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  • Java的Socket通信

    一、背景知识

    Java网络编程使用Socket,大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket的技术。

    1、TCP/IP协议

    目前世界上应用最为广泛的协议,是以TCP和IP为基础的不同层次上多个协议的集合,也成TCP/IP协议族、或TCP/IP协议栈
    TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议
    IP:Internet Protocol 互联网协议

    TCP/IP五层模型
    应用层:HTTP、FTP、SMTP、Telnet等
    传输层:TCP/IP
    网络层:
    数据链路层:
    物理层:网线、双绞线、网卡等

    两台计算机间通讯需要:IP地址、 协议、 端口号
    IP地址:为实现网络中不同计算机之间的通信,每台计算机都必须有一个唯一的标识---IP地址
    端口:区分一台主机的多个不同应用程序,端口号范围为0-65535,其中0-1023位为系统保留。如:HTTP:80 FTP:21 Telnet:23

    Socket套接字:网络上具有唯一标识的IP地址和端口组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字Socket,Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点,是TCP和UDP的基础

    Socket原理机制:
    通信的两端都有Socket
    网络通信其实就是Socket间的通信
    数据在两个Socket间通过IO传输

    2、Java中的网络支持

    针对网络通信的不同层次,Java提供了不同的API,其提供的网络功能有四大类:
    InetAddress:用于标识网络上的硬件资源,主要是IP地址
    URL:统一资源定位符,通过URL可以直接读取或写入网络上的数据
    Sockets:使用TCP协议实现的网络通信Socket相关的类
    Datagram:使用UDP协议,将数据保存在用户数据报中,通过网络进行通信。

    2.1、InetAddress

    InetAddress类用于标识网络上的硬件资源,标识互联网协议(IP)地址。

    // 获取本机的InetAddress实例
    InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();

    // 获取计算机名
    address.getHostName();

    // 获取IP地址
    address.getHostAddress();

    // 获取字节数组形式的IP地址,以点分隔的四部分
    byte [] bytes = address.getAddress();

    // 获取其他主机的InetAddress实例
    InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主机名");
    InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址");

    2.2、URL类

    URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符,表示Internet上某一资源的地址,协议名:资源名称

    // 创建一个URL的实例
    URL baidu =new URL("http://www.baidu.com");
    URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");// ?表示参数,#表示锚点
    url.getProtocol();// 获取协议
    url.getHost();// 获取主机
    url.getPort();// 如果没有指定端口号,根据协议不同使用默认端口。此时getPort()方法的返回值为 -1
    url.getPath();// 获取文件路径
    url.getFile();// 文件名,包括文件路径+参数
    url.getRef();// 相对路径,就是锚点,即#号后面的内容
    url.getQuery();// 查询字符串,即参数

    // 使用URL读取网页内容
    通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流,通过流能够读取或访问网页上的资源
    // 使用URL读取网页内容
    // 创建一个URL实例
    URL url =new URL("http://www.baidu.com");
    InputStream is = url.openStream();// 通过openStream方法获取资源的字节输入流
    InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");// 将字节输入流转换为字符输入流,如果不指定编码,中文可能会出现乱码
    BufferedReader br =newBufferedReader(isr);// 为字符输入流添加缓冲,提高读取效率
    String data = br.readLine();// 读取数据
    while(data!=null){
    System.out.println(data);// 输出数据
    data = br.readerLine();
    }
    br.close();
    isr.colose();
    is.close();

    二、TCP/IP

    1、TCP协议是面向连接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据,通过三次握手方式建立连接,形成传输数据的通道,在连接中进行大量数据的传输,效率会稍低
    2、Java中基于TCP协议实现网络通信的类:客户端的Socket类 和 服务器端的ServerSocket类

    1、服务端实现

    2、客户端实现

    3、源代码

    /**
    * 客户端实现
    */

    // 连接到服务器
    Socket socket =newSocket("localhost",10086);

    OutputStream os = socket.getOutputStream();//
    PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//

    // 向服务端发起请求
    pw.write("用户名:admin;密码:123");
    pw.flush();
    socket.shutdownOutput();

    // 读取服务端响应
    InputStream is = socket.getInputStream();
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
    String info = null;
    while((info=br.readLine())!null){
    System.out.println("我是客户端,服务器说:"+info);
    }

    // 关闭资源
    br.close();
    is.close();
    pw.close();
    os.close();
    socket.close();

    /**
    * 服务端实现
    */

    // 创建ServerSocket后监听socket
    ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);
    Socket socket = serverSocket.accept();

    // 收到客户端的连接
    InputStream is = socket.getInputStream();
    InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);
    BufferedReader br =newBufferedReader(isr);

    // 读取客户端请求
    String info =null;
    while((info=br.readLine())!=null){
    System.out.println("我是服务器,客户端说:"+info);
    }
    socket.shutdownInput();// 关闭输入流

    // 响应客户端请求
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
    pw.write("欢迎您!");
    pw.flush();

    // 关闭资源
    pw.close();
    os.close();
    br.close();
    isr.close();
    is.close();
    socket.close();
    serverSocket.close();

    三、UDP

    UDP协议(用户数据包协议)是无连接的、不可靠的、无序的,速度快
    进行数据传输时,首先将要传输的数据定义成数据包(Datagram),大小限制在64k,在数据包中指明数据索要达到的Socket(主机地址和端口号),然后再将数据包发送出去
    DatagramPacket类:表示数据包包
    DatagramSocket类:进行端到端通信的类

    1、服务端

    2、客户端

    3、源代码 

    ============================================================================
    /**
    * 服务端实现
    */
    // 1、创建服务器端
    DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010);

    // 2、接收客户端请求
    byte [] data =newbyte[1024];
    DatagramPacket packet =new DatagramPacket(data,data.length);
    socket.receive(packet);// 此方法在接受数据包之前会一直阻塞
    String info =newString(data,o,data.length);
    System.out.println("我是服务器,客户端告诉我"+info);

    // 3、响应客户端请求
    InetAddress address = packet.getAddress();
    int port = packet.getPort();

    byte [] data2 = "欢迎您!".geyBytes();
    DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);
    socket.send(packet2);

    // 4、关闭资源
    socket.close();

    ============================================================================

    /**
    * 客户端实现
    */
    // 1、服务器的地址、端口号
    InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost");
    int port =10010;

    // 2、发送请求信息
    byte [] data ="用户名:admin;密码:123".getBytes();
    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data,length,address,port);
    DatagramSocket socket =newDatagramSocket();
    socket.send(packet);

    // 3、接受服务器端响应数据
    byte [] data2 = new byte [1024];
    DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);
    socket.receive(packet2);
    String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth());
    System.out.println("我是客户端,服务器说:"+reply);

    // 4、关闭资源
    socket.close();

    ============================================================================

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