Socket網路程式設計（備忘）
一、概述
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基於TCP協議的Socket程式設計體驗之 ——線上客戶系統使用者登入 |
1、Socket簡介 |
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2、Socket通訊原理 |
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3、Socket類以及ServerSocket類如何使用 |
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4、InetAddress類如何使用 |
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基於UDP協議的Socket程式設計體驗之 ——線上客戶系統客戶諮詢 |
1、DatagramSocket類如何使用 |
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2、DatagramPacket類如何使用 |
1、TCP:Transmission Control Protocol傳輸控制協議，TCP是一種面向連線（連線導向）的、可靠的、基於位元組流的運輸層（Transport layer）通訊協議，由IETF的RFC 793說明（specified）。在簡化的計算機網路OSI模型中，它完成地四層傳輸層所指定的功能。
類似於撥打電話，使用該種方式進行網路通訊時，需要建立專門的虛擬連線，然後進行可靠的資料傳輸，如果資料傳送失敗，則客戶端會自動重發該資料。
2、UDP:User Datagram Protocol的簡稱，中文名是使用者資料報協議，是OSI參考模型中的一種無連線的傳輸層協議，提供面向事物的簡單不可靠資訊傳送服務，IETF RFC 768是UDP的正式規範。
UDP類似於傳送簡訊，使用這種方式進行網路通訊時，不需要建立專門的虛擬連線，傳輸也不是很可靠，如果傳送失敗則客戶端無法獲得。
3、總結：
這兩種傳輸方式都是實際的網路程式設計中進行使用，重要的資料一般使用TCP方式進行資料傳輸，而大量的非核心資料
4、區別：
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TCP |
UDP |
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由於它是一個面向連線的協議，在Socket之間進行資料傳輸之前必然要建立連線，所以在TCP中多了一個連線建立的時間。 |
使用UDP時，每個資料報中都給出了完整的地址資訊，因此無需要建立傳送方和接收方的連線 |
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TCP沒有這方面的限制，一旦連線建立起來，雙方的socket就可以按統一的格式傳輸大量的資料 |
使用UDP傳輸資料時時有大小限制的，每個被傳輸的資料報必須限定在64KB之內。 |
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TCP在網路同心上有極強的生命力，例如遠端連線（Telnet）和檔案傳輸（FTP）都需要不定長度的資料被可靠地傳輸 |
相比之下，UDP操作簡單，而且需要較少的監護，因此通常用於區域網高可靠性的分散系統中的client/server應用程式 |
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TCP是一個可靠的協議，它確保接收方完全正確地獲取傳送方所傳送的全部資料 |
UDP是一個不可靠的協議，傳送方所傳送的資料報並不一定以相同的次序到達接收方。 |
二、學習方法
1、瞭解Socket的概念、起源、分類等相關知識，只需要聽懂並看懂課件中的內容即可。
2、Socket通訊原理以及Socket類、ServerSocket類的使用是重點內容
瞭解DatagramSocket類、DatagramPacket類的使用，看懂並完成任務即可
三、Socket
1、簡介：
套接字；應用程式通過“套接字”向網路發出請求或者應答網路請求；
最早是UNIX上的一套網路程式通訊的標準；已被廣泛移植到其它平臺；
Socket實質上提供了程序通訊的端點，網路上的兩個程式通過一個雙向的通訊鏈路實現資料的交換，這個雙向鏈路的一端稱為一個Socket。
Socket封裝了應用層和傳輸層的功能，不需要我們自己去實現。
實際上Socket就相當於我們現實生活的一個插座，我們根據我們需要的來選取合適的插座。
2、分類：
一共有三類：
（1）流式套接字（SOCK_STREAM）：提供了一個面向連線，可靠的資料傳輸服務，資料無差錯、五重複的傳送，且按傳送順序接收，其實它對應使用的是TCP協議。
（2）資料報式套接字（SOCK_DGRAM）：無連線服務，資料報以獨立包形式被髮送，不提供無差錯保證，資料可能丟失或重複，並且接收順序無序，其實它對應使用的是UDP協議。
（3）原始式套接字（SOCK_RAM）:該介面允許對較低層次協議，如IP直接訪問。可以接受本機網絡卡上的資料幀或資料包，對監聽網路流量和分析很有用。
我們主要是學習流式套接字和資料報式套接字。
3、Socket通訊原理概述
就相當於打電話一樣
四、基於TCP協議的Socket程式設計
相關的類是Socket類、ServerSocket類，都被封裝在java.net包中
1、Socket類
（1）Socket類的構造方法
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構造方法 |
說明 |
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Socket(String host,int port) |
向host主機的port埠發起連線請求 |
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Socket(String host,int port,InetAddress localAddr,int localPort) |
