java网络编程——TCP、UDP程序设计

偏执的太偏执、 2022-05-29 06:50 200阅读 0赞

本节目标：

了解Socket与ServerSocket类的作用

掌握ECHO程序的开发

将多线程应用在TCP程序上实现多用户操作

# 1.TCP程序设计 #

在java中使用Socket（套接字）完成TCP程序的开发，使用此类可以方便的建立可靠的、双向的、持续的、点对点的通讯连接。

在Socket的程序开发中，服务器端使用ServerSocket等待客户端的连接，对于java的网络程序而言，每一个客户端都使用一个Socket对象表示。

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在java的网络程序中，客户端只要符合连接的通讯协议，那么服务器端都可以进行接收。

ServerSocket类主要用在服务器端程序的开发上，用于接收客户端的连接请求。

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

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在服务器端每次运行时都要使用accept()方法等待客户端连接，此方法执行后服务器端进入阻塞状态，直到客户端连接后程序才会向下继续执行，此方法返回值类型是Socket，每一个Socket代表一个客户端对象。

```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。

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服务器端与客户端的通讯：

![Image 1][]

public class HelloServer \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception \{  
ServerSocket server = new ServerSocket(8888); // 创建绑定到8888端口的服务器套接字  
Socket client = server.accept(); //客户端  
System.out.println("服务器运行，等待连接...");  
PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());  
String str = "hello world";  
out.print(str);  
client.close();  
server.close();  
\}

telnet localhost 8888

结果运行：

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服务器将内容发送到了客户端后，客户端断开与服务器的连接。

public class HelloClient \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception, IOException \{  
Socket client = new Socket("localhost", 8888);  
BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
String str = buf.readLine();  
System.out.println("客户端接收的内容：" + str);  
buf.close();  
client.close();  
\}

运行结果：

客户端接收的内容：hello world

从以上可以发现，该架构为C/S架构，即客户端/服务器架构，需要编写和维护两套代码代码。另外一种B/S架构，即浏览器/服务器架构，只需维护一套代码即可。

案例：Echo程序

服务器端程序

public class HelloServer \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception \{  
ServerSocket server = null; //声明ServerSocket类  
Socket client = null; //客户端  
BufferedReader buf = null;//接收输入流  
PrintStream out = null; //打印流输出  
server = new ServerSocket(8888);//服务器监听8888端口  
boolean f = true;  
while(f)\{  
System.out.println("服务器正在运行，等待客户端连接。");  
client = server.accept();//得到连接，进入阻塞状态  
out = new PrintStream(client.getOutputStream());//接收客户端的输入信息  
buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
boolean flag = true; //标志位，可以一直接收和回应  
while(flag)\{  
String str = buf.readLine();  
if (str == null || "".equals(str)) \{  
flag = false;  
\}else\{  
if("bye".equals(str))\{  
flag = false;  
\}else\{  
out.print("ECHO:" + str);  
\}  
\}  
\}  
client.close();  
\}  
server.close();  
\}

客户端程序

public class HelloClient \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception, IOException \{  
Socket client = null; //客户端  
client = new Socket("localhost", 8888);  
BufferedReader buf = null;//一次性接收  
PrintStream out = null; //发送数据  
BufferedReader input = null; //接收键盘数据  
  
input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
out = new PrintStream(client.getOutputStream());  
  
boolean flag = true;  
while(flag)\{  
System.out.println("输入信息：");  
String str = input.readLine();  
out.print(str);  
if ("bye".equals(str)) \{  
flag = false;  
\}else\{  
String echo = buf.readLine();  
System.out.println(echo);  
\}  
\}  
buf.close();  
client.close();  
\}

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加入多线程：

public class EchoServer \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception \{  
ServerSocket server = null; //声明ServerSocket类  
Socket client = null; //客户端  
server = new ServerSocket(8888);//服务器监听8888端口  
boolean f = true;  
while(f)\{  
System.out.println("服务器正在运行，等待客户端连接。");  
client = server.accept();//得到连接，进入阻塞状态  
new Thread(new EchoThread(client)).start(); //启动多线程  
\}  
server.close();  
\}

public class EchoThread implements Runnable \{  
private Socket client = null;  
public EchoThread(Socket client) \{  
this.client = client;  
\}  
@Override  
public void run() \{  
BufferedReader buf = null;// 接收输入流  
PrintStream out = null; // 打印流输出  
try \{  
out = new PrintStream(client.getOutputStream());// 接收客户端的输入信息  
buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
client.getInputStream()));  
boolean flag = true; // 标志位，可以一直接收和回应  
while (flag) \{  
String str = buf.readLine();  
if (str == null || "".equals(str)) \{  
flag = false;  
\} else \{  
if ("bye".equals(str)) \{  
flag = false;  
\} else \{  
out.print("ECHO:" + str);  
\}  
\}  
\}  
client.close();  
\} catch (IOException e) \{  
e.printStackTrace();  
\}  
\}  
\}

public class EchoClient \{  
public static void main(String\[\] args) throws Exception, IOException \{  
Socket client = null; //客户端  
client = new Socket("localhost", 8888);  
BufferedReader buf = null;//一次性接收  
PrintStream out = null; //发送数据  
BufferedReader input = null; //接收键盘数据  
  
input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
out = new PrintStream(client.getOutputStream());  
  
boolean flag = true;  
while(flag)\{  
System.out.println("输入信息：");  
String str = input.readLine();  
out.print(str);  
if ("bye".equals(str)) \{  
flag = false;  
\}else\{  
String echo = buf.readLine();  
System.out.println(echo);  
\}  
\}  
buf.close();  
client.close();  
\}

2.UDP设计

TCP虽然可靠，但是浪费系统性能，为了减少这种开销，使用UDP，服务器端发送的消息，客户端不一定接收到，在聊天工具中被广泛使用。

使用[DatagramPacket][]包装一条要发送的消息， [DatagramSocket][]用于完成信息的发送操作。

![Image 1][]

public class UDPServer\{  
public static void main(String args\[\]) throws Exception\{ // 所有异常抛出  
DatagramSocket ds = null ;// 定义发送数据报的对象  
DatagramPacket dp = null ;// 声明DatagramPacket对象  
ds = new DatagramSocket(3000) ;// 服务端在3000端口上等待服务器发送信息\\  
String str = "hello World!!!" ;  
dp = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),InetAddress.getByName("localhost"),9000) ; // 所有的信息使用buf保存  
System.out.println("发送信息。") ;  
ds.send(dp);// 发送信息出去  
ds.close() ;  
\}

[Image 1]: 
[DatagramPacket]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/net/DatagramPacket.html
[DatagramSocket]: http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/java/net/DatagramSocket.html