Java网络编程（Socket基础，多线程socket，socket中文乱码问题） 学习笔记

 1.概念

 2.简单TCP通信代码，用两个java程序模拟客户端和服务器端。

客户端代码：

TCP通信的客户端:向服务器发送连接请求,给服务器发送数据,读取服务器回写的数据
表示客户端的类:
    java.net.Socket:此类实现客户端套接字（也可以就叫“套接字”）。套接字是两台机器间通信的端点。
    套接字:包含了IP地址和端口号的网络单位

构造方法:
    Socket(String host, int port) 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。
    参数:
        String host:服务器主机的名称/服务器的IP地址
        int port:服务器的端口号

成员方法:
    OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流。
    InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流。
    void close() 关闭此套接字。

实现步骤:
    1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
    2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
    3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据
    4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
    5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据
    6.释放资源(Socket)
 注意:
    1.客户端和服务器端进行交互,必须使用Socket中提供的网络流,不能使用自己创建的流对象
    2.当我们创建客户端对象Socket的时候,就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路
        这时如果服务器没有启动,那么就会抛出异常ConnectException: Connection refused: connect
        如果服务器已经启动,那么就可以进行交互了

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner cin = new Scanner(System.in);
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        InputStream is = socket.getInputStream();
        while(true)
        {
            
            //给服务器端发数据
            System.out.println("请输入你要向服务器发送的数据：");
            String sendMessage = cin.nextLine();
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write(sendMessage.getBytes());

            
            //接收服务器端发过来的数据
            byte[] getMessage = new byte[1024];
            int len = is.read(getMessage);
            String message = new String(getMessage,0,len);
            System.out.println("收到服务器端发来的数据为： "+message);
        }

    }
}

 

服务器端代码：

TCP通信的服务器端:接收客户端的请求,读取客户端发送的数据,给客户端回写数据
表示服务器的类:
    java.net.ServerSocket:此类实现服务器套接字。

构造方法:
    ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字。

服务器端必须明确一件事情,必须的知道是哪个客户端请求的服务器
所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket
成员方法:
    Socket accept() 侦听并接受到此套接字的连接。此方法具有等待功能,等待某一个客户端连接

服务器的实现步骤:
    1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
    2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket
    3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
    4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据
    5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
    6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据
    7.释放资源(Socket,ServerSocket)

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        OutputStream os = socket.getOutputStream();

        byte [] bytes = new byte[1024];
        int len = 0 , count = 0;
        while( (len = is.read(bytes)) != -1)
        {
            count++;
            String getMessage = new String(bytes, 0, len);
            System.out.println("服务器端收到的数据为： " + getMessage);

            String sendMessage = "收到客户端" + count + "条消息，谢谢！";
            os.write(sendMessage.getBytes());
        }

        socket.close();
        serverSocket.close();
    }

}

3.文件上传案例

 

客户端代码：

文件上传案例的客户端:读取本地文件,上传到服务器,读取服务器回写的数据

明确:
    数据源:c:\1.jpg
    目的地:服务器

实现步骤:
    1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
    2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
    3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
    4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
    5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
    6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
    7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
    8.释放资源(FileInputStream,Socket)

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\1.jpg");
        //2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
            //5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
            os.write(bytes,0,len);
        }

        /*
            解决:上传完文件,给服务器写一个结束标记
            void shutdownOutput() 禁用此套接字的输出流。
            对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。
         */
        socket.shutdownOutput();

        //6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();



        //7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
        while((len = is.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }


        //8.释放资源(FileInputStream,Socket)
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

服务器端代码：

文件上传案例服务器端:读取客户端上传的文件,保存到服务器的硬盘,给客户端回写"上传成功"

明确:
    数据源:客户端上传的文件
    目的地:服务器的硬盘 d:\upload\1.jpg

实现步骤:
    1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
    2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
    3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
    4.判断d:\upload文件夹是否存在,不存在则创建
    5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
    6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件
    7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
    8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
    9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
    10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象

        /*
            让服务器一直处于监听状态(死循环accept方法)
            有一个客户端上传文件,就保存一个文件
         */
        while(true){
            Socket socket = server.accept();

            /*
                使用多线程技术,提高程序的效率
                有一个客户端上传文件,就开启一个线程,完成文件的上传
             */
            new Thread(new Runnable() {
                //完成文件的上传
                @Override
                public void run() {
                   try {
                       //3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
                       InputStream is = socket.getInputStream();
                       //4.判断d:\upload文件夹是否存在,不存在则创建
                       File file =  new File("d:\upload");
                       if(!file.exists()){
                           file.mkdirs();
                       }

                    /*
                        自定义一个文件的命名规则:防止同名的文件被覆盖
                        规则:域名+毫秒值+随机数
                     */
                       String fileName = "itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";

