Java的Socket编程
发布日期:2021-07-20 20:53:37 浏览次数:12 分类:技术文章

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Java最初是作为网络编程语言出现的,其对网络提供了高度的支持,使得客户端和服务器的沟通变成了现实,而在网络编程中,使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相关的技术。下面就让我们一起揭开Socket的神秘面纱。

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》

            

       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");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 -1url.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");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

           

            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();
  1. 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();
  1. 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socketSocket 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();
  1. 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();
  1. 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

转载地址:https://blog.csdn.net/liao0801_123/article/details/85052177 如侵犯您的版权,请留言回复原文章的地址,我们会给您删除此文章,给您带来不便请您谅解!

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[***.46.13.214]2022年12月04日 12时33分48秒

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