Java从零开始学四十五（Socket编程基础)

一、网络编程中两个主要的问题

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。

而TCP层则提供面向应用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提 出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也 能及时得到服务

二、两类传输协议：TCP和UDP

TCP是Tranfer Control Protocol的 简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。

　　UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

　　

　　TCP和UDP的区别：

　　UDP：

　　　　1、每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。

　　　　2、UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。

3、UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方

　　TCP：

　　　　1、面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。

　　　　2、TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。

3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

　　应用：

　　1，TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。

　　2，UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

三、基于Socket的java网络编程

1、什么是Socket

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

2、Socket通讯的过程

Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。

对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：

　　（1） 创建Socket；

　　（2） 打开连接到Socket的输入/出流；

　　（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；

　　（4） 关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）

3、Socket分类

原始套接字(SOCK_RAW)：该接口允许对较低层次协议，如IP直接访问，可以接收本机网卡上的数据帧和数据包，对监听网络流量和分析很有用。

流式套接字(SOCK_STREAM):TCP,提供了一个面向连接，可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送，且按发送顺序接收。

数据报式套接字（SOCK_DGRAM）：UDP，无连接服务，数据报以独立包形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失，或重复，并且，接收顺序无序。

4、创建Socket

创建Socket

java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：

　　Socket(InetAddress address, int port);

　　Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);

　　Socket(String host, int prot);

　　Socket(String host, int prot, boolean stream);

　　Socket(SocketImpl impl)

　　Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

　　Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

　　ServerSocket(int port);

　　ServerSocket(int port, int backlog);

　　ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

　　其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和 bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如：学习视频网 http://www.xxspw.com

　　Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);

　　ServerSocket server = new ServerSocket(80);

　　注意，在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

　　在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

四、简单实现（TCP/IP，流式套接字）

实体类

package entity;

import java.io.Serializable;

/**
 * 用户类
 *
 */
public class User implements Serializable{

    private String name;
    private String password;

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getPassword() {
        return password;
    }
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

客户端

package client;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

import entity.User;

/**
 * 客户端
 * 步骤：
 * 1.建立客户端Socket连接指定服务器的地址和端口
 * 2.得到Socket的读定流
 * 3.使用流按照一定的协议对Socket进行读、写操作
 * 4.使用close()关闭流和Socket
 *
 */
public class LoginClient {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            //1.建立客户端Socket连接，指定服务器的位置和以端口
            Socket socket=new Socket("localhost",8800);
            //2.得到Socket的读写流
            OutputStream os=socket.getOutputStream();
            ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(os);
            //3.利用流按时一定的协议对Socket进行读、写操作
            User user=new User();
            user.setName("Tom");
            user.setPassword("123qwe");
            oos.writeObject(user);

            //关闭输出流
            socket.shutdownOutput();

            //4.接收服务器的响应
            InputStream is=socket.getInputStream();
            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            String reply;
            while((reply=br.readLine())!=null){
                System.out.println("这里是客户端，服务的响应是："+reply);
            }
            //5.关闭资源
            br.close();
            is.close();
            oos.close();
            os.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

服务端

package server;

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

import entity.User;

/**
 * 服务端
 * 步骤：
 * 1.建立一个服务器ServerSocket绑定指定端口并开始监听
 * 2.使用accept()方法阻塞等待监听端口，获得新的连接
 * 3.建立输入流和输出流
 * 4.在已经有的协议上产上会话
 * 5.使用close()关闭流和Socket
 *
 */
public class LoginServer {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            // 1.建一个ServerScoket端口为8900
            ServerSocket serverScoket = new ServerSocket(8800);
            // 2.使用accept方法监听端口
            Socket socket = serverScoket.accept();
            // 3.获取输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();
            ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(is);
            // 4.获取用户输入信息
            User user=(User)ois.readObject();

                System.out.println("这里是服务器，用户名为：" + user.getName()+" 密码:"+user.getPassword());

            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
            // 5.返回信息
            String reply = "欢迎到来，";
            pw.write(reply);
            pw.flush();
            // 6.关闭资源
            pw.close();
            os.close();
            ois.close();
            is.close();
            socket.close();
            serverScoket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

五、多线程实现（TCP/IP，流式套接字）

实现类

package socket.object;

import java.io.Serializable;

/**
 * 用户类
 */
public class User implements Serializable {

    private String name;
    private String passowrd;
    private String sex;
    private String email;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getPassowrd() {
        return passowrd;
    }
    public void setPassowrd(String passowrd) {
        this.passowrd = passowrd;
    }
    public String getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
    public String getEmail() {
        return email;
    }
    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }

}

客户端

package socket.object;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class LoginClient {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            //建立客户端 Socket对象
            Socket socket=new Socket("localhost",9200);
            //获取输入和输出流
            ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(socket.getInputStream());

            User user=new User();
            user.setName("Jack");
            user.setPassowrd("123456");
            user.setSex("男");
            user.setEmail("[email protected]");
            oos.writeObject(user);

            //关闭输出流
            //socket.shutdownOutput();

