网络通信基石Socket （上）

socket是什么，socket的原理是什么想必大家都了解个大概了，如果不懂的可以参考上一篇文章 socket原理的简单理解
这里我们也简单回顾一下：
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。
在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

1.Socket传输模式

1.1 Socket有两种主要操作方式

1.1.1 面向连接（TCP）

面向连接的Socket操作就像一部电话机，必须要等对方接上之后才能通话。所有的数据到达的顺序与它出发时的顺序是一样的。
面向连接的操作使用TCP协议，即此模式下必须先连接上目的地的Socket,连接上后Socket就可以使用一个流接口进行打开、读、写、关闭等操作。所有所发信息都会在另一端以同样的顺序被接收。安全性高，但效率低。

1.1.2 无连接的（UDP）

无连接的就像是一个邮件投递，没有保证，多个邮件到达时的顺序可能与出发时的顺序不一样。
无连接的操作使用数据报协议，一个数据报是一个独立的单元，它包含了这次投递的所有信息。可将其想象成一个信封，这个模式下的Socket不需要连接一个目的Socket,它只是简单的投出数据报。无连接的操作时快速和高效的，但是数据安全性不高。

2.Socket构造

android的编程语言是java，所以java提供的工具包在android都可以使用。
查看官方提供的API文档，在java.net包中提供两个类Socket和ServerSocket,分别用来表示双向连接的客户端和服务器端.
Socket类用来建立client的socket其构造方法如下：

    Socket(InetAddress address,int port);    Socket(InetAddress address,int port,boolean stream);    Socket(String host,int port);    Socket(String host,int port,boolean stream);    Socket(SocketImpl impl);    Socket(String host,int port,InetAddress localAddr,int localPort);    Socket(InetAddress address,int port,InetAddress localAddr,int localPort);

ServerSocket类用来建立server的socket其构造方法如下：

    ServerSocket(int port);    ServerSocket(int port,int backlog);    ServerSocket(int port,int backlog,InetAddress bindAddr);

其中的参数意义：
address ：双向连接中另一方的IP地址
host：双向连接中另一方的主机名
port：双向连接中另一方的端口号
stream：指明Socket是流Socket还是数据报Socket
localPort：本地主机的端口号
localAddr和bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址)
impl 是Socket的父类，即可以用来创建ServerSocket,又可以用来创建Socket

使用

    //client端    Socket client = new Socket("192.168.8.254",9999);    //server端    ServerSocket server = new ServerSocket(9999);

再次强调：0~1023的端口号为系统所保留，选择端口号必须大于1024。

3.异常捕获

在创建Socket时如果发生错误，将产生IOException,所以在创建Socket和ServerSocket时必须捕获或抛出异常。
方法：

try{    //这里执行可能出现异常的程序}catch(IOException e){//catch（）中的参数视程序出现的异常而定    //这里可以做相应的异常处理}

想了解try{}catch(){}和有关异常请看
android的异常处理——try、catch、finally、throw、throws
4.输入、输出流
java的数据传输是采用流的机制实现
流：实质是数据的有序排列，流可以看作是数据从某个源出来，输送到某个目的地
根据官方的API文档，java.net.Socket类提供了getInputStream()和getOutPutStream()来得到对应的输入(输出)流以进行读(写)操作，这两个方法分别返回InputStream和OutputStream类对象。
为了便于读(写)数据，可以在返回输入、输出流对象上建立过滤流。如：
字符流对象：
DataInputStream、DataOutPutStream、或PrintStream类对象。
文本方式流对象：
InputStreamReader和OutputStreamWriter、PrintWirter
处理代码如下：

//字符流方式PrintStream os = new PrintStream(new BufferedOutputStream(Socket.getOutputStream()));DataInputStream is = new DataInputStream(socket.getInputStream());//文本方式PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutStream(),true);BufferedReader in = new ButfferedReader(new InputStreamReader(Socket.getInputStream()));