向host主機的port埠發起連線請求，發起請求的計算機為localAddr,埠為localPort |
InetAddress類表示網際網路協議地址，包含IP地址,InetAddress類是java對IP地址的封裝。
（2）Socket類的常用方法
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常用方法 |
說明 |
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InetAddress getInetAddress() |
返回與當前Socket物件關聯的InetAddress物件 |
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void shutdownInput() |
此套接字的輸入流置於“流的末尾” |
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void shutdownOutput() |
禁用此套接字的輸出流 |
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InputStream getInputStream() |
返回當前Socket物件關聯的InputStream物件，它是伺服器端向客戶端傳送回來的資料流。 |
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OutputStream getOutputStream() |
返回當前Socket物件關聯的OutputStream物件，它是客戶端向伺服器端傳送的資料流。 |
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Void close() |
關閉該Socket物件建立的連線 |
2、ServerSocket類
（1）ServerSocket類的構造方法
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構造方法 |
說明 |
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ServerSocket() |
建立一個ServerSocket物件。 |
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ServerSocket(int port) |
建立一個ServerSocket物件，並繫結到繫結的埠。 |
（2）ServerSocket類的常用方法
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常用方法 |
說明 |
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Socket accept() |
偵聽並接收到此ServerSocket的連線，此方法在連線傳入之前一直阻塞。 |
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void close() |
是伺服器釋放佔用的資源，並斷開所有客戶端的連線。 |
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InetAddress getInetAddress() |
返回當前伺服器繫結的IP地址資訊。 |
3、例項
（1）使用者登入——字串方式
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Server(伺服器端) |
1、建立一個伺服器端的Socket(ServerSocket),指定繫結埠，並等待監聽； 2、使用accept（）方法來阻塞等待監聽，獲取新的連線；（實際上就是通過該方法獲取Socket物件）； 3、獲取Socket的輸入輸出流，進行操作（讀取並響應客戶端請求）； 4、關閉資源。 |
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Client(客戶端) |
1、建立Socket物件，與伺服器建立連線； 2、獲取輸入輸出流，進行操作（給伺服器端傳送請求並獲取伺服器端的響應資訊）； 3、關閉資源 |
注意：方法shutdownOutput()和方法shutdownInput(),在客戶端傳送請求後，使用這兩個方法，才能夠完成整個的通訊（即C與S都進行了請求相關的操作），如果沒有這個兩個方法中的一個，則整個通訊就沒完成。但是兩個方法所得到的結果是不一樣的。
（2）使用者登入——物件方式
實際過程跟字串方式差不多，但是要注意：
① 就是操作物件的流與操作字串的流是不一樣的。操作字串的讀寫流我們用的是BufferedReader/PriteWriter，操作物件的讀寫流我們用的是ObjectInputStream/ObjectOutputStream；
② 還有一點就是要注意我們操作的物件必須是實現了序列化的才行，不然會報錯。
（3）使用者登入——多客戶端
建立一個執行緒類，放到Server端，就可以實現多個Client訪問該Server了。
（4）伺服器獲取客戶端的IP資訊
4、總結（Socket程式設計步驟）
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Server(伺服器端) |
1、建議一個伺服器Socket（ServerSocket）繫結指定埠並開始監聽; 2、使用accept（）方法阻塞等待監聽，獲得新的連線； 3、建立輸入和輸出流； 4、在已有的協議上產生會話； 5、使用close()關閉資源。 |
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Client(客戶端) |
1、建立客戶端Socket連線，指定伺服器的位置以及埠； 2、得到Socket的讀寫流； 3、利用流按照一定的協議對Socket進行讀寫操作； 4、使用close()關閉資源。 |
5、Socket通訊原理詳解
6、InetAddress類
如何在伺服器端獲取每個客戶端的IP地址呢?
