Java Socket 通信

红太狼 2023-10-18 09:45 46阅读 0赞

Socket编程

一、网络基础知识（参考计算机网络）

关于计算机网络部分可以参考相关博客：
    
    
           《TCP/IP协议栈及OSI参考模型详解》
    
    
             http://wangdy.blog.51cto.com/3845563/1588379
    
    
       1、两台计算机间进行通讯需要以下三个条件：
    
    
            IP地址、协议、端口号
    
    
       2、TCP/IP协议：
    
    
            是目前世界上应用最为广泛的协议，是以TCP和IP为基础的不同层次上多个协议的集合，也成TCP/IP协议族、或TCP/IP协议栈
    
    
            TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议
    
    
            IP：Internet Protocol 互联网协议
    
    
       3、TCP/IP五层模型
    
    
            应用层：HTTP、FTP、SMTP、Telnet等
    
    
            传输层：TCP/IP
    
    
            网络层：
    
    
            数据链路层：
    
    
            物理层：网线、双绞线、网卡等
    
    
       4、IP地址
    
    
            为实现网络中不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个唯一的标识---IP地址。
    
    
            32位二进制
    
    
       5、端口
    
    
            区分一台主机的多个不同应用程序，端口号范围为0-65535，其中0-1023位为系统保留。
    
    
            如：HTTP：80  FTP：21 Telnet：23
    
    
            IP地址+端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础
    
    
       6、Socket套接字：
    
    
            网络上具有唯一标识的IP地址和端口组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。
    
    
          Socket原理机制：
    
    
             通信的两端都有Socket
    
    
             网络通信其实就是Socket间的通信
    
    
             数据在两个Socket间通过IO传输
      
    
    
       7、Java中的网络支持
    
    
             针对网络通信的不同层次，Java提供了不同的API，其提供的网络功能有四大类：
    
    
              InetAddress:用于标识网络上的硬件资源，主要是IP地址
    
    
              URL：统一资源定位符，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据
    
    
              Sockets：使用TCP协议实现的网络通信Socket相关的类
    
    
              Datagram:使用UDP协议，将数据保存在用户数据报中，通过网络进行通信。

二、InetAddress

InetAddress类用于标识网络上的硬件资源，标识互联网协议(IP)地址。 
    
    
          该类没有构造方法

//获取本机的InetAddress实例  
InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();  
address.getHostName();//获取计算机名  
address.getHostAddress();//获取IP地址  
byte\[\] bytes = address.getAddress();//获取字节数组形式的IP地址,以点分隔的四部分  
//获取其他主机的InetAddress实例  
InetAddress address2 =InetAddress.getByName(“其他主机名”);  
InetAddress address3 =InetAddress.getByName(“IP地址”);  
三、URL类

1、URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址，协议名：资源名称

//创建一个URL的实例  
URL baidu =new URL(“[http://www.baidu.com][http_www.baidu.com]”);  
URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom\#test");//？表示参数，\#表示锚点  
url.getProtocol();//获取协议  
url.getHost();//获取主机  
url.getPort();//如果没有指定端口号，根据协议不同使用默认端口。此时getPort()方法的返回值为 -1  
url.getPath();//获取文件路径  
url.getFile();//文件名，包括文件路径+参数  
url.getRef();//相对路径，就是锚点，即\#号后面的内容  
url.getQuery();//查询字符串，即参数

2、使用URL读取网页内容

通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流，通过流能够读取或访问网页上的资源

//使用URL读取网页内容  
//创建一个URL实例  
URL url =new URL(“[http://www.baidu.com][http_www.baidu.com]”);  
InputStream is = url.openStream();//通过openStream方法获取资源的字节输入流  
InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,“UTF-8”);//将字节输入流转换为字符输入流,如果不指定编码，中文可能会出现乱码  
BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//为字符输入流添加缓冲，提高读取效率  
String data = br.readLine();//读取数据  
while(data!=null)\{  
System.out.println(data);//输出数据  
data = br.readerLine();  
\}  
br.close();  
isr.colose();  
is.close();

四、TCP编程

1、TCP协议是面向连接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据，通过三次握手方式建立连接，形成传输数据的通道，在连接中进行大量数据的传输，效率会稍低
    
    
         2、Java中基于TCP协议实现网络通信的类
    
    
            客户端的Socket类
    
    
            服务器端的ServerSocket类
    
    
           ![](https://img-blog.csdn.net/20181016113652837?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3MDE2MzYz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
    
    
             3、Socket通信的步骤
    
    
                 ① 创建ServerSocket和Socket
    
    
                 ② 打开连接到Socket的输入/输出流
    
    
                 ③ 按照协议对Socket进行读/写操作
    
    
                 ④ 关闭输入输出流、关闭Socket
    
    
           4、服务器端：
    
    
                 ① 创建ServerSocket对象，绑定监听端口
    
    
                 ② 通过accept()方法监听客户端请求
    
    
                 ③ 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
    
    
                 ④ 通过输出流向客户端发送乡音信息
    
    
                 ⑤ 关闭相关资源

/\*\*

*  基于TCP协议的Socket通信，实现用户登录，服务端  
    \*/  
    //1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口  
    ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口  
    //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接  
    Socket socket = serverSocket.accept();  
    //3、获取输入流，并读取客户端信息  
    InputStream is = socket.getInputStream();  
    InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);  
    BufferedReader br =newBufferedReader(isr);  
    String info =null;  
    while((info=br.readLine())!=null)\{  
    System.out.println(“我是服务器，客户端说：”+info)；  
    \}  
    socket.shutdownInput();//关闭输入流  
    //4、获取输出流，响应客户端的请求  
    OutputStream os = socket.getOutputStream();  
    PrintWriter pw = new PrintWriter(os);  
    pw.write(“欢迎您！”);  
    pw.flush();

