socket简单案例实现
socket简单案例实现
终于还是吃了自己的狗粮......
关于 客户端-服务端 网络模型
常规情况下，网络应用都会存在客户端和服务器端，比如平时外卖应用一样，我们在外卖应用上的操作，都对应着客户端应用想服务器发起请求，并收到响应的过程。服务器为客户端提供业务数据支持，客户端则为用户提供交互界面。
在网络编程中，具体到客户端 - 服务器模型时，我们经常会考虑是使用TCP还是UDP，其实它们二者的区别也很简单：在TCP中连接是谁发起的，在UDP中报文是谁发送的。在TCP中，建立连接是一个非常重要的环节。区别出客户端和服务器，本质上是因为二者编程模型是的不同的。
服务器端需要在一开始就监听在一个确定的端口上，等待客户端发送请求，一旦有客户端建立连接，服务器端则会消耗一定的计算机资源为它服务。
客户端相对简单，它向服务器的监听端口发起请求，连接建立之后，通过连接通路和服务器端进行通信。
还有一点要强调的是，无论是客户端还是服务器端，它们运行的基本单位都是进程（Process），而不是机器。一个客户端，可以同时建立多个到不同服务器的连接；而服务器更是可能在一台机器上部署运行多个服务。
什么是 socket
socket是一种操作系统提供的进程间通信机制。这里并不局限于本地，可以是本地进程间的通信，也可以是远端进程间的通信。在操作系统中，通常会为应用程序提供一组应用程序接口（API），称为套接字接口（socket API）。应用程序可以通过套接字接口来使用套接字（socket），已进行数据交换。
这里要注意一下，我们常说的TCP和UDP只是传输层协议，是一种约定。TCP三次握手则是基于TCP协议创建网络通路，该通路的具体创建与实现还是socket完成。socket是我们用来建立连接、传输数据的唯一途径。
如何使用 socket 建立连接
通过前面的客户端 - 服务器模型，我们知道至少需要一对套接字才能进行网络连接的建立，它们分别是服务端套接字和客户端套接字，这里我们先从服务端说起。
服务端准备连接过程
- 创建套接字（我们这里会使用
TCP的实现） - 绑定监听地址：即为绑定需要监听的
IP地址以及端口号，这里也可以使用本机IP，但是考虑到部署环境IP可能会发生变化，所以这里需要进行IP地址的绑定（比如进行通配地址指定，或者主机存在多张网卡时指定具体的IP）。如果不显式的指定端口号，就意味着把端口的选择权交给操作系统内核来处理，操作系统内核会根据一定的算法选择一个空闲的端口，完成套接字的绑定。 - 开启套接字监听模式：bind函数只是实现套接字与地址的关联，如同登记了电话号码，如果要让别人打通带年华，还需要我们把电话设备接入电话线，让服务器真正处于可接听的状态，这个过程需要依赖
listen函数。这里可以这么理解，socket存在主动和被动模式，比如服务器就是处于被动模式下，它需要等待客户端套接字的主动连接。而listen函数便是可以将套接字设置为被动模式，即告诉内核：“我这个套接字是用来等待用户请求的”。 - 建立连接（
accept阻塞）：在客户端连接请求到达时，服务端应答成功，便完成连接建立。
package com.zhoujian.socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 线程池工具类
* @author zhoujian
*/
public class ExecutorServicePool {
/**
* 初始化线程池
*/
public static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
}
package com.zhoujian.socket.server;
import com.zhoujian.socket.ExecutorServicePool;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Socket服务端示例
* @author zhoujian
*/
public class SocketServer {
/**
* 监听端口
*/
private static int PORT = 8088;
private ServerSocket serverSocket;
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SocketServer.class);
public static void main(String[] args) {
try {
new SocketServer().startUp(PORT);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void startUp(int port) throws IOException {
/**
* 在初始化的过程中先后完成了监听地址绑定和 listen 函数调用
*/
serverSocket = new ServerSocket(port);
logger.info("Socket Server is online, listening at port {}", PORT);
while (true){
/**
* 此处阻塞，等待客户端连接，在三次握手成功完成后，释放阻塞
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
logger.info("socket port is {} connect successful", socket.getPort());
ExecutorServicePool.executorService.execute(new AnswerThread(socket));
}
}
/**
* 应答线程
*/
static class AnswerThread implements Runnable {
private Socket socket;
public AnswerThread(Socket socket){
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
String content = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
try {
bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
/**
* 这里的判断条件就是数据发送完毕的标识
*/
while ((content = bufferedReader.readLine()) != null){
logger.info("form client: {}", content);
socket.getOutputStream().write(content.getBytes());
socket.getOutputStream().write("\n".getBytes());
socket.getOutputStream().flush();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
客户端发起连接过程
- 创建套接字
- 使用
connect发起连接：调用connect函数向服务端发起连接请求，这里传入的是服务端套接字的地址，connect函数可以看做是将套接字转换为主动模式。这里值得注意的是，客户端在调用connect函数前不是非得调用bind函数，因为如果需要（TCP|UDP|本地 套接字）的话，操作系统内核会确定源IP地址，并按照一定的算法选择一个临时端口作为源端口（这里是客户端，服务端应当先完成地址绑定，因为需要一个稳定的地址进行标记，客户端大可不必，还可以减小端口冲突的可能）。在这里我们使用的是TCP套接字，在调用connect函数时将激发TCP的三次握手，贴图如下（图片来自于极客时间），这里务必注意阻塞状态的改变情况:
注意：Read方法也是阻塞的，当调用Read方法是，它就会一直阻塞在那里，直到另一方告诉它数据已经发送完毕（一般情况下，都会使用长度进行控制，这里是采用`\n`来作为数据完结发送的标识）
package com.zhoujian.socket.client;
import com.zhoujian.socket.ExecutorServicePool;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
/**
* Socket客户端示例
* @author zhoujian
*/
public class SocketClient {
/**
* 服务端套接字IP地址
*/
private static String HOST = "127.0.0.1";
/**
* 服务端套接字监听端口
*/
private static int PORT = 8088;
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SocketClient.class);
/**
* 于主线程中初始化客户端套接字，并完成与服务端套接字的连接
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket client = new Socket(HOST, PORT);
ExecutorServicePool.executorService.execute(new ReceiveThread(client));
BufferedReader reader = new BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in, "UTF-8"));
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()));
while (true){
String msg = reader.readLine();
writer.write(msg);
writer.write("\n");
writer.flush();
}
}
/**
* 用于接收服务端套接字的应答
*/
static class ReceiveThread implements Runnable{
private Socket socket;
public ReceiveThread(Socket socket){
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
String receive = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
try {
bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
while ((receive = bufferedReader.readLine()) != null){
logger.info("from server: {}", receive);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
运行截图
服务端套接字启动
客户端A套接字启动
客户端B套接字启动
客户端A套接字与服务端套接字通信
客户端B套接字与服务端套接字通信
拓展
待更新......
引用
说明
本节内容涉及的完整代码地址：socket-example
本文内容大部分源自极客时间以及网络博客图文内容节选，如有冒犯，还请告知我进行处理
邮箱：thread_zhou@126.com