思路：
（1）InetAddress類：表示網際網路協議地址，包含IP地址，是Java對IP地址的封裝，它可以通過Socket的getAddress()方法獲得。
（2）java.net.InetAddress類的常用方法：
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常用方法 |
說明 |
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getHostAddress() |
返回IP地址字串（以文字表現形式）； |
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getHostName() |
獲得此IP地址的主機名。 |
五、基於UDP協議的Socket程式設計
1、基於UDP協議的Socket(資料報式套接字)
基於UDP協議；無連線；透出資料包快遞高速；資料安全性不佳。
比如：網路遊戲，視訊會話，QQ聊天資訊
2、類
DatagramSocket類：傳送和接收資料包的套接字，不維護連線狀態，不產生輸入輸出流；
DatagramPacket類：資料包，封裝了資料、資料長度、目標地址和目標埠。
注意：客戶端要向外傳送資料，必須首先建立一個DatagramPacket的物件，再使用DatagramSocket物件傳送。
3、DatagramPacket類：
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構造方法 |
說明 |
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DatagramPacket(byte[]buf,int length,InetAddress address,int port) |
構造DatagramPacket物件，用來將長度為length的包傳送到指定主機上的指定埠號。 |
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DatagramPacket(byte[]buf,int length) |
構造DatagramPacket，用來接收長度為length的資料包。 |
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DatagramPacket(byte[]buf,int length,SocketAddress sa) |
構造資料報包，用來將長度為length的包傳送到指定主機上的指定埠號。 |
4、DatagramSocket類
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構造方法 |
說明 |
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DatagramSocket() |
建立一個DatagramSocket物件，並將其與本地主機上任何可用的埠繫結。 |
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DatagramSocket(int port) |
建立一個DatagramSocket物件，並將其與本地主機上的指定埠繫結。 |
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常用方法 |
說明 |
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void send(DatagramPacket p) |
傳送指定的資料報 |
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void receive(DatagramPacket p) |
接收資料報，手打資料以後，存放在指定的DatagramPacket物件中 |
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void close() |
關閉當前DatagramSocket物件 |
5、例子——線上客服系統客戶諮詢
用DatagramSocket來傳輸資料，而傳輸的資料是以資料報包（DatagramPacket）的形式存在的,基本的程式設計過程為：
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Server(伺服器) |
Client(客戶端) |
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1、建立接收方（伺服器端）的套接字，也就是DatagramSocket物件； 2、建立接收型別的資料報包（其中資料報包中的資料是以位元組陣列的形式存在的）； 3、通過套接字（DatagramSocket）來接收資料報包（也就是客戶端的請求資訊）； 4、響應客戶端的請求，把資料（響應資訊）包裝在資料報包中； 5、傳送響應給客戶端（響應客戶端的請求）； 6、釋放資源。 |
1、建立傳送方（客戶端）的套接字； 2、建立傳送的請求（客戶端的請求）資料的資料報包，包括請求的資訊、伺服器地址以及埠號； 3、傳送請求給伺服器； 4、接收伺服器的響應資訊的資料報包； 5、通過套接字接收伺服器的響應； 6、釋放資源。 |