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        Java Socket編程—通信是這樣煉成的

        • 發布:Java培訓
        • 來源:Java教程
        • 時間:2017-12-18 15:21

        Java最初是作為網絡編程語言出現的,其對網絡提供了高度的支持,使得客戶端和服務器的溝通變成了現實,而在網絡編程中,使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相關的技術。下面就讓我們一起揭開Socket的神秘面紗。

        Socket編程

        一、網絡基礎知識(參考計算機網絡)

        1、兩臺計算機間進行通訊需要以下三個條件:

        IP地址、協議、端口號

        2、TCP/IP協議:

        是目前世界上應用最為廣泛的協議,是以TCP和IP為基礎的不同層次上多個協議的集合,也成TCP/IP協議族、或TCP/IP協議棧

        TCP:Transmission Control Protocol 傳輸控制協議

        IP:Internet Protocol 互聯網協議

        3、TCP/IP五層模型

        應用層:HTTP、FTP、SMTP、Telnet等

        傳輸層:TCP/IP

        網絡層:

        數據鏈路層:

        物理層:網線、雙絞線、網卡等

        4、IP地址

        為實現網絡中不同計算機之間的通信,每臺計算機都必須有一個唯一的標識---IP地址。

        32位二進制

        5、端口

        區分一臺主機的多個不同應用程序,端口號范圍為0-65535,其中0-1023位為系統保留。

        如:HTTP:80 FTP:21 Telnet:23

        IP地址+端口號組成了所謂的Socket,Socket是網絡上運行的程序之間雙向通信鏈路的終結點,是TCP和UDP的基礎

        6、Socket套接字:

        網絡上具有唯一標識的IP地址和端口組合在一起才能構成唯一能識別的標識符套接字。

        Socket原理機制:

        通信的兩端都有Socket

        網絡通信其實就是Socket間的通信

        數據在兩個Socket間通過IO傳輸

        7、Java中的網絡支持

        針對網絡通信的不同層次,Java提供了不同的API,其提供的網絡功能有四大類:

        InetAddress:用于標識網絡上的硬件資源,主要是IP地址

        URL:統一資源定位符,通過URL可以直接讀取或寫入網絡上的數據

        Sockets:使用TCP協議實現的網絡通信Socket相關的類

        Datagram:使用UDP協議,將數據保存在用戶數據報中,通過網絡進行通信。

        二、InetAddress

        InetAddress類用于標識網絡上的硬件資源,標識互聯網協議(IP)地址。

        該類沒有構造方法

        1 //獲取本機的InetAddress實例

        2 InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();

        3 address.getHostName();//獲取計算機名

        4 address.getHostAddress();//獲取IP地址

        5 byte[] bytes = address.getAddress();//獲取字節數組形式的IP地址,以點分隔的四部分

        7 //獲取其他主機的InetAddress實例8 InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主機名");9 InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址");

        三、URL類

        1、URL(Uniform Resource Locator)統一資源定位符,表示Internet上某一資源的地址,協議名:資源名稱

        1 //創建一個URL的實例

        2 URL baidu =new URL("http://www.baidu.com"); 

        3 URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");//?表示參數,#表示錨點

        4 url.getProtocol();//獲取協議

        5 url.getHost();//獲取主機

        6 url.getPort();//如果沒有指定端口號,根據協議不同使用默認端口。此時getPort()方法的返回值為 -1

        7 url.getPath();//獲取文件路徑

        8 url.getFile();//文件名,包括文件路徑+參數

        9 url.getRef();//相對路徑,就是錨點,即#號后面的內容10 url.getQuery();//查詢字符串,即參數

        2、使用URL讀取網頁內容

        通過URL對象的openStream()方法可以得到指定資源的輸入流,通過流能夠讀取或訪問網頁上的資源

        1 //使用URL讀取網頁內容

        2 //創建一個URL實例

        3 URL url =new URL("http://www.baidu.com"); 

        4 InputStream is = url.openStream();//通過openStream方法獲取資源的字節輸入流

        5 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");//將字節輸入流轉換為字符輸入流,如果不指定編碼,中文可能會出現亂碼

