Socket编程

最新推荐文章于 2025-03-10 17:43:10 发布

小百菜

最新推荐文章于 2025-03-10 17:43:10 发布

阅读量2.7k

点赞数 15

分类专栏： Socket 文章标签： Socket编程 Socket TCP编程 UDP编程网络编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u014644574/article/details/89398236

版权

Socket 专栏收录该内容

4 篇文章

订阅专栏

Socket编程

在网络编程中，使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相关的技术。

一、计算机网络基础知识

关于计算机网络基础知识可以参考博客：
https://blog.youkuaiyun.com/u014644574/article/details/89301205

1、两台计算机间进行通讯需要以下三个条件：

IP地址、协议、端口号

2、TCP/IP协议：

TCP/IP是目前世界上应用最为广泛的协议，是以TCP和IP为基础的不同层次上多个协议的集合，也称TCP/IP协议族、或TCP/IP协议栈

TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议
IP：Internet Protocol 互联网协议

3、TCP/IP四层模型

应用层：HTTP、FTP、POP3、SMTP、Telnet、SSH、DNS等
传输层：TCP/UDP
网络层：IP
网络接口层：包括数据链路层（负责网络寻址）和物理层（通过物理介质：双绞线、光纤等传输二进制数据）

4、IP地址

为实现网络中不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个唯一的标识—IP地址。使用32位二进制表示。

5、端口

区分一台主机的多个不同应用程序，端口号范围为0-65535，其中0-1023位为系统保留。
如：HTTP：80 FTP：21 Telnet：23
IP地址+端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础

6、Socket套接字：

网络上具有唯一标识的IP地址和端口组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。

Socket原理机制：

通信的两端都有Socket
网络通信其实就是Socket间的通信
数据在两个Socket间通过IO传输

7、Java中的网络支持

针对网络通信的不同层次，Java提供了不同的API，其提供的网络功能有四大类：

InetAddress:用于标识网络上的硬件资源，主要是IP地址
URL：统一资源定位符，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据
Sockets：使用TCP协议实现的网络通信Socket相关的类
Datagram:使用UDP协议，将数据保存在用户数据报中，通过网络进行通信。

二、TCP编程

1、TCP协议

是面向连接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据，通过三次握手方式建立连接，形成传输数据的通道，在连接中进行大量数据的传输，效率会稍低

2、Java中基于TCP协议实现网络通信的类

客户端的Socket类
服务器端的ServerSocket类

3、Socket通信的步骤

① 创建ServerSocket和Socket
② 打开连接到Socket的输入/输出流
③ 按照协议对Socket进行读/写操作
④ 关闭输入输出流、关闭Socket

4、服务器端：

① 创建ServerSocket对象，绑定监听端口
② 通过accept()方法监听客户端请求
③ 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
④ 通过输出流向客户端发送相应信息
⑤ 关闭相关资源

// 服务端
// 1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);// 1024-65535的某个端口
// 2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3、获取输入流，并读取客户端信息
InputStream is = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is, "utf-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String info = null;
while ((info = br.readLine()) != null) {
	System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);
}
socket.shutdownInput();// 关闭输入流
// 4、获取输出流，响应客户端的请求
OutputStream os = socket.getOutputStream();
PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os, "utf-8"));
pw.write("欢迎您！");
pw.flush();
// 5、关闭资源
pw.close();
os.close();
br.close();
isr.close();
is.close();
socket.close();
serverSocket.close();

5、客户端：

① 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号
② 连接建立后，通过输出流想服务器端发送请求信息
③ 通过输入流获取服务器响应的信息
④ 关闭响应资源

// 客户端
// 1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
Socket socket = new Socket("192.168.9.128", 10086);
// 2、获取输出流，向服务器端发送信息
OutputStream os = socket.getOutputStream();// 字节输出流
PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os, "utf-8"));// 将输出流包装成打印流
pw.write("用户名：admin；密码：123");
pw.flush();
socket.shutdownOutput();
// 3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
InputStream is = socket.getInputStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "utf-8"));
String info = null;
while ((info = br.readLine()) != null) {
	System.out.println("我是客户端，服务器说：" + info);
}
// 4、关闭资源
br.close();
is.close();
pw.close();
os.close();
socket.close();

