.flush();
			socket.shutdownOutput();// 关闭输出流
			
			// 3.获取输入流，并读取服务器端的响应信息
			InputStream is =  socket.getInputStream();
			BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
			String info = null;
			while((info=br.readLine()) != null){
				System.out.println("客户端接收到信息：" + info);
			}
			
			// 4.关闭资源
			br.close();
			is.close();
			pw.close();
			os.close();
			socket.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

三、应用多线程来实现服务器与多客户端之间的通讯的基本基本步骤

（1）服务器端建立ServerSocket，循环调用accept()等待客户端链接

（2）客户端建立一个socket并请求和服务器端链接

（3）服务器端接收客户端请求，建立socket与该客户创建专线链接

（4）创建链接的两个socket在一个单独的线程上对话

（5）服务器端继续等待新的链接

代码示例：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 服务端
 * 基于TCP协议的Socket通讯 -- 多线程实现多客户的通讯
 */
public class TCPServerMulConnection {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			// 建立一个服务器端Socket，即ServerSocket,指定绑定的端口，并监听
			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
			// 调用accept()方法开始监听，等待客户端的链接
			System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的链接***");
			Socket socket = null;
			int count = 0; // 记录客户端的链接
			// 循环监听等待客户端的链接
			while (true) {
				// 调用accept()方法开始监听，等待客户端的链接
				socket = serverSocket.accept();
				// 建立一个新的线程
				ServerThreadHelper serverThread = new ServerThreadHelper(socket);
				//serverThread.setPriority(4); //可设置线程优先级（优先级默认为5，数字越小，优先级越低；未设置优先级可能致使运行时速度很是慢，可适当下降）
				// 启动线程
				serverThread.start();
				count++; // 统计客户端的数量
				InetAddress address = socket.getInetAddress();
				System.out.println("第 " + count + " 个客户端链接成功！此客户端的ip为：" + address.getHostAddress());
			}
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}


/**
 * 服务器端线程处理类
 */
class ServerThreadHelper extends Thread{
	// 和本线程相关的socket
	Socket socket = null;
	
	public ServerThreadHelper(Socket socket){
		this.socket = socket;
	}
	
	// 线程执行的操做，响应客户端请求
	public void run(){
		
		InputStream is = null;
		InputStreamReader irs = null;
		BufferedReader br = null;
		OutputStream os = null;
		PrintWriter pw = null;
		try {
			// 1.获取输入流，并读取客户端信息
			is = socket.getInputStream();
			irs = new InputStreamReader(is);
			br = new BufferedReader(irs);
			String info = null;
			while((info=br.readLine()) != null){
				System.out.println("服务器接收到消息：" + info);
			}
			socket.shutdownInput();//关闭输入流
			// 2.获取输出流，响应客户端请求
			os = socket.getOutputStream();
			pw = new PrintWriter(os);
			pw.write("终于等到你！");
			pw.flush();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			// 3.关闭资源
			try {
				if (pw!=null) {
					pw.close();
				}
				if (os!=null) {
					os.close();
				}
				if (br!=null) {
					br.close();
				}
				if (irs!=null) {
					irs.close();
				}
				if (is!=null) {
					is.close();
				}
				if (socket!=null) {
					socket.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
	}
}

 

4、Socket实现UDP编程

一、UDP编程简介

（1）UDP协议（用户数据报协议）是无链接、不可靠、无序的，特色是速度比较快

（2）进行数据传输时，首先要将要传输的数据定义成数据报（Datagram)，在数据报中指明数据所要达到的Socket（主机地址和端口号）,而后再将数据报发送出去

（3）相关的操做类：DatagramPacket:表示数据报包 DatagramSocket:进行端到端通讯的类

二、Socket实现UDP编程

1）服务器端实现步骤

（1）建立DatagramSocket，指定端口号

（2）建立DatagramPacket，用于接收客户端请求

（3）接收客户端发送的数据信息

（4）读取数据

（5）关闭资源

示例代码：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

/**
 * 服务端
 * 基于UDP实现Socket通讯
 */
public class UDPServer {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		/*
		 * 接收客户发送的数据
		 */
		// 1.建立服务器端DatagramSocket，指定端口
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8800);
		// 2.建立数据报，用于接收客户端发送的数据
		byte[] data = new byte[1024];
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
		// 3.接收客户端发送的数据
		System.out.println("服务器已启动，等待接收数据报中……");
		socket.receive(packet); // 此方法在接收到数据报以前会一直阻塞
		// 4.读取数据
		String info = new String(data, 0, packet.getLength());
		System.out.println("服务器接收到了新信息：" + info);
		
		/*
		 * 向客户端响应数据
		 */
		// 1.定义
		InetAddress address = packet.getAddress();
		int port = packet.getPort();
		byte[] data2 = "服务器已经收到信息啦~".getBytes();
		// 2.建立数据报，包含响应的数据信息
		DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
		// 3.发送数据，返回給客户端
		socket.send(packet2);
		// 4.关闭资源
		socket.close();
	}

}

2）客户端实现步骤

（1）定义发送信息

（2）建立DatagramPacket,包含将要发送的信息

（3）建立DatagramSocket

（4）发送数据（经过DatagramSocket发送）

（5）关闭资源

示例代码：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * 客户端
 * 基于UDP实现Socket通讯
 */
public class UDPClient {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		/*
		 * 发送消息给服务端
		 */
		// 1.定义服务器的地址、端口号、数据报
		InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
		int port = 8800;
		byte[] data = "你好！我是客户端。".getBytes();
		// 2.建立数据报，包含发送的数据信息
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
		// 3.建立DatagramSocket对象
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
		// 4.向服务器端发送数据报
		socket.send(packet);
		
		/*
		 * 接收服务端响应
		 */
		// 1.建立数据报，用于接收服务器端响应的数据
		byte[] data2 = new byte[1024];
		DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
		// 2.接收服务器响应的数据
		socket.receive(packet2);
		// 3.读取数据
		String reply = new String(data2, 0, packet2.getLength());
		System.out.println("客户端接收到新信息：" + reply);
		// 4.关闭资源
		
	}

}

 

5、Socket实现UDP编程

一、使用多线程编写网络程序时，能够将线程的优先级下降，线程的优先级默认是五，数字越小，优先级越低；未设置优先级可能致使运行时速度很是慢，可适当下降。

二、对于同一个socket，若是关闭了输出流，则与该输出流相关的socket也会被关闭，因此通常不用关闭流，直接关闭socet便可。

三、能够将一个对象序列化以后，经过流的方式在网络上传输

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);

oos.writeObject(User);

四、网络上传输文件，也是将文件转换为流，经过流的方式在网络上传输

BufferedOutputStream  fos = new  BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("d://")));
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