将琴存诗
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Java Socket 编程

1. 背景

  网络编程是指编写运行在多个设备(计算机)的程序,这些设备都通过网络连接起来。

  java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口,它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口,来专注于解决问题,而不用关注通信细节。

  java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:  

  TCP:TCP 是传输控制协议的缩写,它保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议,被称 TCP / IP。

  UDP:UDP 是用户数据报协议的缩写,一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包。

2. Socket 编程

  套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字,并尝试连接服务器的套接字。

  当连接建立时,服务器会创建一个 Socket 对象。客户端和服务器现在可以通过对 Socket 对象的写入和读取来进行进行通信。

  java.net.Socket 类代表一个套接字,并且 java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种来监听客户端,并与他们建立连接的机制。

以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现:

  • 服务器实例化一个 ServerSocket 对象,表示通过服务器上的端口通信。

  • 服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法,该方法将一直等待,直到客户端连接到服务器上给定的端口。

  • 服务器正在等待时,一个客户端实例化一个 Socket 对象,指定服务器名称和端口号来请求连接。

  • Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立,则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信。

  • 在服务器端,accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用,该 socket 连接到客户端的 socket。

连接建立后,通过使用 I/O 流在进行通信,每一个socket都有一个输出流和一个输入流,客户端的输出流连接到服务器端的输入流,而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。

TCP 是一个双向的通信协议,因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket。

2.1 ServerSocket 类的方法

服务器应用程序通过使用 java.net.ServerSocket 类以获取一个端口,并且侦听客户端请求。

2.1.1 ServerSocket 类构造方法

序号 方法描述
1 public ServerSocket(int port) throws IOException
创建绑定到特定端口的服务器套接字。
2 public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException
利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。
3 public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException
使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。
4 public ServerSocket() throws IOException
创建非绑定服务器套接字。

创建非绑定服务器套接字。 如果 ServerSocket 构造方法没有抛出异常,就意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口,并且侦听客户端请求。

2.1.2 ServerSocket 类的常用方法

序号 方法描述
1 public int getLocalPort()
  返回此套接字在其上侦听的端口。
2 public Socket accept() throws IOException
侦听并接受到此套接字的连接。
3 public void setSoTimeout(int timeout)
 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT,以毫秒为单位。
4 public void bind(SocketAddress host, int backlog)
将 ServerSocket 绑定到特定地址(IP 地址和端口号)。

2.2 Socket 类的方法

java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ,而 服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。

2.2.1 Socket 类构造方法.

序号 方法描述
1 public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException.
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。
2 public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException
创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。
3 public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException.
创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。
4 public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException.
创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。
5 public Socket()
通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字

当 Socket 构造方法返回,并没有简单的实例化了一个 Socket 对象,它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口。

下面列出了一些感兴趣的方法,注意客户端和服务器端都有一个 Socket 对象,所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法。

序号 方法描述
1 public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException
将此套接字连接到服务器,并指定一个超时值。
2 public InetAddress getInetAddress()
 返回套接字连接的地址。
3 public int getPort()
返回此套接字连接到的远程端口。
4 public int getLocalPort()
返回此套接字绑定到的本地端口。
5 public SocketAddress getRemoteSocketAddress()
返回此套接字连接的端点的地址,如果未连接则返回 null。
6 public InputStream getInputStream() throws IOException
返回此套接字的输入流。
7 public OutputStream getOutputStream() throws IOException
返回此套接字的输出流。
8 public void close() throws IOException
关闭此套接字。

2.3 InetAddress 类的方法

这个类表示互联网协议(IP)地址。下面列出了 Socket 编程时比较有用的方法:

 

序号 方法描述
1 static InetAddress getByAddress(byte[] addr)
在给定原始 IP 地址的情况下,返回 InetAddress 对象。
2 static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)
根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。
3 static InetAddress getByName(String host)
在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
4 String getHostAddress() 
返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。
5 String getHostName() 
 获取此 IP 地址的主机名。
6 static InetAddress getLocalHost()
返回本地主机。
7 String toString()
将此 IP 地址转换为 String。

 

3. Socket 客户端实例

3.1 MyClient

MyClient一个客户端程序,该程序通过 socket 连接到服务器并发送一个请求,然后等待一个响应。

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.DataInputStream;
 4 import java.io.DataOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.InputStream;
 7 import java.io.OutputStream;
 8 import java.net.Socket;
 9 
10 public class MyClient {
11      public static void main(String [] args)
12        {
13           String serverName = args[0];
14           int port = Integer.parseInt(args[1]);
15           try
16           {
17              System.out.println("Client:连接到主机:" + serverName + " ,端口号:" + port);
18              //Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。
19              //如果通信被建立,则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信。
20              Socket client = new Socket(serverName, port);
21              System.out.println("Client:远程主机地址:" + client.getRemoteSocketAddress());
22              OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
23              DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
24      
25              out.writeUTF("Client:Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
26              InputStream inFromServer = client.getInputStream();
27              DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
28              System.out.println("Client:服务器响应: " + in.readUTF());
29              client.close();
30           }catch(IOException e)
31           {
32              e.printStackTrace();
33           }
34        }
35 }

3.2 MyServer

MyServer是一个服务器端应用程序,使用 Socket 来监听一个指定的端口。

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.DataInputStream;
 4 import java.io.DataOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.net.ServerSocket;
 7 import java.net.Socket;
 8 import java.net.SocketTimeoutException;
 9 
10 public class MyServer extends Thread{
11 
12        private ServerSocket serverSocket;
13        
14        public MyServer(int port) throws IOException
15        {
16           //服务器实例化一个 ServerSocket 对象,表示通过服务器上的端口通信。
17           serverSocket = new ServerSocket(port);
18           //10s中没有连接,则关闭
19           serverSocket.setSoTimeout(10000);
20        }
21      
22        public void run()
23        {
24           while(true)
25           {
26              try
27              {
28                 System.out.println("Server:等待远程连接,端口号为:" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
29                 //服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法,该方法将一直等待,直到客户端连接到服务器上给定的端口。
30                 //在服务器端,accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用,该 socket 连接到客户端的 socket。
31                 Socket server = serverSocket.accept();
32                 System.out.println("Server:远程主机地址:" + server.getRemoteSocketAddress());
33                 DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
34                 System.out.println(in.readUTF());
35                 DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
36                 out.writeUTF("Server:谢谢连接我:" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
37                 server.close();
38              }catch(SocketTimeoutException s)
39              {
40                 System.out.println("Server:Socket timed out!");
41                 break;
42              }catch(IOException e)
43              {
44                 e.printStackTrace();
45                 break;
46              }
47           }
48        }
49        
50 }

3.3 Test.java

测试

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 public class Test {
 6     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
 7         
 8         MyServer server = new MyServer(5209);
 9         server.start();
10         
11         Thread.sleep(1000);
12         String[] arg = {"localhost","5209"};
13         //服务器正在等待时,一个客户端实例化一个 Socket 对象,指定服务器名称和端口号来请求连接。
14         MyClient.main(arg);
15         
16         MyClient.main(arg);
17         
18     }
19 }

3.4 结果

Server:等待远程连接,端口号为:5209...
Client:连接到主机:localhost ,端口号:5209
Client:远程主机地址:localhost/127.0.0.1:5209
Server:远程主机地址:/127.0.0.1:65497
Client:Hello from /127.0.0.1:65497
Client:服务器响应: Server:谢谢连接我:/127.0.0.1:5209
Goodbye!
Server:Socket timed out

 

posted @ 2017-08-09 22:16 loveincode 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
最简单即最美
有了信仰,自己要坚持努力 2017.07.09 21:34