JAVA总结之一：SOCKET通信（代码篇）

前言：这是我第一次开始总结我的编程之路，那么就从socket通信开始吧，本片是我原引自网络总结篇文章，我觉得比较具体精炼，代码干练，是我想要总结的类型，因此就“借鉴”以自用。如果还有更好的我会继续总结，也当是我的继续学习啦。

——levy

 

一、SOCKET原理

　　 1.什么是socket
　　 所谓socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
　　 以J2SDK-1.3为例，Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端，Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。
　　 2.重要的Socket API：
　　 java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.3文档。
　　 . Accept方法用于产生"阻塞"，直到接受到一个连接，并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语，它使程序运行暂时"停留"在这个地方，直到一个会话产生，然后程序继续；通常"阻塞"是由循环产生的。
　　 . getInputStream方法获得网络连接输入，同时返回一个IutputStream对象实例，。
　　 . getOutputStream方法连接的另一端将得到输入，同时返回一个OutputStream对象实例。
　　 注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException，它必须被捕获，因为它们返回的流对象，通常都会被另一个流对象使用。
　　 3.如何开发一个Server-Client模型的程序
　　 开发原理：

　　 服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以建议使用大于1024的端口），等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。

　　 客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

 

二、建立模型

      

       1.基本Server-Client模型

 

　　 ｛建立服务器｝ 

import java.net.*;
import java.io.*;

public class Server {
    private ServerSocket ss;
    private Socket socket;
    private BufferedReader in;
    private PrintWriter out;

    public Server() {
      try {
          ss = new ServerSocket(10000);
 //进入循环，这是由socket的特性决定的，进行循环监听
          while (true) {
              socket = ss.accept(); //accept() 监听方法
              in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
              out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);

              String line = in.readLine();
              out.println("you input is :" + line);
              out.close();
              in.close();
              socket.close(); //socket流必须关闭！
            }
          ss.close();
        } catch (IOException e) {}
    }

    public static void main(String[] args) {
      new Server();
    }
  }

 

这个程序建立了一个服务器，它一直监听10000端口，等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息，然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

｛建立客户端｝

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Client {
    Socket socket;
    BufferedReader in;
    PrintWriter out;
    public Client() {
      try {
          socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);  //服务器地址和端口号
          in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
          out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
          BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
          out.println(line.readLine());
          line.close();
          out.close();
          in.close();
          socket.close();
        } catch (IOException e) {}
    }
    public static void main(String[] args) {
      new Client();
    }
  }

 

这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器，端口为10000，并从键盘输入一行信息，发送到服务器，然后接受服务器的返回信息，最后结束会话。

 

       2.Serverd端多线程模型（解决多客户同时连接）

　　 在实际的网络环境里，同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息，还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中，实现以上功能特点是非常容易的。

　　 设计原理：

　　 主程序监听一端口，等待客户接入；同时构造一个线程类，准备接管会话。当一个Socket会话产生后，将这个会话交给线程处理，然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。
　　

｛实现消息共性｝ 

 

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Server extends ServerSocket {
    private static final int SERVER_PORT = 10000;
    public Server() throws IOException {
        super(SERVER_PORT);
        try {
            while (true) {
                Socket socket = accept();
                new CreateServerThread(socket);
              }
          } catch (IOException e) {} finally {
            close();
          }
      }
//--- CreateServerThread
    class CreateServerThread extends Thread {
        private Socket client;
        private BufferedReader in;
        private PrintWriter out;
        public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
            client = s;
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312"));
            out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
            out.println("--- Welcome ---");
            start();
          }
        public void run() {
          try {
              String line = in.readLine();
              while (!line.equals("bye")) {
                  String msg = createMessage(line);
                  out.println(msg);
                  line = in.readLine();
                }
              out.println("--- See you, bye! ---");
              client.close();
            } catch (IOException e) {}
        }
        private String createMessage(String line) {
          xxxxxxxxx;
        }
      }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Server();
      }
  }

   

这个程序监听10000端口，并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入，并将输入回应客户，直到客户输入"bye"，线程结束。我们可以在createMessage方法中，对输入进行处理，并产生结果，然后把结果返回给客户。 第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流

 

        2.信息共享模型

　　 网络的伟大之一也是信息共享，Server可以主动向所有Client广播消息，同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

设计原理：
　　 服务器端接受客户端的连接请求，同时启动一个线程处理这个连接，线程不停的读取客户端输入，然后把输入加入队列中，等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中，以便在需要的时候定位和取出。

　　｛源码｝

 