        6 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//為字符輸入流添加緩沖,提高讀取效率

        7 String data = br.readLine();//讀取數據

        8 while(data!=null){ 

        9 System.out.println(data);//輸出數據

        10 data = br.readerLine();

        11 }

        12 br.close();

        13 isr.colose();

        14 is.close();

        四、TCP編程

        1、TCP協議是面向連接的、可靠的、有序的、以字節流的方式發送數據,通過三次握手方式建立連接,形成傳輸數據的通道,在連接中進行大量數據的傳輸,效率會稍低

        2、Java中基于TCP協議實現網絡通信的類

        客戶端的Socket類

        服務器端的ServerSocket類

        Java Socket編程-通信是這樣煉成的

        3、Socket通信的步驟

        ① 創建ServerSocket和Socket

        ② 打開連接到Socket的輸入/輸出流

        ③ 按照協議對Socket進行讀/寫操作

        ④ 關閉輸入輸出流、關閉Socket

        4、服務器端:

        ① 創建ServerSocket對象,綁定監聽端口

        ② 通過accept()方法監聽客戶端請求

        ③ 連接建立后,通過輸入流讀取客戶端發送的請求信息

        ④ 通過輸出流向客戶端發送鄉音信息

        ⑤ 關閉相關資源

        1 /** 

        2 * 基于TCP協議的Socket通信,實現用戶登錄,服務端 

        3 */ 

        4 //1、創建一個服務器端Socket,即ServerSocket,指定綁定的端口,并監聽此端口 

        5 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某個端口

        6 //2、調用accept()方法開始監聽,等待客戶端的連接 

        7 Socket socket = serverSocket.accept();

        8 //3、獲取輸入流,并讀取客戶端信息 

        9 InputStream is = socket.getInputStream();

        10 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);

        11 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);

        12 String info =null

        13 while((info=br.readLine())!=null){

        14 System.out.println("我是服務器,客戶端說:"+info);

        15 }

        16 socket.shutdownInput();//關閉輸入流

        17 //4、獲取輸出流,響應客戶端的請求

        18 OutputStream os = socket.getOutputStream();

        19 PrintWriter pw = new PrintWriter(os);

        20 pw.write("歡迎您!");

        21 pw.flush();

        22 

        23 

        24 //5、關閉資源

        25 pw.close();

        26 os.close();

        27 br.close();

        28 isr.close();

        29 is.close();

        30 socket.close();

        31 serverSocket.close();

        5、客戶端:

        ① 創建Socket對象,指明需要連接的服務器的地址和端口號

        ② 連接建立后,通過輸出流想服務器端發送請求信息

        ③ 通過輸入流獲取服務器響應的信息

        ④ 關閉響應資源

        1 //客戶端

        2 //1、創建客戶端Socket,指定服務器地址和端口

        3 Socket socket =newSocket("localhost",10086); 4 //2、獲取輸出流,向服務器端發送信息

        5 OutputStream os = socket.getOutputStream();//字節輸出流

        6 PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//將輸出流包裝成打印流

        7 pw.write("用戶名:admin;密碼:123"); 8 pw.flush(); 9 socket.shutdownOutput(); 10 //3、獲取輸入流,并讀取服務器端的響應信息 11 InputStream is = socket.getInputStream(); 12 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); 13 String info = null; 14 while((info=br.readLine())!null){ 15 System.out.println("我是客戶端,服務器說:"+info); 16 } 17 18 //4、關閉資源 19 br.close(); 20 is.close(); 21 pw.close(); 22 os.close(); 23 socket.close();