//5、关闭资源  
pw.close();  
os.close();  
br.close();  
isr.close();  
is.close();  
socket.close();  
serverSocket.close();

5、客户端：

① 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号
    
    
                 ② 连接建立后，通过输出流想服务器端发送请求信息
    
    
                 ③ 通过输入流获取服务器响应的信息
    
    
                 ④ 关闭响应资源

//客户端  
//1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口  
Socket socket =newSocket(“localhost”,10086);  
//2、获取输出流，向服务器端发送信息  
OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流  
PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//将输出流包装成打印流  
pw.write(“用户名：admin；密码：123”);  
pw.flush();  
socket.shutdownOutput();  
//3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息  
InputStream is = socket.getInputStream();  
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));  
String info = null;  
while((info=br.readLine())!null)\{  
System.out.println(“我是客户端，服务器说：”+info);  
\}

//4、关闭资源  
br.close();  
is.close();  
pw.close();  
os.close();  
socket.close();

6、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通信

① 服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接
    
    
               ② 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接
    
    
               ③ 服务器端接受苦读段请求，创建socket与该客户建立专线连接
    
    
               ④ 建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话
    
    
               ⑤ 服务器端继续等待新的连接

//服务器线程处理  
//和本线程相关的socket  
Socket socket =null;  
//  
public serverThread(Socket socket)\{  
this.socket = socket;  
\}

publicvoid run()\{  
//服务器处理代码  
\}

//============================================  
//服务器代码  
ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);  
Socket socket =null;  
int count =0;//记录客户端的数量  
while(true)\{  
socket = serverScoket.accept();  
ServerThread serverThread =newServerThread(socket);  
serverThread.start();  
count++;  
System.out.println(“客户端连接的数量：”+count);  
\}

五、UDP编程

UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、不可靠的、无序的,速度快
    
    
       进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报（Datagram），大小限制在64k，在数据报中指明数据索要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去
    
    
       DatagramPacket类:表示数据报包
    
    
       DatagramSocket类：进行端到端通信的类
    
    
       1、服务器端实现步骤
    
    
           ① 创建DatagramSocket，指定端口号
    
    
           ② 创建DatagramPacket
    
    
           ③ 接受客户端发送的数据信息
    
    
           ④ 读取数据

//服务器端，实现基于UDP的用户登录  
//1、创建服务器端DatagramSocket，指定端口  
DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010);  
//2、创建数据报，用于接受客户端发送的数据  
byte\[\] data =newbyte\[1024\];//  
DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length);  
//3、接受客户端发送的数据  
socket.receive(packet);//此方法在接受数据报之前会一致阻塞  
//4、读取数据  
String info =newString(data,o,data.length);  
System.out.println(“我是服务器，客户端告诉我”+info);

//=========================================================  
//向客户端响应数据  
//1、定义客户端的地址、端口号、数据  
InetAddress address = packet.getAddress();  
int port = packet.getPort();  
byte\[\] data2 = “欢迎您！”.geyBytes();  
//2、创建数据报，包含响应的数据信息  
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);  
//3、响应客户端  
socket.send(packet2);  
//4、关闭资源  
socket.close();

2、客户端实现步骤

① 定义发送信息
    
    
           ② 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息
    
    
           ③ 创建DatagramSocket
    
    
           ④ 发送数据

//客户端  
//1、定义服务器的地址、端口号、数据  
InetAddress address =InetAddress.getByName(“localhost”);  
int port =10010;  
byte\[\] data =“用户名：admin;密码：123”.getBytes();  
//2、创建数据报，包含发送的数据信息  
DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port);  
//3、创建DatagramSocket对象  
DatagramSocket socket =newDatagramSocket();  
//4、向服务器发送数据  
socket.send(packet);

//接受服务器端响应数据  
//======================================  
//1、创建数据报，用于接受服务器端响应数据  
byte\[\] data2 = new byte\[1024\];  
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);  
//2、接受服务器响应的数据  
socket.receive(packet2);  
String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth());  
System.out.println(“我是客户端，服务器说：”+reply);  
//4、关闭资源  
socket.close();

六、注意问题：

1、多线程的优先级问题：
    
    
             根据实际的经验，适当的降低优先级，否侧可能会有程序运行效率低的情况
    
    
     2、是否关闭输出流和输入流：
    
    
             对于同一个socket，如果关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，所以一般不用关闭流，直接关闭socket即可
    
    
     3、使用TCP通信传输对象，IO中序列化部分
    
    
     4、socket编程传递文件，IO流部分

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