【java基础】——java网络编程

阳光穿透心脏的1/2处 2022-03-28 15:20 246阅读 0赞

###    一、知识点     ###

Java的网络编程主要涉及到的内容是Socket编程，那么什么是Socket呢？简单地说，Socket，套接字，就是两台主机之间逻辑连接的端点。TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket，本质上就是一组接口，是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。

Socket编程主要涉及到客户端和服务器端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字(ServerSocket)，并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，我们可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。

客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

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### 二、网络编程步骤 ###

按照前面的基础知识介绍，无论使用TCP方式还是UDP方式进行网络通讯，网络编程都是由客户端和服务器端组成。当然，B/S结构的编程中只需要实现服务器端即可。所以，下面介绍网络编程的步骤时，均以C/S结构为基础进行介绍。

**说明：**这里的步骤实现和语言无关，也就是说，这个步骤适用于各种语言实现，不局限于Java语言。

1、 客户端网络编程步骤

客户端(Client)是指网络编程中首先发起连接的程序，客户端一般实现程序界面和基本逻辑实现，在进行实际的客户端编程时，无论客户端复杂还是简单，以及客户端实现的方式，客户端的编程主要由三个步骤实现：

**1） 建立网络连接**

客户端网络编程的第一步都是建立网络连接。在建立网络连接时需要指定连接到的服务器的IP地址和端口号，建立完成以后，会形成一条虚拟的连接，后续的操作就可以通过该连接实现数据交换了。

**2）交换数据**

连接建立以后，就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行，由客户端发送一个请求数据到服务器，服务器反馈一个响应数据给客户端，如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。

根据逻辑需要，可以多次交换数据，但是还是必须遵循请求响应模型。

**3）关闭网络连接**

在数据交换完成以后，关闭网络连接，释放程序占用的端口、内存等系统资源，结束网络编程。

最基本的步骤一般都是这三个步骤，在实际实现时，步骤2会出现重复，在进行代码组织时，由于网络编程是比较耗时的操作，所以一般开启专门的现场进行网络通讯。

**2、服务器端网络编程步骤**

服务器端(Server)是指在网络编程中被动等待连接的程序，服务器端一般实现程序的核心逻辑以及数据存储等核心功能。服务器端的编程步骤和客户端不同，是由四个步骤实现，依次是：

**1）监听端口**

服务器端属于被动等待连接，所以服务器端启动以后，不需要发起连接，而只需要监听本地计算机的某个固定端口即可。

这个端口就是服务器端开放给客户端的端口，服务器端程序运行的本地计算机的IP地址就是服务器端程序的IP地址。

**2）获得连接**

当客户端连接到服务器端时，服务器端就可以获得一个连接，这个连接包含客户端的信息，例如客户端IP地址等等，服务器端和客户端也通过该连接进行数据交换。

一般在服务器端编程中，当获得连接时，需要开启专门的线程处理该连接，每个连接都由独立的线程实现。

**3）交换数据**

服务器端通过获得的连接进行数据交换。服务器端的数据交换步骤是首先接收客户端发送过来的数据，然后进行逻辑处理，再把处理以后的结果数据发送给客户端。简单来说，就是先接收再发送，这个和客户端的数据交换数序不同。

其实，服务器端获得的连接和客户端连接是一样的，只是数据交换的步骤不同。

当然，服务器端的数据交换也是可以多次进行的。

在数据交换完成以后，关闭和客户端的连接。

**4）关闭连接**

当服务器程序关闭时，需要关闭服务器端，通过关闭服务器端使得服务器监听的端口以及占用的内存可以释放出来，实现了连接的关闭。

### 三、实例 ###

1、eclipse中创建两个java文件SocketServer.java和SocketClient.java;

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2、具体代码

1）服务端

package network;
    
    import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.BufferedOutputStream;
    import java.io.DataInputStream;
    import java.io.DataOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class SocketServer {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            // 端口号
            int port = 7000;
            // 在端口上创建一个服务器套接字
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
            // 监听来自客户端的连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
    
            DataInputStream dis = new DataInputStream(
                    new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));
    
            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
    
            do {
    
                double length = dis.readDouble();
                System.out.println("服务器端收到的边长数据为：" + length);
                double result = length * length;
                dos.writeDouble(result);
                dos.flush();
    
            } while (dis.readInt() != 0);
    
            socket.close();
            serverSocket.close();
        }
    }

2）客户端

package network;
    
    import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.BufferedOutputStream;
    import java.io.DataInputStream;
    import java.io.DataOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    import java.util.Scanner;
    
    public class SocketClient {
    
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
    
            int port = 7000;
    
            String host = "localhost";
    
            // 创建一个套接字并将其连接到指定端口号
            Socket socket = new Socket(host, port);
    
            DataInputStream dis = new DataInputStream(
                    new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));
    
            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
    
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
            boolean flag = false;
    
            while (!flag) {
    
                System.out.println("请输入正方形的边长:");
                double length = sc.nextDouble();
    
                dos.writeDouble(length);
                dos.flush();
    
                double area = dis.readDouble();
    
                System.out.println("服务器返回的计算面积为:" + area);
    
                while (true) {
    
                    System.out.println("继续计算？(Y/N)");
    
                    String str = sc.next();
    
                    if (str.equalsIgnoreCase("N")) {
                        dos.writeInt(0);
                        dos.flush();
                        flag = true;
                        break;
                    } else if (str.equalsIgnoreCase("Y")) {
                        dos.writeInt(1);
                        dos.flush();
                        break;
                    }
                }
            }
    
            socket.close();
        }
    }

说明：eclipse中可以同时运行多个项目，通过切换console窗口就可以看到运行状态，客户端启动时需要先启动服务器端。

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[20190110231304643.png]: /images/20220328/ea00f1ebabbf4ba998f93e4657578c09.png