Java Socket编程----通讯是这样炼成的

时间 2019-11-11

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Java最初是做为网络编程语言出现的，其对网络提供了高度的支持，使得客户端和服务器的沟通变成了现实，而在网络编程中，使用最多的就是Socket。像你们熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相关的技术。下面就让咱们一块儿揭开Socket的神秘面纱。html

Socket编程

1、网络基础知识（参考计算机网络）

关于计算机网络部分能够参考相关博客：

《TCP/IP协议栈及OSI参考模型详解》

http://wangdy.blog.51cto.com/3845563/1588379

一、两台计算机间进行通信须要如下三个条件：

IP地址、协议、端口号

二、TCP/IP协议：

是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，也成TCP/IP协议族、或TCP/IP协议栈

TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议

IP：Internet Protocol 互联网协议

三、TCP/IP五层模型

应用层：HTTP、FTP、SMTP、Telnet等

传输层：TCP/IP

网络层：

数据链路层：

物理层：网线、双绞线、网卡等

四、IP地址

为实现网络中不一样计算机之间的通讯，每台计算机都必须有一个惟一的标识---IP地址。

32位二进制

五、端口

区分一台主机的多个不一样应用程序，端口号范围为0-65535，其中0-1023位为系统保留。

如：HTTP：80 FTP：21 Telnet：23

IP地址+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

六、Socket套接字：

网络上具备惟一标识的IP地址和端口组合在一块儿才能构成惟一能识别的标识符套接字。

Socket原理机制：

通讯的两端都有Socket

网络通讯其实就是Socket间的通讯

数据在两个Socket间经过IO传输

七、Java中的网络支持

针对网络通讯的不一样层次，Java提供了不一样的API，其提供的网络功能有四大类：

InetAddress:用于标识网络上的硬件资源，主要是IP地址

URL：统一资源定位符，经过URL能够直接读取或写入网络上的数据

Sockets：使用TCP协议实现的网络通讯Socket相关的类

Datagram:使用UDP协议，将数据保存在用户数据报中，经过网络进行通讯。

2、InetAddress

InetAddress类用于标识网络上的硬件资源，标识互联网协议(IP)地址。

该类没有构造方法

1 //获取本机的InetAddress实例
2 InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();
3 address.getHostName();//获取计算机名
4 address.getHostAddress();//获取IP地址
5 byte[] bytes = address.getAddress();//获取字节数组形式的IP地址,以点分隔的四部分
6 
7 //获取其余主机的InetAddress实例
8 InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其余主机名");
9 InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址");

3、URL类

一、URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址，协议名：资源名称

 1 //建立一个URL的实例
 2 URL baidu =new URL("http://www.baidu.com");
 3 URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");//？表示参数，#表示锚点
 4 url.getProtocol();//获取协议
 5 url.getHost();//获取主机
 6 url.getPort();//若是没有指定端口号，根据协议不一样使用默认端口。此时getPort()方法的返回值为 -1
 7 url.getPath();//获取文件路径
 8 url.getFile();//文件名，包括文件路径+参数
 9 url.getRef();//相对路径，就是锚点，即#号后面的内容
10 url.getQuery();//查询字符串，即参数

二、使用URL读取网页内容

经过URL对象的openStream()方法能够获得指定资源的输入流，经过流可以读取或访问网页上的资源

 1 //使用URL读取网页内容
 2 //建立一个URL实例
 3 URL url =new URL("http://www.baidu.com");
 4 InputStream is = url.openStream();//经过openStream方法获取资源的字节输入流
 5 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");//将字节输入流转换为字符输入流,若是不指定编码，中文可能会出现乱码
 6 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//为字符输入流添加缓冲，提升读取效率
 7 String data = br.readLine();//读取数据
 8 while(data!=null){
 9 System.out.println(data);//输出数据
10 data = br.readerLine();
11 }
12 br.close();
13 isr.colose();
14 is.close();

4、TCP编程

一、TCP协议是面向链接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据，经过三次握手方式创建链接，造成传输数据的通道，在链接中进行大量数据的传输，效率会稍低

二、Java中基于TCP协议实现网络通讯的类

客户端的Socket类

服务器端的ServerSocket类

三、Socket通讯的步骤

① 建立ServerSocket和Socket

② 打开链接到Socket的输入/输出流

③ 按照协议对Socket进行读/写操做

④ 关闭输入输出流、关闭Socket

四、服务器端：

① 建立ServerSocket对象，绑定监听端口

② 经过accept()方法监听客户端请求

③ 链接创建后，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乡音信息

⑤ 关闭相关资源

 1 /**
 2  * 基于TCP协议的Socket通讯，实现用户登陆，服务端
 3 */
 4 //一、建立一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
 5 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口
 6 //二、调用accept()方法开始监听，等待客户端的链接
 7 Socket socket = serverSocket.accept();
 8 //三、获取输入流，并读取客户端信息
 9 InputStream is = socket.getInputStream();
10 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);
11 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);
12 String info =null;
13 while((info=br.readLine())!=null){
14 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info)；
15 }
16 socket.shutdownInput();//关闭输入流
17 //四、获取输出流，响应客户端的请求
18 OutputStream os = socket.getOutputStream();
19 PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
20 pw.write("欢迎您！");
21 pw.flush();
22 
23 
24 //五、关闭资源
25 pw.close();
26 os.close();
27 br.close();
28 isr.close();
29 is.close();
30 socket.close();
31 serverSocket.close();

