Java Socket編程基礎篇
阿新 • • 發佈：2018-01-03
位置 socket原理 套接字 緩沖 args 系統 nts baidu post
原文地址：Java Socket編程----通信是這樣煉成的
Java最初是作為網絡編程語言出現的，其對網絡提供了高度的支持，使得客戶端和服務器的溝通變成了現實，而在網絡編程中，使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相關的技術。下面就讓我們一起揭開Socket的神秘面紗。
Socket編程
網絡基礎知識點：
- 兩臺計算機間進行通訊需要以下三個條件
IP地址、協議、端口號：- IP地址：定位應用所在機器的網絡位置。(比如家庭住址：北京市朝陽區XX街道XX小區)
- 端口號：唯一識別到機器的指定應用。(門牌號)
- 協議：數據傳輸的形式。（TCP、UDP等）
IP地址
為實現網絡中不同計算機之間的通信，每臺計算機都必須有一個唯一的標識---IP地址。端口
區分一臺主機的多個不同應用程序，端口號範圍為0-65535，其中0-1023位為系統保留。
如：HTTP：80 FTP：21 Telnet：23
IP地址+端口號組成了所謂的Socket，Socket是網絡上運行的程序之間雙向通信鏈路的終結點，是TCP和UDP的基礎。Socket套接字：
網絡上具有唯一標識的IP地址和端口組合在一起才能構成唯一能識別的標識符套接字。Socket原理機制：
通信的兩端都有Socket。
網絡通信其實就是Socket間的通信。
數據在兩個Socket間通過IO傳輸 。- Java中的網絡支持針對網絡通信的不同層次，Java提供了不同的API，其提供的網絡功能有四大類：
- InetAddress:用於標識網絡上的硬件資源，主要是IP地址。
- URL：統一資源定位符，通過URL可以直接讀取或寫入網絡上的數據。
- Sockets：使用TCP協議實現的網絡通信Socket相關的類
- Datagram:使用UDP協議，將數據保存在用戶數據報中，通過網絡進行通信。
InetAddress
InetAddress類代表了一個網絡目標地址，包括主機名和IP地址信息。
該類沒有任何構造方法。
// 獲得本機的 主機名和IP地址
InetAddress address = InetAddress.getLocalHost 使用URL網絡資源
通過URL對象的openStream()方法可以得到指定資源的輸入流，通過流能夠讀取或訪問網頁上的資源。
//使用URL讀取網頁內容
URL url = new URL("http://www.baidu.com");
InputStream is = url.openStream();//通過openStream方法獲取資源的字節輸入流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is,"UTF-8");//將字節輸入流轉換為字符輸入流,如果不指定編碼，中文可能會出現亂碼
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);//為字符輸入流添加緩沖，提高讀取效率
String data = br.readLine();//讀取數據
while(data!=null){
System.out.println(data);//輸出數據
data = br.readLine();
}
br.close();
is.close();TCP編程模型
TCP協議是面向連接的、可靠的、有序的、以字節流的方式發送數據，通過三次握手方式建立連接，形成傳輸數據的通道，在連接中進行大量數據的傳輸，效率會稍低。
Java中基於TCP協議實現網絡通信的類：
- 客戶端的Socket類。
- 服務器端的ServerSocket類。
Socket通信的步驟：
- 創建ServerSocket和Socket。
- 打開連接到Socket的輸入和輸出流。
- 按照TCP協議對Socket進行讀寫操作。
- 關閉輸入輸出流，關閉Socket。
服務器端：
- 創建ServerSocket對象，綁定監聽端口。
- 通過accept()方法監聽客戶端請求。
- 連接建立後，通過輸入流讀取客戶端發送的請求信息。
- 通過輸出流向客戶端發送響應信息。
- 關閉相關資源。
/**
* 基於TCP協議的Socket通信，實現用戶登錄，服務端
*/
//1、創建一個服務器端Socket，即ServerSocket，指定綁定的端口，並監聽此端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);//1024-65535的某個端口
//2、調用accept()方法開始監聽，等待客戶端的連接
Socket socket = serverSocket.accept();
//3、獲取輸入流，並讀取客戶端信息
InputStream is = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String info = null;
while ((info = br.readLine()) != null) {
System.out.println("我是服務器，客戶端說：" + info);
}
socket.shutdownInput();//關閉輸入流
//4、獲取輸出流，響應客戶端的請求
OutputStream os = socket.getOutputStream();
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
pw.write("歡迎您！");
pw.flush();
//5、關閉資源
pw.close();
os.close();
br.close();
isr.close();
is.close();
socket.close();客戶端：
- 創建Socket對象，指明需要連接的服務器的地址和端口號。
- 連接建立後，通過輸出流向服務器端發送請求信息。
- 通過輸入流獲取服務器響應的信息
- 關閉相關資源。
//1、創建客戶端Socket，指定服務器地址和端口
Socket socket = new Socket("localhost",10086);
//2、獲取輸出流，向服務器端發送信息
OutputStream os = socket.getOutputStream();//字節輸出流
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);//將輸出流包裝成打印流
pw.write("用戶名：admin；密碼：123");
pw.flush();
socket.shutdownOutput();
//3、獲取輸入流，並讀取服務器端的響應信息
InputStream is = socket.getInputStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String info = null;
