Java的Socket编程

Java的Socket编程

网络编程

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也能及时得到服务。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。

而TCP层则提供面向应用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。

目前网络编程的核心问题有两个：1.快速定位客户端;2.高效的传递数据

传输协议TCP和UDP

TCP是Tranfer ControlProtocol的简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是serversocket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。

 

UDP是User DatagramProtocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

 

比较：TCP和UDP

 

UDP：

1．数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。

2．UDP传输数据时是有限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。

3．UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方

 

TCP：

1．面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。

2．TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。

3．TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

基于Socket的网络编程

什么是Socket

 

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

 

Socket构造方法

java在包java.NET中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。造方法如下：

　　Socket(InetAddress address, int port);

　　Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);

　　Socket(String host, int prot);

　　Socket(String host, int prot, boolean stream);

　　Socket(SocketImpl impl)

　　Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

　　Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, intlocalPort)

　　ServerSocket(int port);

　　ServerSocket(int port, int backlog);

　　ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

 

其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和 bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。

 

选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

 

在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

 

Socket使用流程

服务器基本步骤：

1.指定端口实例化一个SeverSocket

2.调用ServerSocket的accept()方法，以在等待连接期间造成阻塞

3.获取位于该底层的Socket的流以进行读写操作

4.将数据封装成流

5.对Socket进行读写

6.关闭打开的流

 

客户端基本步骤：

1.通过IP地址和端口实例化Socket，请求连接服务器

2.获得Socket上的流以进行读写

3.把流封装进BufferedReader/PrintWriter的实例

4.对Socket进行读写

5.关闭打开的流

使用案例

服务端

package com.cloud.socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.Net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
 * 模拟服务器
 */
public class Server {
   public static void main(String[] args) {
      try {
        String line;
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
           //监听8888的端口请求
           serverSocket = new ServerSocket(8888);
        } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
        }
        Socket socket = null;
        try {
           //等待客户端请求
           socket = serverSocket.accept();
        } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
        }
        BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("Client:"+is.readLine());
        line = sin.readLine();
        while(!line.equals("close")){
           os.println(line);
           os.flush();
           System.out.println("Server:"+line);
           System.out.println("Client:"+is.readLine());
           line = sin.readLine();
        }
        os.close();
        is.close();
        serverSocket.close();
        socket.close();
      } catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
      }
   }
}

客户端

package com.cloud.socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class MyServer {
   public static void main(String[] args) {
      try {
        String readline;
        Socket socket = new Socket("192.168.200.55", 8888);
        BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        readline=sin.readLine();
        while(!readline.equals("close")){
           os.println(readline);
           os.flush();
           System.out.println("Client1:"+readline);
           System.out.println("Server1:"+is.readLine());
           readline=sin.readLine();
        }
        os.close();
        is.close();
        socket.close();
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
   }
}