Java 網路程式設計

網路程式設計是指編寫執行在多個裝置（計算機）的程式，這些裝置都通過網路連線起來。

java.net包中J2SE的API包含有類和介面，它們提供低層次的通訊細節。你可以直接使用這些類和介面，來專注於解決問題，而不用關注通訊細節。

java.net包中提供了兩種常見的網路協議的支援：

• TCP： TCP是傳輸控制協議的縮寫，它保障了兩個應用程式之間的可靠通訊。通常用於網際網路協議，被稱TCP / IP。
• UDP:UDP是使用者資料報協議的縮寫，一個無連線的協議。提供了應用程式之間要傳送的資料的資料包。

本教程主要講解以下兩個主題。

• Socket 程式設計
  : 這是使用最廣泛的網路概念，它已被解釋地非常詳細
• URL 處理: 這部分會在另外的篇幅裡講，點選這裡更詳細地瞭解在Java語言中的URL處理。

Socket 程式設計

套接字使用TCP提供了兩臺計算機之間的通訊機制。 客戶端程式建立一個套接字，並嘗試連線伺服器的套接字。

當連線建立時，伺服器會建立一個Socket物件。客戶端和伺服器現在可以通過對Socket物件的寫入和讀取來進行進行通訊。

java.net.Socket類代表一個套接字，並且java.net.ServerSocket類為伺服器程式提供了一種來監聽客戶端，並與他們建立連線的機制。

以下步驟在兩臺計算機之間使用套接字建立TCP連線時會出現：

• 伺服器例項化一個ServerSocket物件，表示通過伺服器上的埠通訊。
• 伺服器呼叫 ServerSocket類 的accept（）方法，該方法將一直等待，直到客戶端連線到伺服器上給定的埠。
• 伺服器正在等待時，一個客戶端例項化一個Socket物件，指定伺服器名稱和埠號來請求連線。
• Socket類的建構函式試圖將客戶端連線到指定的伺服器和埠號。如果通訊被建立，則在客戶端建立一個Socket物件能夠與伺服器進行通訊。
• 在伺服器端，accept()方法返回伺服器上一個新的socket引用，該socket連線到客戶端的socket。

連線建立後，通過使用I/O流在進行通訊。每一個socket都有一個輸出流和一個輸入流。客戶端的輸出流連線到伺服器端的輸入流，而客戶端的輸入流連線到伺服器端的輸出流。

TCP是一個雙向的通訊協議，因此資料可以通過兩個資料流在同一時間傳送.以下是一些類提供的一套完整的有用的方法來實現sockets。

ServerSocket 類的方法

伺服器應用程式通過使用java.net.ServerSocket類以獲取一個埠,並且偵聽客戶端請求。

ServerSocket類有四個構造方法：

建立非繫結伺服器套接字。 如果ServerSocket構造方法沒有丟擲異常，就意味著你的應用程式已經成功繫結到指定的埠，並且偵聽客戶端請求。

這裡有一些ServerSocket類的常用方法：

Socket 類的方法

java.net.Socket類代表客戶端和伺服器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個Socket物件通過例項化 ，而 伺服器獲得一個Socket物件則通過accept()方法的返回值。

Socket類有五個構造方法.

當Socket構造方法返回，並沒有簡單的例項化了一個Socket物件，它實際上會嘗試連線到指定的伺服器和埠。

下面列出了一些感興趣的方法，注意客戶端和伺服器端都有一個Socket物件，所以無論客戶端還是服務端都能夠呼叫這些方法。

InetAddress 類的方法

這個類表示網際網路協議(IP)地址。下面列出了Socket程式設計時比較有用的方法：

Socket 客戶端例項

如下的GreetingClient 是一個客戶端程式，該程式通過socket連線到伺服器併發送一個請求，然後等待一個響應。

// 檔名 GreetingClient.java

import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("Connecting to " + serverName
                             + " on port " + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("Just connected to "
                      + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out =
                       new DataOutputStream(outToServer);
 
         out.writeUTF("Hello from "
                      + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in =
                        new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("Server says " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Socket 服務端例項

如下的GreetingServer 程式是一個伺服器端應用程式，使用Socket來監聽一個指定的埠。

// 檔名 GreetingServer.java

import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread
{
   private ServerSocket serverSocket;
   
   public GreetingServer(int port) throws IOException
   {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }

   public void run()
   {
      while(true)
      {
         try
         {
            System.out.println("Waiting for client on port " +
            serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("Just connected to "
                  + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in =
                  new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out =
                 new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("Thank you for connecting to "
              + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
            server.close();
         }catch(SocketTimeoutException s)
         {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         }catch(IOException e)
         {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   public static void main(String [] args)
   {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try
      {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.start();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

編譯以上 java 程式碼，並執行以下命令來啟動服務，使用埠號為 6066：

$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...

像下面一樣開啟客戶端：

$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!