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
import java.lang.*;
public class Server extends ServerSocket {
    private static ArrayList User_List = new ArrayList();
    private static ArrayList Threader = new ArrayList();
    private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();
    private static int Thread_Counter = 0;
    private static boolean isClear = true;
    protected static final int SERVER_PORT = 10000;
    protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true);
    public Server() throws FileNotFoundException, IOException {
        super(SERVER_PORT);
        new Broadcast();
//append connection log
        Calendar now = Calendar.getInstance();
        String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection\015\012";
        byte[] tmp = str.getBytes();
        LOG_FILE.write(tmp);
        try {
            while (true) {
                Socket socket = accept();
                new CreateServerThread(socket);
              }
          } finally {
            close();
          }
      }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Server();
      }
//--- Broadcast
    class Broadcast extends Thread {
        public Broadcast() {
          start();
        }
        public void run() {
          while (true) {
              if (!isClear) {
                  String tmp = (String)Message_Array.getFirst();
                  for (int i = 0; i < Threader.size(); i++) {
                      CreateServerThread client = (CreateServerThread)Threader.get(i);
                      client.sendMessage(tmp);
                    }
                  Message_Array.removeFirst();
                  isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;
                }
            }
        }
      }
//--- CreateServerThread
    class CreateServerThread extends Thread {
        private Socket client;
        private BufferedReader in;
        private PrintWriter out;
        private String Username;
        public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
            client = s;
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
            out.println("--- Welcome to this chatroom ---");
            out.println("Input your nickname:");
            start();
          }
        public void sendMessage(String msg) {
          out.println(msg);
        }
        public void run() {
          try {
              int flag = 0;
              Thread_Counter++;
              String line = in.readLine();
              while (!line.equals("bye")) {
                  if (line.equals("l")) {
                      out.println(listOnlineUsers());
                      line = in.readLine();
                      continue;
                    }
                  if (flag++ == 0) {
                      Username = line;
                      User_List.add(Username);
                      out.println(listOnlineUsers());
                      Threader.add(this);
                      pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
                    } else {
                      pushMessage("<" + Username + ">" + line);
                    }
                  line = in.readLine();
                }
              out.println("--- See you, bye! ---");
              client.close();
            } catch (IOException e) {} finally {
              try {
                  client.close();
                } catch (IOException e) {}
              Thread_Counter--;
              Threader.remove(this);
              User_List.remove(Username);
              pushMessage("[< " + Username + " left>]");
            }
        }
        private String listOnlineUsers() {
          String s ="-+- Online list -+-\015\012";
          for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) {
              s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012";
            }
          s += "-+---------------------+-";
          return s;
        }
        private void pushMessage(String msg) {
          Message_Array.addLast(msg);
          isClear = false;
        }
      }
  }

 

 

 

这就是程序运行后，多用户登陆并且输入信息后的屏幕。实现了信息的实时广播。用户输入"l"就可以列出在线人员表。

 

 三、整体直观代码块（socket模型）

 

 ｛客户端socket类｝

 

import java.io.*;
import java.net.*;

public class NovelClient {


    private ObjectOutputStream output;
    private ObjectInputStream input;
    private Socket socket;
    private Object o;


    /**
     * socket流声明
     */
    public NovelClient(){
        try {
            InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();
            String ip=addr.getHostAddress().toString();
            socket=new Socket(ip,8000);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public Object sendAndRead(Object o){
    try {
        output=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        output.writeObject(o);
        output.flush();
        input=new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
        o=(Object) input.readObject();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }finally{
          output.close();
          input.close();
    }
    return o;
}

 

｛服务器端socket类｝

 

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
 * Socket Class
 * @author oracle
 *
 */
public class Server {

    private static ServerSocket serversocket;
    private static Socket scoket;

    public static void serverStart(){
        try {
            serversocket =new ServerSocket(7566);
            System.out.println("server start...");
            while(true){
                scoket=serversocket.accept();
                ServerThread serverthread=new ServerThread(scoket);
                Thread thread=new Thread(serverthread);
                thread.start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String []args){
        Server.serverStart();
    }

}

 

 ｛服务器端线程类｝

 

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class ServerThread implements Runnable {

    private Socket socket;
    private ObjectInputStream in;
    private ObjectOutputStream out;
    private Objecet o;

    public ServerThread (Socket socket) {
        this.socket=socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        serverThread();
    }

    private void serverThread() {

        try {
          in=new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
          o=(Object) in.readObject();

            out=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            out.writeObject(o);
            out.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

声明：最后这个是我自己写的，为了以后理解时候用的。