JAVA(网络编程练习)

最新推荐文章于 2022-04-14 17:46:23 发布

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#java #socket #网络

本文介绍了Java Socket网络编程的基础知识，包括Socket的整体流程和客户端与服务器的四个步骤。通过一个实例展示了客户端输入正方形边长，服务器计算面积并返回结果的过程，进一步讨论了如何通过多线程优化服务器端程序，以实现为多个客户提供服务。

Socket网络编程与练习

Java Socket网络编程
- Socket整体流程
- - 从客户端到服务器的每一个请求，都有4个步骤：
练习一

Java Socket网络编程

Java的网络编程主要涉及到的内容是Socket编程。Socket，套接字，就是两台主机之间逻辑连接的端点。TCP/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议、本地主机的IP地址、本地进程的协议端口、远程主机的IP地址、远程进程的协议端口。

Socket整体流程

Socket编程主要涉及到客户端和服务端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字（ServerSocket），并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，我们可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。

客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

从客户端到服务器的每一个请求，都有4个步骤：

默认情况下，客户端在端口80打开与服务器的一个TCP连接，URL中还可以指定其他端口。
客户端向服务器发送消息，请求指定路径上的资源。这个资源包括一个首部，可选地（取决于请求的性质）还可以有一个空行，后面是这个请求的数据。
服务器向客户端发送响应。响应以响应码开头，后面是包含数据的首部、一个空行以及所请求的文档或错误消息。
服务器关闭连接。

socket通信模型

通过前面的学习，今天试一下简单的代码

练习一

一个客户端和服务器端进行数据交互的例子，客户端输入正方形的边长，服务器端接收到后计算面积并返回给客户端，通过这个例子可以初步对Socket编程有个把握。

服务器端

public class SocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 端口号
        int port = 8000;
        // 在端口上创建一个服务器套接字
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        // 监听来自客户端的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();

        DataInputStream dis = new DataInputStream(
                new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));

        do {
            double length = dis.readDouble();
            System.out.println("服务器端收到的边长数据为：" + length);
            double result = length * length;
            dos.writeDouble(result);
            dos.flush();
        } while (dis.readInt() != 0);

        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端

public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {

        int port = 8000;
        String host = "localhost";

        // 创建一个套接字并将其连接到指定端口号
        Socket socket = new Socket(host, port);

        DataInputStream dis = new DataInputStream(
                new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));

        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        boolean flag = false;

        while (!flag) {

            System.out.println("请输入正方形的边长:");
            double length = sc.nextDouble();

            dos.writeDouble(length);
            dos.flush();

            double area = dis.readDouble();

            System.out.println("服务器返回的计算面积为:" + area);

            while (true) {

                System.out.println("继续计算？(Y/N)");

                String str = sc.next();

                if (str.equalsIgnoreCase("N")) {
                    dos.writeInt(0);
                    dos.flush();
                    flag = true;
                    break;
                } else if (str.equalsIgnoreCase("Y")) {
                    dos.writeInt(1);
                    dos.flush();
                    break;
                }
            }
        }
        socket.close();
    }
}

练习二

上面的服务器端程序和客户端程序是一对一的关系，为了能让一个服务器端程序能同时为多个客户提供服务，可以使用多线程机制，利用线程池可以改善服务器程序的性能，每个客户端的请求都由一个独立的线程进行处理。优化后的服务器端程序。

public class SocketServerM {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        int port = 7000;
        int clientNo = 1;

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);

        // 创建线程池
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();

        try {

            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                exec.execute(new SingleServer(socket, clientNo));
                clientNo++;
            }

        } finally {
            serverSocket.close();
        }

    }
}

class SingleServer implements Runnable {

    private Socket socket;
    private int clientNo;

    public SingleServer(Socket socket, int clientNo) {
        this.socket = socket;
        this.clientNo = clientNo;
    }

    @Override
    public void run() {

        try {

            DataInputStream dis = new DataInputStream(
                    new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));

            do {

                double length = dis.readDouble();
                System.out.println("从客户端" + clientNo + "接收到的边长数据为：" + length);
                double result = length * length;
                dos.writeDouble(result);
                dos.flush();

            } while (dis.readInt() != 0);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("与客户端" + clientNo + "通信结束");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}