            //接收服务器端的响应
            Object info=ois.readObject();
            System.out.println("这里是客户端：服务的响应是："+info.toString());
            //关闭流
            ois.close();
            oos.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

服务端

package socket.object;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class LoginServer {

    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket=null;
        Socket socket=null;

        try {
            //建立ServerSocket并指定端口
             serverSocket =new ServerSocket(9200);
            //当前连接人数
             int nums=0;
             //服务器一直在监听状态
             while(true){
                //使用accept方法监听端口
                 socket=serverSocket.accept();
                 //每一个访问都生成一个线程
                 ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);
                 //启动线程
                 serverThread.start();
                 nums++;
                 System.out.println("当前客户数量为:"+nums);
                 //获取客户的IP和主机名
                 InetAddress ia=socket.getInetAddress();
                 //客户的主机名
                String hostname= ia.getHostName();
                //客户的IP
                String ip=ia.getHostAddress();
                System.out.println("客户的主机名称："+hostname+" ip地址:"+ip);

             }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

服务端线程类

package socket.object;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 服务端线程类
 *
 */
public class ServerThread extends Thread {

    Socket socket = null;

    public ServerThread(Socket socket) {

        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {

        ObjectInputStream ois=null;
        ObjectOutputStream oos=null;
        try {
            //获取输入和输出流
             ois=new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
             oos=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());

            //获取用户信息
            User user=(User)ois.readObject();
            System.out.println("这里是服务器：用户信息为:");
            System.out.println("用户名:"+user.getName()+"密码:"+user.getPassowrd()+" 性别："+user.getSex()+" email:"+user.getEmail());
            //响就客户端
            String info="信息已经收到，欢迎光临";
            oos.writeObject(info);

            //关闭流
            oos.close();
            ois.close();
            socket.close();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

六、UDP(数据报式)

客户端

package udpsocket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * 客户端
 */
public class AskClient {

    public static void main(String[] args) {
        //声明数据包和套接字对象
        DatagramPacket dp=null;
        DatagramSocket ds=null;
        //服务器地址
        InetAddress ia=null;
        //服务器端口
        int port;
        try {
            //1.确定发送给服务器的信息 ,服务器地址，端口
            String mess="我要咨询问题";
            byte[] buf=mess.getBytes();
            //发送的地址
             ia=InetAddress.getByName("localhost");
            //服务器的端口
             port=9100;
            //2.创建数据包，发送指定长度的信息到指定地址的端口
             dp=new DatagramPacket(buf, buf.length,ia,port);
            //3.创建数据报套接字对象
            ds=new DatagramSocket();
            //4.发送数据
            ds.send(dp);

            //接收服务器的数据
             dp=new DatagramPacket(buf, buf.length);
            ds.receive(dp);
            String replys=new String(buf,0,dp.getLength());
            System.out.println("服务回应："+replys);

            //5.释放资源
            ds.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

服务端

package udpsocket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketAddress;
import java.net.SocketException;

/**
 * 服务器端
 */
public class AskServer {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            //1.创建接收方（服务器）套接字，并绑定端口号
            DatagramSocket ds=new DatagramSocket(9100);
            //2.确定数据包接收的数组大小
            byte[] buf=new byte[1024];
            //3.创建接收类型的数据包，数据存储在数组中
            DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf, buf.length);
            //4.通过套接字接收数据
            ds.receive(dp);
            //5.解析发送方发送的数据
            String mess=new String(buf,0,dp.getLength());
            //输出客户IP和讲的话
            System.out.println(dp.getAddress().getHostAddress()+"客户说："+mess);
            //响应客户端
            String reply="有什么问题";
            byte [] replys=reply.getBytes();
            //响应的地址客户端的IP地址
            SocketAddress sa=dp.getSocketAddress();
            DatagramPacket dpsend=new DatagramPacket(replys, replys.length,sa);
            //发送
            ds.send(dpsend);

            //6.释放资源
            ds.close();
        } catch (SocketException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

}
时间： 2024-03-22 17:58:06

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一.Collections简介 在集合的应用开发中,集合的若干接口和若干个子类是最最常使用的,但是在JDK中提供了一种集合操作的工具类 —— Collections,可以直接通过此类方便的操作集合 二.Collections类的常用方法及常量 No. 方法 类型 描述 1 public static final List EMPTY_LIST 常量 返回一个空的List集合 2 public static final Set EMPTY_SET 常量 返回空的Set集合 3 public sta

Java从零开始学四十七(注解简述)

一.Java中注解Annotation 什么是注解:用来描述数据的数据(元数据). Java代码里的特殊标记.它为代码中添加用Java程序无法表达的额外信息提供一种形式化的方法,使用我们可以在未来的某一个时刻方便的使得这些注解修饰的程序元素.  作用: 用将由编译器来测试和验证的格式,存储有关程序额外信息 生成 描述符文件,甚至是新的类定义 减轻编写模板代码的负担 使代码更加干净易读 注解和注释不同 注解与普通的代码注释有一定的区别,也有一定的联系.注解和注释都属于对代码的描述: 注释的作用只是