while((info=br.readLine())!= null){
System.out.println("我是客戶端，服務器說："+info);
}
//4、關閉資源
br.close();
is.close();
pw.close();
os.close();
socket.close();多線程實現服務器與客戶端之間的通信。
服務器端循環調用accept()等待客戶端連接。服務器端接收到數據後即交給一個線程進行異步處理，然後再次等待客戶端連接。
static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
public static void main(String[] args) throws Exception {
/**
* 基於TCP協議的Socket通信，實現用戶登錄，服務端
*/
//1、創建一個服務器端Socket，即ServerSocket，指定綁定的端口，並監聽此端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);//1024-65535的某個端口
//2、調用accept()方法開始監聽，等待客戶端的連接
while(true) {
executor.execute(new ServerTask(serverSocket.accept()));
}
}
static class ServerTask implements Runnable {
Socket socket ;
public ServerTask(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
try {
//3、獲取輸入流，並讀取客戶端信息
InputStream is = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String info = null;
while ((info = br.readLine()) != null) {
System.out.println("我是服務器，客戶端說：" + info);
}
socket.shutdownInput();//關閉輸入流
//4、獲取輸出流，響應客戶端的請求
OutputStream os = socket.getOutputStream();
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
pw.write("歡迎您！");
pw.flush();
// demo 就不放在finally裏關閉了
is.close();
isr.close();
os.close();
pw.close();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}UDP編程模型
UDP協議（用戶數據報協議）是無連接的、不可靠的、無序的，速度快。
進行數據傳輸時，首先將要傳輸的數據定義成數據報（Datagram），大小限制在64k，在數據報中指明數據索要達到的Socket（主機地址和端口號），然後再將數據報發送出去。
DatagramPacket類：表示數據報包
DatagramSocket類：進行端到端通信的類
服務器端實現步驟：
+ 創建DatagramSocket，指定端口號
+ 創建DatagramPacket
+ 接受客戶端發送的數據信息
+ 讀取數據//服務器端，實現基於UDP的用戶登錄
//1、創建服務器端DatagramSocket，指定端口
DatagramSocket socket =new DatagramSocket(10010);
//2、創建暫存的數據報文，用於接受客戶端發送的數據
byte[] data = new byte[1024];
DatagramPacket packet =new DatagramPacket(data,data.length);
//3、接受客戶端發送的數據
socket.receive(packet);//此方法在接受數據報之前會一致阻塞
//4、讀取數據
String info = new String(data);
System.out.println("我是服務器，客戶端告訴我："+info);
//向客戶端響應數據
//1、定義客戶端的地址、端口號、數據
InetAddress address = packet.getAddress();
int port = packet.getPort();
byte[] data2 = "歡迎您！".getBytes();
//2、創建數據報，包含響應的數據信息
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);
//3、響應客戶端
socket.send(packet2);
//4、關閉資源
socket.close();客戶端實現步驟：
- 定義發送消息。
- 創建DatagramPacket，包含將要發送的消息。
- 創建DatagramSocket。
- 發送數據。
//客戶端
//1、定義服務器的地址、端口號、數據
InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
int port = 10010;
byte[] data = "用戶名：admin;密碼：123".getBytes();
//2、創建數據報，包含發送的數據信息
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
//3、創建DatagramSocket對象
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
//4、向服務器發送數據
socket.send(packet);
//接受服務器端響應數據
//======================================
//1、創建數據報，用於接受服務器端響應數據
byte[] data2 = new byte[1024];
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
//2、接受服務器響應的數據
socket.receive(packet2);
String raply = new String(data2, 0, packet2.getLength());
System.out.println("我是客戶端，服務器說：" + raply);
//4、關閉資源
socket.close();註意問題：
1、多線程的優先級問題：
根據實際的經驗，適當的降低優先級，否側可能會有程序運行效率低的情況
2、是否關閉輸出流和輸入流：
對於同一個socket，如果關閉了輸出流，則與該輸出流關聯的socket也會被關閉，所以一般不用關閉流，直接關閉socket即可
3、使用TCP通信傳輸對象，IO中序列化部分
4、socket編程傳遞文件，IO流部分
Java Socket編程基礎篇