放上一张java的io流图，这张图描述的已经很清楚，后面可能还会对java的io流资料进行整理，图是出网上摘来，如果涉及版权问题，第一时间处理

5.关闭Socket和流
在Socket使用完毕后需要将其关闭，以释放资源。
注意：在关闭Socket之前，应将与Socket相关的所有的输入、输出流先关闭,以释放资源。要注意关闭的顺序。

     os.close();//输出流先关闭     is.close();//输入流其次     socket.close();//最后关闭Socket

下例中 实现一个服务器和客户端通信。客户端发送数据并接受服务器发回的数据。效果图就不上了，放心测试可用。

import java.io.BufferedWriter;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStreamWriter;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class server implements Runnable{//服务器实现 注意：该程序需要单独编译，并在命令行模式下启动    String str="";     public void run(){    try{           ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899);//创建ServerSocket 设置端口号为9999        while (true){               Socket client = serverSocket.accept();//通过accept监听接受客户端请求            System.out.println("accept");            try{                    PrintWriter out = new PrintWriter( new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(client.getOutputStream())),true);  //通过PrintWriter向服务器发送消息，但需要通过Socket对象来取得其输出流                out.println("server message 让我放假");                //BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));//通过BufferedReader对象接收客户端消息                 InputStream in = client.getInputStream();//定义输入流，来自于socket的输入流                 byte[] bytes2 = new byte[20];                 in.read(bytes2);//读取输入流数据                String str = new String(bytes2);//转换成字符串                System.out.println(str);                out.flush();                out.close();//关闭流                in.close();                }catch (Exception e){                    System.out.println(e.getMessage());                    e.printStackTrace();                }finally{                         client.close();//关闭                    System.out.println("close");                }            }            }catch (Exception e){                System.out.println(e.getMessage());            }            //System.out.println(str);            }            public static void main(String a[]){//main函数用来开启服务器                Thread desktopServerThread = new Thread(new server());                desktopServerThread.start();//开启线程        }    }

客户端
简单描述一下：
应用布局只有三个：TextView , EditText , Button
在编辑框输入内容然后点击button就能收到服务器发送来的数据并显示在textView上

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Message;import android.app.Activity;import android.view.Menu;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.EditText;import android.widget.TextView;import android.widget.Toast;public class MainActivity extends Activity {    private EditText edt;    private Button but;    private TextView tv;    private Handler handler=null;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        edt = (EditText)findViewById(R.id.editText1);        but = (Button)findViewById(R.id.button1);        tv = (TextView)findViewById(R.id.textView1);        handler = new Handler(){            public void handleMessage(Message msg){                switch(msg.what){                case 1 : tv.setText(msg.obj.toString());                    break;                case 2 : Toast.makeText(MainActivity.this,"Connection successful!",                        Toast.LENGTH_LONG).show();                    break;                }            }        };        but.setOnClickListener(new OnClickListener(){            public void onClick(View v){            new Thread(new Runnable(){                public void run(){                    try {                    @SuppressWarnings("resource")                    Socket socket = new Socket("192.168.8.107",8899);                    //要判断当前的Socket对象是否处于连接状态，必须同时使用isClose和isConnected方法，                    //即只有当isClose返回false，isConnected返回true的时候Socket对象才处于连接状态。                     if (socket.isClosed() == false && socket.isConnected() == true){ //还有一个问题就是&&的用法！！                         /*******注意不能在主线程里里更新UI************///                      Toast.makeText(MainActivity.this,"Connection successful!",//                              Toast.LENGTH_LONG).show();//                         Message message = new Message();                         message.what=2;                         handler.sendMessage(message);                    }                    InputStream in = socket.getInputStream();                    OutputStream output = socket.getOutputStream();                    String str = edt.getText().toString();                    output.write(str.getBytes());                    byte[] buffer = new byte[in.available()];                    in.read(buffer);                    String msg = new String(buffer,"GB2312");//乱码需要加GB2312                    Message message = new Message();                    message.obj=msg;                    message.what=1;                    handler.sendMessage(message);                } catch (IOException e) {                    // TODO Auto-generated catch block                    e.printStackTrace();                }                   }            }).start();            }           });    }    @Override    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {        // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.        getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);        return true;    }}

通过上例总结了一下：
使用Socket实现客户端的步骤；
1、通过IP地址和端口实例化Socket,请求连接服务器
2、获取Socket上的流以进行读写
3、把流包装进OutputStream/InputStream的实例
4、对Socket进行读写
5、关闭打开的流
创建服务器的步骤：
1、指定端口实例化一个ServerSocket
2、调用ServerSocket的accept()以在等待连接期间造成阻塞
3、获取位于该层Socket的流以进行读写操作
4、将数据封装成流
5、对Socket进行读写
6、关闭打开的流
上面这个例子只是能实现单个客户点的发送和接收数据，下一章将对实现多个客户端的通信。