        6、應用多線程實現服務器與多客戶端之間的通信

        ① 服務器端創建ServerSocket,循環調用accept()等待客戶端連接

        ② 客戶端創建一個socket并請求和服務器端連接

        ③ 服務器端接受苦讀段請求,創建socket與該客戶建立專線連接

        ④ 建立連接的兩個socket在一個單獨的線程上對話

        ⑤ 服務器端繼續等待新的連接

        1 //服務器線程處理

        2 //和本線程相關的socket

        3 Socket socket =null; 4 //

        5 public serverThread(Socket socket){ 6 this.socket = socket; 7 } 8

        9 publicvoid run(){ 10 //服務器處理代碼 11 } 12 13 //============================================ 14 //服務器代碼 15 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086); 16 Socket socket =null; 17 int count =0;//記錄客戶端的數量 18 while(true){ 19 socket = serverScoket.accept(); 20 ServerThread serverThread =newServerThread(socket); 21 serverThread.start(); 22 count++; 23 System.out.println("客戶端連接的數量:"+count); 24 }

        五、UDP編程

        UDP協議(用戶數據報協議)是無連接的、不可靠的、無序的,速度快

        進行數據傳輸時,首先將要傳輸的數據定義成數據報(Datagram),大小限制在64k,在數據報中指明數據索要達到的Socket(主機地址和端口號),然后再將數據報發送出去

        DatagramPacket類:表示數據報包

        DatagramSocket類:進行端到端通信的類

        1、服務器端實現步驟

        ① 創建DatagramSocket,指定端口號

        ② 創建DatagramPacket

        ③ 接受客戶端發送的數據信息

        ④ 讀取數據

        1 //服務器端,實現基于UDP的用戶登錄

        2 //1、創建服務器端DatagramSocket,指定端口

        3 DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010); 

        4 //2、創建數據報,用于接受客戶端發送的數據

        5 byte[] data =newbyte[1024];//

        6 DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length); 

        7 //3、接受客戶端發送的數據 

        8 socket.receive(packet);//此方法在接受數據報之前會一致阻塞 

        9 //4、讀取數據 

        10 String info =newString(data,o,data.length); 

        11 System.out.println("我是服務器,客戶端告訴我"+info); 

        12 

        13 

        14 //========================================================= 

        15 //向客戶端響應數據 

        16 //1、定義客戶端的地址、端口號、數據 

        17 InetAddress address = packet.getAddress(); 

         18 int port = packet.getPort(); 

        19 byte[] data2 = "歡迎您!".geyBytes(); 

        20 //2、創建數據報,包含響應的數據信息 

        21 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port); 

        22 //3、響應客戶端 

        23 socket.send(packet2); 

        24 //4、關閉資源 

        25 socket.close();

        2、客戶端實現步驟

        ① 定義發送信息

        ② 創建DatagramPacket,包含將要發送的信息

        ③ 創建DatagramSocket

        ④ 發送數據

        1 //客戶端

        2 //1、定義服務器的地址、端口號、數據

        3 InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost"); 

        4 int port =10010; 

        5 byte[] data ="用戶名:admin;密碼:123".getBytes(); 

        6 //2、創建數據報,包含發送的數據信息

        7 DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port); 

        8 //3、創建DatagramSocket對象

        9 DatagramSocket socket =newDatagramSocket(); 

        10 //4、向服務器發送數據 

        11 socket.send(packet); 

        12 

        13 

        14 //接受服務器端響應數據 

        15 //====================================== 

        16 //1、創建數據報,用于接受服務器端響應數據 

        17 byte[] data2 = new byte[1024]; 

        18 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length); 

        19 //2、接受服務器響應的數據 

        20 socket.receive(packet2); 

        21 String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth()); 

        22 System.out.println("我是客戶端,服務器說:"+reply); 

        23 //4、關閉資源 

        24 socket.close();

        六、注意問題:

        1、多線程的優先級問題:

        根據實際的經驗,適當的降低優先級,否側可能會有程序運行效率低的情況

        2、是否關閉輸出流和輸入流:

        對于同一個socket,如果關閉了輸出流,則與該輸出流關聯的socket也會被關閉,所以一般不用關閉流,直接關閉socket即可

        3、使用TCP通信傳輸對象,IO中序列化部分

        4、socket編程傳遞文件,IO流部分

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