五、客户端：编程

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，经过输出流想服务器端发送请求信息

③ 经过输入流获取服务器响应的信息

④ 关闭响应资源

 1 //客户端
 2 //一、建立客户端Socket，指定服务器地址和端口
 3 Socket socket =newSocket("localhost",10086);
 4 //二、获取输出流，向服务器端发送信息
 5 OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
 6 PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//将输出流包装成打印流
 7 pw.write("用户名：admin；密码：123");
 8 pw.flush();
 9 socket.shutdownOutput();
10 //三、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
11 InputStream is = socket.getInputStream();
12 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
13 String info = null;
14 while((info=br.readLine())!null){
15  System.out.println("我是客户端，服务器说："+info);
16 }
17 
18 //四、关闭资源
19 br.close();
20 is.close();
21 pw.close();
22 os.close();
23 socket.close();

六、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通讯数组

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 服务器端接受苦读段请求，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

 1 //服务器线程处理
 2 //和本线程相关的socket
 3 Socket socket =null;
 4 //
 5 public serverThread(Socket socket){
 6 this.socket = socket;
 7 }
 8 
 9 publicvoid run(){
10 //服务器处理代码
11 }
12 
13 //============================================
14 //服务器代码
15 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);
16 Socket socket =null;
17 int count =0;//记录客户端的数量
18 while(true){
19 socket = serverScoket.accept();
20 ServerThread serverThread =newServerThread(socket);
21  serverThread.start();
22  count++;
23 System.out.println("客户端链接的数量："+count);
24 }

5、UDP编程

UDP协议（用户数据报协议）是无链接的、不可靠的、无序的,速度快

进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报（Datagram），大小限制在64k，在数据报中指明数据索要达到的Socket（主机地址和端口号），而后再将数据报发送出去

DatagramPacket类:表示数据报包

DatagramSocket类：进行端到端通讯的类

一、服务器端实现步骤

① 建立DatagramSocket，指定端口号

② 建立DatagramPacket

③ 接受客户端发送的数据信息

④ 读取数据

 1 //服务器端，实现基于UDP的用户登陆
 2 //一、建立服务器端DatagramSocket，指定端口
 3 DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010);
 4 //二、建立数据报，用于接受客户端发送的数据
 5 byte[] data =newbyte[1024];//
 6 DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length);
 7 //三、接受客户端发送的数据
 8 socket.receive(packet);//此方法在接受数据报以前会一致阻塞
 9 //四、读取数据
10 String info =newString(data,o,data.length);
11 System.out.println("我是服务器，客户端告诉我"+info);
12 
13 
14 //=========================================================
15 //向客户端响应数据
16 //一、定义客户端的地址、端口号、数据
17 InetAddress address = packet.getAddress();
18 int port = packet.getPort();
19 byte[] data2 = "欢迎您！".geyBytes();
20 //二、建立数据报，包含响应的数据信息
21 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);
22 //三、响应客户端
23 socket.send(packet2);
24 //四、关闭资源
25 socket.close();

二、客户端实现步骤服务器

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

 1 //客户端
 2 //一、定义服务器的地址、端口号、数据
 3 InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost");
 4 int port =10010;
 5 byte[] data ="用户名：admin;密码：123".getBytes();
 6 //二、建立数据报，包含发送的数据信息
 7 DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port);
 8 //三、建立DatagramSocket对象
 9 DatagramSocket socket =newDatagramSocket();
10 //四、向服务器发送数据
11 socket.send(packet);
12 
13 
14 //接受服务器端响应数据
15 //======================================
16 //一、建立数据报，用于接受服务器端响应数据
17 byte[] data2 = new byte[1024];
18 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);
19 //二、接受服务器响应的数据
20 socket.receive(packet2);
21 String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth());
22 System.out.println("我是客户端，服务器说："+reply);
23 //四、关闭资源
24 socket.close();

6、注意问题：网络

一、多线程的优先级问题：

根据实际的经验，适当的下降优先级，否侧可能会有程序运行效率低的状况

二、是否关闭输出流和输入流：

对于同一个socket，若是关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，因此通常不用关闭流，直接关闭socket便可

三、使用TCP通讯传输对象，IO中序列化部分

四、socket编程传递文件，IO流部分

来自为知笔记(Wiz)