TCP协议

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原文链接：http://blog.51cto.com/13587708/2369953

TCP通信同UDP通信一样，都能实现两台计算机之间的通信，通信的两端都需要创建socket对象。
区别在于，UDP中只有发送端和接收端，不区分客户端与服务器端，计算机之间可以任意地发送数据。
而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。
在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。
通信时，首先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端的连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接开始通信。
1.1 ServerSocket
通过前面的学习知道，在开发TCP程序时，首先需要创建服务器端程序。JDK的java.net包中提供了一个ServerSocket类，该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序。通过查阅API文档可知，ServerSocket类提供了多种构造方法，接下来就对ServerSocket的构造方法进行逐一地讲解。
TCP协议
使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上（参数port就是端口号）。
接下来学习一下ServerSocket的常用方法，如表所示。

ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号，在创建ServerSocket对象后，需要继续调用该对象的accept()方法，接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后，服务器端程序会发生阻塞，直到客户端发出连接请求，accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信，程序才能继续向下执行。
1.2 Socket
讲解了ServerSocket对象可以实现服务端程序，但只实现服务器端程序还不能完成通信，此时还需要一个客户端程序与之交互，为此JDK提供了一个Socket类，用于实现TCP客户端程序。
通过查阅API文档可知Socket类同样提供了多种构造方法，接下来就对Socket的常用构造方法进行详细讲解。
TCP协议
使用该构造方法在创建Socket对象时，会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。

该方法在使用上与第二个构造方法类似，参数address用于接收一个InetAddress类型的对象，该对象用于封装一个IP地址。
在以上Socket的构造方法中，最常用的是第一个构造方法。
接下来学习一下Socket的常用方法，如表所示。
TCP协议
在Socket类的常用方法中，getInputStream()和getOutStream()方法分别用于获取输入流和输出流。当客户端和服务端建立连接后，数据是以IO流的形式进行交互的，从而实现通信。
接下来通过一张图来描述服务器端和客户端的数据传输，如下图所示。

1.3 TCP协议实现
1.3.1 案例代码三:

package com.itheima_04;

import java.io.IOException;

import java.io.OutputStream;

import java.net.InetAddress;

import java.net.Socket;

/*

 * 使用TCP协议发送数据

创建发送端Socket对象（创建连接）

获取输出流对象

发送数据

释放资源

Socket(InetAddress address, int port)

Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect

 */

public class ClientDemo {

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

//创建发送端Socket对象（创建连接）

Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("itheima"),10086);

//获取输出流对象

OutputStream os = s.getOutputStream();

//发送数据

String str = "hello tcp,im comming!!!";

os.write(str.getBytes());

//释放资源

//os.close();

s.close();

}

}

package com.itheima_04;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.net.InetAddress;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

/*

 * 使用TCP协议接收数据

    创建接收端Socket对象

    监听（阻塞）

    获取输入流对象

    获取数据

    输出数据

    释放资源

    ServerSocket：接收端，服务端Socket

    ServerSocket(int port)

    Socket accept()

 */

public class ServerDemo {

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

//创建接收端Socket对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);

    //监听（阻塞）

Socket s = ss.accept();

    //获取输入流对象

InputStream is = s.getInputStream();

    //获取数据

byte[] bys = new byte[1024];

int len;//用于存储读到的字节个数

len = is.read(bys);

    //输出数据

InetAddress address = s.getInetAddress();

System.out.println("client ---> " + address.getHostName());

System.out.println(new String(bys,0,len));

    //释放资源

s.close();

//ss.close();

}

}

1.4 TCP相关案例
1.4.1 案例代码四:
使用TCP协议发送数据，服务端将接收到的数据转换成大写返回给客户端

package com.itheima_05;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.InetAddress;

import java.net.Socket;

/*

    需求：使用TCP协议发送数据，并将接收到的数据转换成大写返回

    客户端发出数据

    服务端接收数据

    服务端转换数据

    服务端发出数据

    客户端接收数据

 */

public class ClientDemo {

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

//创建客户端Socket对象

Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("itheima"),10010);

//获取输出流对象

OutputStream os = s.getOutputStream();

//发出数据

os.write("tcp,im comming again!!!".getBytes());

//获取输入流对象

InputStream is = s.getInputStream();

byte[] bys = new byte[1024];

int len;//用于存储读取到的字节个数

//接收数据

len = is.read(bys);

//输出数据

System.out.println(new String(bys,0,len));

//释放资源

s.close();

}

}

package com.itheima_05;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class ServerDemo {

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

//创建服务端Socket对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);

//监听

Socket s = ss.accept();

//获取输入流对象

InputStream is = s.getInputStream();

//获取数据

byte[] bys = new byte[1024];

int len;//用于存储读取到的字节个数

len = is.read(bys);

String str = new String(bys,0,len);

//输出数据

System.out.println(str);

//转换数据

String upperStr = str.toUpperCase();

//获取输出流对象

OutputStream os = s.getOutputStream();

//返回数据（发出数据）

os.write(upperStr.getBytes());

//释放资源

s.close();

//ss.close();//服务端一般不关闭

}

}

1.4.3 案例代码六:
将用户名和密码封装到一个User类中,提供对应的构造方法和getter/setter方法
新建一个UserDB类里面定义一个集合,在集合中添加以下User对象
new User("zhangsan","123456");
new User("lisi","654321");
new User("itheima","itheima");
new User("admin","password");
客户端:
1.提示用户输入用户名和密码,将用户输入的用户名和密码发送给服务端
2.接收服务端验证完用户名和密码的结果
服务端:

服务端将客户端发送过来的用户名密码封装成User对象
集合中如果包括这个User对象,想客户端写入” 登录成功”
否则向客户端写入”登录失败”

package com.itheima_07;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.PrintWriter;

import java.net.Socket;

/*

 * 模拟用户登录改写（面向对象版本）

 */

public class ClientTest {

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

//创建客户端Socket对象

Socket s = new Socket("itheima",8888);

//获取用户名和密码

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

System.out.println("请输入用户名:");

String username = br.readLine();

System.out.println("请输入密码:");

String password = br.readLine();

//获取输出流对象

PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

//写出数据

out.println(username);

out.println(password);

//获取输入流对象

BufferedReader serverBr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

//获取服务器返回的数据

String result = serverBr.readLine();

System.out.println(result);

//释放资源

s.close();

}

}

package com.itheima_07;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.PrintWriter;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.util.List;

public class ServerTest {

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

//创建服务器端Socket对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);

//监听

Socket s = ss.accept();

//获取输入流对象

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

//获取用户名和密码

String username = br.readLine();

String password = br.readLine();

//判断用户名和密码是否正确

boolean flag = false;

/*if("itheima".equals(username) && "123456".equals(password)) {

flag = true;

}*/

List<User> users = UserDB.getUsers();

User user = new User(username,password);

if(users.contains(user)) {

//匹配成功

flag = true;

}

//获取输出流对象

PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

//返回判断信息

if(flag) {

out.println("登陆成功");

}

else {

out.println("登陆失败");

}

//释放资源

s.close();

//ss.close();//服务器一般不关闭

}

}

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