TCP流套接字编程

Bertha 。 2024-03-24 08:45 45阅读 0赞

**目录**

1.ServerSocket API

2.Socket API

3实例1:显示

3.1服务器

3.1.1步骤

3.1.2代码

3.2.客户端

3.2.1步骤

3.2.2代码

3.3多线程

3.4用线程池调用任务

4.翻译服务器

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## 1.ServerSocket API ##

ServerSocket 是创建TCP服务端Socket的API。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>方法签名</p> </td> 
   <td> <p>方法说明</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>ServerSocket(int port)</p> </td> 
   <td> <p>创建一个服务端流套接字Socket，并绑定到指定端口</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

ServerSocket 方法：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>方法签名</p> </td> 
   <td> <p>方法说明</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>Socket accept()</p> </td> 
   <td> <p>开始监听指定端口（创建时绑定的端口），有客户端连接后，返回一个服务端</p> <p>Socket对象，并基于该Socket建立与客户端的连接，否则阻塞等待</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>voidclose()</p> </td> 
   <td> <p>关闭此套接字</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2.Socket API ##

Socket 是客户端Socket，或服务端中接收到客户端建立连接（accept方法）的请求后，返回的服务端Socket。

不管是客户端还是服务端Socket，都是双方建立连接以后，保存的对端信息，及用来与对方收发数据的。Socket 构造方法：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>方法签名</p> </td> 
   <td> <p>方法说明</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>Socket(String host, intport)</p> </td> 
   <td> <p>创建一个客户端流套接字</p> <p>Socket</p> <p>，并与对应</p> <p>IP</p> <p>的主机上，对应端口的进程建立连接</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Socket 方法

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>方法签名</p> </td> 
   <td> <p>方法说明</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>InetAddress getInetAddress()</p> </td> 
   <td> <p>返回套接字所连接的地址</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>InputStream getInputStream()</p> </td> 
   <td> <p>返回此套接字的输入流</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>OutputStream getOutputStream()</p> </td> 
   <td> <p>返回此套接字的输出流</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3实例1:显示 ##

### 3.1服务器 ###

#### 3.1.1步骤 ####

1.  进行网络编程,第一步要准备好socket实例
2.  启动服务器
    
    1.  由于Tcp有连接,要先建立连接
        
        1.  accept相当于接电话,如果客户端没有建立连接,就会阻塞
        2.  accept返回一个socket对象,成为clientSocket,后序和客户端沟通就是通过clientSocket完成
        3.  serverSocket就接电话,业务交给clientSocket
3.  实现连接方法--接下来处理请求和响应
    
    1.  循环处理每个请求然后响应
    2.  读取请求
    3.  根据请求计算响应
    4.  把响应返回给客户端
    5.  要关闭
4.  实现计算响应的方法

#### 3.1.2代码 ####

public class TcpEchoSever {
        private ServerSocket serverSocket=null;
        public TcpEchoSever(int port) throws IOException {
            serverSocket=new ServerSocket(port);
        }
        public void start() throws IOException {
            System.out.println("服务器启动");
            Socket clientSocket=serverSocket.accept();
            processConnect(clientSocket);
        }
    
        private void processConnect(Socket clientSocket) {
            System.out.printf("[%s:%d] 客户端连接!\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
    
            try(InputStream inputStream=clientSocket.getInputStream()){
                try(OutputStream outputStream= clientSocket.getOutputStream()){
                    Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
                    while(true){
                        if(!scanner.hasNext()){
                            System.out.printf("[%s:%d] 客户端断开连接\n",clientSocket.getInetAddress(),
                                    clientSocket.getPort());
                            break;
                        }
                        String request=scanner.next();
                        String response=process(request);
                        PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);
                        printWriter.println(response);
                        printWriter.flush();
                        System.out.printf("[%s:%d] rep:%s, resp: %s\n",
                                clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort(),request,response);
    
                    }
                }
    
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                try {
                    clientSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
        private String process(String request) {
            return request;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            TcpEchoSever tcpEchoSever=new TcpEchoSever(9090);
            tcpEchoSever.start();
        }
    }

### 3.2.客户端 ###

#### 3.2.1步骤 ####

1.  进行网络编程,第一步要准备好socket实例
2.  启动客户端
    
    1.  从控制台读取字符串
    2.  根据读取的字符串,构造请求,把请求发个服务器
    3.  从服务器读取响应,并解析
    4.  把结果显示在控制台上

#### 3.2.2代码 ####

public class TcpEchoClient {
       private Socket socket=null;
        public TcpEchoClient(String ServerIP, int SeverPort) throws IOException {
            socket=new Socket("127.0.0.1",9090);
        }
        public void start(){
            System.out.println("服务器连接成功");
            Scanner scanner=new Scanner(System.in);
            try(InputStream inputStream=socket.getInputStream()) {
                try(OutputStream outputStream=socket.getOutputStream()){
                    while(true){
                        System.out.println("->");
                        String request=scanner.next();
                        PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);
                        printWriter.println(request);
                        printWriter.flush();
                        Scanner respScanner=new Scanner(inputStream);
                        String response=respScanner.next();
                        System.out.printf("req: %s,resp: %s\n",request,response);
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

### 3.3多线程 ###

主线程循环调用accept,当客户端连接,让主线程创建新线程,由新线程负责对客户端若干请求,提供服务(新线程中while循环来处理请求),多线程是并发执行的(宏观上是同时执行),就是各自执行各自的,不会干扰(每个客户端要连接都要分配一个线程)

public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            Socket clientSocket=serverSocket.accept();
            Thread t=new Thread(()->{
                processConnection(clientSocket);
            });
            t.start();
        }
    }

### 3.4用线程池调用任务 ###

public void start() throws IOException {
            System.out.println("服务器启动");
            ExecutorService pool=Executors.newCachedThreadPool();
            while(true){
                Socket clientSocket=serverSocket.accept();
                pool.submit(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        processConnect(clientSocket); 
                    }
                });
            }
            
            
        }

## 4.翻译服务器 ##

TcpDictServer继承TcpThreadPoolEchoServer,重写process方法

public class TcpDictServer extends TcpThreadPoolEchoServer{
        private HashMap<String,String> dict=new HashMap<>();
        public TcpDictServer(int port) throws IOException {
            super(port);
    
            //简单构造几个词
            dict.put("cat","小猫");
            dict.put("dog","小狗");
            dict.put("pig","小猪");
        }
    
        @Override
        public String process(String request) {
            return dict.getOrDefault(request,"当前词无法翻译");
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            TcpDictServer server=new TcpDictServer(9090);
            server.start();
        }
    }