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Java Socket学习

来源：互联网 发布：qq for mac 编辑：程序博客网 时间：2024/06/08 12:38

1、两台计算机间进行通讯需要以下三个条件：IP地址、协议、端口号

2、TCP/IP协议：

是目前世界上应用最为广泛的协议，是以TCP和IP为基础的不同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

3、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


4、IP地址

为实现网络中不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个唯一的标识---IP地址。

32位二进制

5、端口

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

如：HTTP：80FTP：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信链路的终结点，是TCP和UDP的基础

6、Socket套接字：

网络上具有唯一标识的IP地址和端口组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。

Socket原理机制：

通信的两端都有Socket

网络通信其实就是Socket间的通信

数据在两个Socket间通过IO传输     

7、Java中的网络支持

针对网络通信的不同层次，Java提供了不同的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，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据

Sockets：使用TCP协议实现的网络通信Socket相关的类

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

二、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. //获取其他主机的InetAddress实例 
  8. InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主机名"); 
  9. InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址"); 

 三、URL类

  1. //创建一个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();//如果没有指定端口号，根据协议不同使用默认端口。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 

2、使用URL读取网页内容

通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流，通过流能够读取或访问网页上的资源 

    1. //使用URL读取网页内容 
    2. //创建一个URL实例 
    3. URL url =new URL("http://www.baidu.com"); 
    4. InputStream is = url.openStream();//通过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,如果不指定编码，中文可能会出现乱码 
    6. BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//为字符输入流添加缓冲，提高读取效率 
    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(); 

四、TCP编程

1、TCP协议是面向连接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据，通过三次握手方式建立连接，形成传输数据的通道，在连接中进行大量数据的传输，效率会稍低

2、Java中基于TCP协议实现网络通信的类

客户端的Socket类

服务器端的ServerSocket类

       

3、Socket通信的步骤

① 创建ServerSocket和Socket

② 打开连接到Socket的输入/输出流

③ 按照协议对Socket进行读/写操作

④ 关闭输入输出流、关闭Socket

4、服务器端：

① 创建ServerSocket对象，绑定监听端口

② 通过accept()方法监听客户端请求

③ 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息

④ 通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通信，实现用户登录，服务端 
    3. */ 
    4. //1、创建一个服务器端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. //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接 
    7. Socket socket = serverSocket.accept(); 
    8. //3、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. //4、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. //5、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(); 

     5、客户端：

① 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号

② 连接建立后，通过输出流想服务器端发送请求信息

③ 通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. //1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口 
    3. Socket socket =newSocket("localhost",10086); 
    4. //2、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. //3、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. //4、关闭资源 
    19. br.close(); 
    20. is.close(); 
    21. pw.close(); 
    22. os.close(); 
    23. socket.close(); 
    6、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通信

① 服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接

② 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接

③ 服务器端接受苦读段请求，创建socket与该客户建立专线连接

④ 建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话

⑤ 服务器端继续等待新的连接   

服务器端： 

public class scoketServer {
public static final int PORT = 8888;// 监听的端口号
public static void main(String[] args) {
System.out.println("服务器启动...\n");
scoketServer server = new scoketServer();
server.init();
}
public void init() {
try {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT);
while (true) {
// 一旦有堵塞, 则表示服务器与客户端获得了连接
Socket client = serverSocket.accept();
// 处理这次连接
new HandlerThread(client);
}
} catch (Exception e) {
System.out.println("服务器异常: " + e.getMessage());
}
}
private class HandlerThread implements Runnable {
private Socket socket;
public HandlerThread(Socket client) {
socket = client;
new Thread(this).start();
}
public void run() {
try {
// 读取客户端数据
DataInputStream input = new DataInputStream(socket.getInputStream());
String clientInputStr = input.readUTF();// 这里要注意和客户端输出流的写方法对应,否则会抛
// EOFException
// 处理客户端数据
System.out.println("来自客户端的内容:" + clientInputStr);
// 向客户端回复信息
DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
System.out.print("请输入:\t");
// 发送键盘输入的一行
String s = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))
.readLine();
out.writeUTF(s);
out.close();
input.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("服务器 run 异常: " + e.getMessage());
} finally {
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (Exception e) {
socket = null;
System.out.println("服务端 finally 异常:" + e.getMessage());
}
}
}
}
}
}


客户端：

public class socketClient {
public static final String IP_ADDR = "localhost";//服务器地址   
   public static final int PORT = 8888;//服务器端口号    
   public static void main(String[] args) {    
       System.out.println("客户端启动...");    
       System.out.println("当接收到服务器端字符为 \"goodbye\" 的时候, 客户端将终止\n");   
       while (true) {    
           Socket socket = null;  
           try {  
               //创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号  
               socket = new Socket(IP_ADDR, PORT);     
               //读取服务器端数据    
               DataInputStream input = new DataInputStream(socket.getInputStream());    
               //向服务器端发送数据    
               DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());    
               System.out.print("请输入: \t");    
               String str = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)).readLine();    
               out.writeUTF(str);    
               String ret = input.readUTF();     
               System.out.println("服务器端返回过来的是: " + ret);  
               // 如接收到 "goodbye" 则断开连接    
               if ("goodbye".equals(ret)) {    
                   System.out.println("客户端将关闭连接");    
                   Thread.sleep(500);    
                   break;    
               }                
               out.close();  
               input.close();  
           } catch (Exception e) {  
               System.out.println("客户端异常:" + e.getMessage());   
           } finally {  
               if (socket != null) {  
                   try {  
                       socket.close();  
                   } catch (IOException e) {  
                       socket = null;   
                       System.out.println("客户端 finally 异常:" + e.getMessage());   
                   }  
               }  
           }  
       }    
   }
}

五、UDP编程

UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、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），然后再将数据报发送出去

DatagramPacket类:表示数据报包

DatagramSocket类：进行端到端通信的类

1、服务器端实现步骤

① 创建DatagramSocket，指定端口号

② 创建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的用户登录 
    2. //1、创建服务器端DatagramSocket，指定端口 
    3. DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010); 
    4. //2、创建数据报，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. //3、接受客户端发送的数据 
    8. socket.receive(packet);//此方法在接受数据报之前会一致阻塞 
    9. //4、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. //1、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. //2、创建数据报，包含响应的数据信息 
    21. DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port); 
    22. //3、响应客户端 
    23. socket.send(packet2); 
    24. //4、关闭资源 
    25. socket.close(); 

    2、客户端实现步骤

① 定义发送信息

② 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息

③ 创建DatagramSocket

④ 发送数据

    1. //客户端 
    2. //1、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. //2、创建数据报，包含发送的数据信息 
    7. DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port); 
    8. //3、创建DatagramSocket对象 
    9. DatagramSocket socket =newDatagramSocket(); 
    10. //4、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. //1、创建数据报，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. //2、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. //4、关闭资源 
    24. socket.close(); 

    六、注意问题：

 1、多线程的优先级问题：

根据实际的经验，适当的降低优先级，否侧可能会有程序运行效率低的情况

 2、是否关闭输出流和输入流：

对于同一个socket，如果关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，所以一般不用关闭流，直接关闭socket即可

 3、使用TCP通信传输对象，IO中序列化部分

 4、socket编程传递文件，IO流部分

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