                       //5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
                       //FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\1.jpg");
                       FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\"+fileName);
                       //6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件


                       int len =0;
                       byte[] bytes = new byte[1024];
                       while((len = is.read(bytes))!=-1){
                           //7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
                           fos.write(bytes,0,len);
                       }


                       //8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
                       //9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
                       socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
                       //10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
                       fos.close();
                       socket.close();
                   }catch (IOException e){
                       System.out.println(e);
                   }
                }
            }).start();


        }

        //服务器就不用关闭
        //server.close();
    }
}

4.多线程TCPSocket通信案例，用两个java程序模拟客户端和服务器端

 Java编程Socket实现多个客户端连接同一个服务端代码：

使用多线程的原因：我们的服务端处理客户端的连接请求是同步进行的， 每次接收到来自客户端的连接请求后，都要先跟当前的客户端通信完之后才能再处理下一个连接请求。 这在并发比较多的情况下会严重影响程序的性能，为此，我们可以把它改为如下这种异步处理与客户端通信的方式。

服务器端代码：

注意点

• 服务端从Socket的InputStream中读取数据的操作也是阻塞式的，如果从输入流中没有读取到数据程序会一直在那里不动，直到客户端往Socket的输出流中写入了数据，或关闭了Socket的输出流。当然，对于客户端的Socket也是同样如此。
• 输入流中读取客户端发送过来的数据，接下来我们再往输出流里面写入数据给客户端，接下来关闭对应的资源文件。而实际上上述代码可能并不会按照我们预先设想的方式运行，因为从输入流中读取数据是一个阻塞式操作，在上述的while循环中当读到数据的时候就会执行循环体，否则就会阻塞，这样后面的写操作就永远都执行不了了，针对这种情况，通常我们都会约定一个结束标记，当客户端发送过来的数据包含某个结束标记时就说明当前的数据已经发送完毕了，这个时候我们就可以进行循环的跳出了。
• 在上述代码中，当服务端读取到客户端发送的结束标记，即“end”时就会结束数据的接收，终止循环，这样后续的代码又可以继续进行了。

package SocketThread;



import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class ServerSocketThread {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        while(true)
        {
            Socket socket = serverSocket.accept();        //socket.accept()方法具是阻塞的，会一直等待一个客户端的连接，一个accetp()方法对应一个客户端，所以要实现多个客户端同时给同一个服务端发送数据，就要使用多线程。
            new Thread(new MyRunnable(socket)).start();   //开启一个新线程，将socket作为参数传过去
        }
    }


    static class MyRunnable implements Runnable   //这是一个线程
    {
        private Socket socket;
        public MyRunnable(Socket socket)    //接受socket参数
        {
            this.socket = socket;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                ReceiveData(socket);   //将socket参数传到处理数据的函数中
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void ReceiveData(Socket socket) throws IOException {
        InputStream is = socket.getInputStream();
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        byte [] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;
        while( (len = is.read(bytes)) != -1 )
        {
            String getMessage = new String(bytes,0,len,"utf-8");  //用String方法时，这样写可以有效解决传输过程中的中文乱码情况。但是需要服务端和客户端都采用相同的编码形式。
            System.out.println("客户端的线程  "+Thread.currentThread().getName()+"  正在向服务器发送数据 ， "+"服务器收到得信息为: "+getMessage);

            if("end".equals(getMessage))
            {
                System.out.println("服务器端收到的数据包含end，关闭服务器！");
                break;
            }


            String sendMessage = Thread.currentThread().getName()+ "发送的数据已收到，谢谢！";
            os.write(sendMessage.getBytes());
        }
        socket.close();
        is.close();
        os.close();
    }
}

客户端代码：

• 过程：先是给服务端发送了一段数据，之后读取服务端返回来的数据，跟之前的服务端一样在读的过程中有可能导致程序一直挂在那里，永远跳不出while循环,解决方法和服务端一样，用一个结束标志。
• 对于客户端往Socket的输出流里面写数据传递给服务端要注意一点，如果写操作之后程序不是对应着输出流的关闭，而是进行其他阻塞式的操作（比如从输入流里面读数据），记住要flush一下，只有这样服务端才能收到客户端发送的数据，否则可能会引起两边无限的互相等待。

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class ClientSocketThread {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i=0;i<20;i++) //创造5个客户端线程
        {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",9999);
                        HandleData(socket);        //将socket作为参数调用处理数据的HandData函数
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }

        public static  void HandleData(Socket socket) throws IOException {

            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            InputStream is = socket.getInputStream();
            String sendMessage = Thread.currentThread().getName()+"你好，世界！";     //向服务端写数据
            os.write(sendMessage.getBytes());


            byte [] bytes = new byte[1024];
            int len = 0;
            while( (len = is.read(bytes)) != -1 )
            {
                String message = new String(bytes,0,len);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收到服务器端的数据为： "+message);  //接收来自服务端的数据
                if("end".equals(message))
                {
                    System.out.println("服务器端收到的数据包含end，关闭服务器！");
                    break;
                }
            }
        }

}