• 基于Java的Socket编程技术


    1.两类传输协议
    在讲socket网络编程之前就不得不说下着两种传输协议,TCP协议,UDP协议。
    (1)TCPTranfer Control Protocol的 简称,是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接,以便在TCP协议的基础上进行通信,当一个socket(通常都是server socket)等待建立连接时,另一个socket可以要求进行连接,一旦这两个socket连接起来,它们就可以进行双向数据传输,双方都可以进行发送或接收操作。 
    (2) UDPUser Datagram Protocol的简称,是一种无连接的协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
    下面的图表可以让你看的更加清楚。
    协议族包括运输层、网络层、链路层。
    大概知道就行,不必讲太多。

    2.Socket网络编程
    (1) Socket
    什么
    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。 当然了,Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种,因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下,Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

    (2)Socket通讯

    ServerListen(监听)某个端口是否有连接请求,Client端向Server 端发出Connect(连接)请求,Server端向Client端发回Accept(接受)消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过SendWrite等方法与对方通信。
    对于一个功能齐全的Socket,都要包含以下基本结构,其工作过程包含以下四个基本的步骤:

    1 创建Socket2 打开连接到Socket的输入/出流;3 按照一定的协议对Socket进行读/写操作; 4 关闭Socket.(在实际应用中,并未使用到显示的close,虽然很多文章都推荐如此,不过在我的程序中,可能因为程序本身比较简单,要求不高,所以并未造成什么影响。) 

    (3)实际操作

    创建Socket

    java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket,分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类,使用很方便。其构造方法如下:

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

    其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号,stream指明socket是流socket还是数据报socket,localPort表示本地主机的端口号,localAddr和 bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址),impl是socket的父类,既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。

      Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);
    
    
      ServerSocket server = new ServerSocket(80);
     
      注意,在选择端口时,必须小心。每一个端口提供一种特定的服务,只有给出正确的端口,才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留,例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时,最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。


      在创建socket时如果发生错误,将产生IOException,在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。 

    3.基于C/S结构的实例

    1. 客户端程序

    import java.io.*;
    
      import java.net.*;
    
      public class TalkClient {
    
        public static void main(String args[]) {
    
          try{
    
            Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
    
            //向本机的4700端口发出客户请求
    
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    
            //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
    
            PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    
            //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
    
            BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    
            //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
    
            String readline;
    
            readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
    
            while(!readline.equals("bye")){
    
            //若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环
    
              os.println(readline);
    
              //将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
    
              os.flush();
    
              //刷新输出流,使Server马上收到该字符串
    
              System.out.println("Client:"+readline);
    
              //在系统标准输出上打印读入的字符串
    
              System.out.println("Server:"+is.readLine());
    
              //从Server读入一字符串,并打印到标准输出上
    
              readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
    
            } //继续循环
    
            os.close(); //关闭Socket输出流
    
            is.close(); //关闭Socket输入流
    
            socket.close(); //关闭Socket
    
          }catch(Exception e) {
    
            System.out.println("Error"+e); //出错,则打印出错信息
    
          }
    
      }
    
    }

    2. 服务器端程序

    import java.io.*;
    
      import java.net.*;
    
      import java.applet.Applet;
    
      public class TalkServer{
    
        public static void main(String args[]) {
    
          try{
    
            ServerSocket server=null;
    
            try{
    
              server=new ServerSocket(4700);
    
            //创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
    
            }catch(Exception e) {
    
              System.out.println("can not listen to:"+e);
    
            //出错,打印出错信息
    
            }
    
            Socket socket=null;
    
            try{
    
              socket=server.accept();
    
              //使用accept()阻塞等待客户请求,有客户
    
              //请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行
    
            }catch(Exception e) {
    
              System.out.println("Error."+e);
    
              //出错,打印出错信息
    
            }
    
            String line;
    
            BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    
             //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
    
            PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
    
             //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
    
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    
             //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
    
            System.out.println("Client:"+is.readLine());
    
            //在标准输出上打印从客户端读入的字符串
    
            line=sin.readLine();
    
            //从标准输入读入一字符串
    
            while(!line.equals("bye")){
    
            //如果该字符串为 "bye",则停止循环
    
              os.println(line);
    
              //向客户端输出该字符串
    
              os.flush();
    
              //刷新输出流,使Client马上收到该字符串
    
              System.out.println("Server:"+line);
    
              //在系统标准输出上打印读入的字符串
    
              System.out.println("Client:"+is.readLine());
    
              //从Client读入一字符串,并打印到标准输出上
    
              line=sin.readLine();
    
              //从系统标准输入读入一字符串
    
            }  //继续循环
    
            os.close(); //关闭Socket输出流
    
            is.close(); //关闭Socket输入流
    
            socket.close(); //关闭Socket
    
            server.close(); //关闭ServerSocket
    
          }catch(Exception e){
    
            System.out.println("Error:"+e);
    
            //出错,打印出错信息
    
          }
    
        }

    4.多线程通信实例
    1.服务器端

    package com.googlecode.garbagecan.test.socket.sample2;
    
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    
    public class MyServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    ServerSocket server = new ServerSocket(10000);
    
    while (true) {
    Socket socket = server.accept();
    invoke(socket);
    }
    }
    
    private static void invoke(final Socket client) throws IOException {
    new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
    BufferedReader in = null;
    PrintWriter out = null;
    try {
    in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
    out = new PrintWriter(client.getOutputStream());
    
    
    while (true) {
    String msg = in.readLine();
    System.out.println(msg);
    out.println("Server received " + msg);
    out.flush();
    if (msg.equals("bye")) {
    break;
    }
    }
    } catch(IOException ex) {
    ex.printStackTrace();
    } finally {
    try {
    in.close();
    } catch (Exception e) {}
    try {
    out.close();
    } catch (Exception e) {}
    try {
    client.close();
    } catch (Exception e) {}
    }
    }
    }).start();
    }
    }

    2.客户端

    package com.googlecode.garbagecan.test.socket.sample2;
    
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.Socket;
    
    
    public class MyClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    Socket socket = new Socket("localhost", 10000);
    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    
    
    while (true) {
    String msg = reader.readLine();
    out.println(msg);
    out.flush();
    if (msg.equals("bye")) {
    break;
    }
    System.out.println(in.readLine());
    }
    socket.close();
    }
    }
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