6、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通信

① 服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接
② 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接
③ 服务器端接受苦读段请求，创建socket与该客户建立专线连接
④ 建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话
⑤ 服务器端继续等待新的连接

package socket;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 多线程服务端
 */
public class ServerThread extends Thread {

	private Socket socket = null;

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

	@Override
	public void run() {
		try {
			// 3、获取输入流，并读取客户端信息
			InputStream is = socket.getInputStream();
			InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is, "utf-8");
			BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
			String info = null;
			while ((info = br.readLine()) != null) {
				System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);
			}
			socket.shutdownInput();// 关闭输入流
			// 4、获取输出流，响应客户端的请求
			OutputStream os = socket.getOutputStream();
			PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os, "utf-8"));
			pw.write("欢迎您！");
			pw.flush();
			// 5、关闭资源
			pw.close();
			os.close();
			br.close();
			isr.close();
			is.close();
			socket.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

	public static void main(String[] args) {
		try {

			// 服务器代码
			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
			Socket socket = null;
			int count = 0;// 记录客户端的数量
			while (true) {
				socket = serverSocket.accept();
				ServerThread thread = new ServerThread(socket);
				thread.start();
				count++;
				System.out.println("客户端连接的数量：" + count);
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}
}

三、UDP编程

UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、不可靠的、无序的，速度快，进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报（Datagram），大小限制在64k，在数据报中指明数据索要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去
DatagramPacket类:表示数据报包
DatagramSocket类：进行端到端通信的类

1、服务器端实现步骤

① 创建DatagramSocket，指定端口号
② 创建DatagramPacket
③ 接受客户端发送的数据信息
④ 读取数据

	// 服务器端，实现基于UDP的用户登录
	// 1、创建服务器端DatagramSocket，指定端口
	DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10010);
	// 2、创建数据报，用于接受客户端发送的数据
	byte[] data = new byte[1024];
	DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
	// 3、接受客户端发送的数据
	socket.receive(packet);// 此方法在接受数据报之前会一致阻塞
	// 4、读取数据
	String info = new String(data, 0, packet.getLength(), "utf-8");
	System.out.println("我是服务器，客户端告诉我：" + info);
	
	// =========================================================
	// 向客户端响应数据
	// 1、定义客户端的地址、端口号、数据
	InetAddress address = packet.getAddress();
	int port = packet.getPort();
	byte[] data2 = "欢迎您！".getBytes("utf-8");
	// 2、创建数据报，包含响应的数据信息
	DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
	// 3、响应客户端
	socket.send(packet2);
	// 4、关闭资源
	socket.close();

2、客户端实现步骤

① 定义发送信息
② 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息
③ 创建DatagramSocket
④ 发送数据

	// 客户端
	// 1、定义服务器的地址、端口号、数据
	InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.9.128");
	int port = 10010;
	byte[] data = "用户名：admin;密码：123".getBytes("utf-8");
	// 2、创建数据报，包含发送的数据信息
	DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
	// 3、创建DatagramSocket对象
	DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
	// 4、向服务器发送数据
	socket.send(packet);

	// 接受服务器端响应数据
	// ======================================
	// 1、创建数据报，用于接受服务器端响应数据
	byte[] data2 = new byte[1024];
	DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
	// 2、接受服务器响应的数据
	socket.receive(packet2);
	String reply = new String(data2, 0, packet2.getLength(), "utf-8");
	System.out.println("我是客户端，服务器说：" + reply);
	// 4、关闭资源
	socket.close();

四、注意问题：

1、多线程的优先级问题：
根据实际的经验，适当的降低优先级，否侧可能会有程序运行效率低的情况
2、是否关闭输出流和输入流：
对于同一个socket，如果关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，所以一般不用关闭流，直接关闭socket即可
3、使用TCP通信传输对象，IO中序列化部分
4、socket编程传递文件，IO流部分