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  • Java Socket编程----网络基础

    详见:https://www.cnblogs.com/rocomp/p/4790340.html

    Java最初是作为网络编程语言出现的,其对网络提供了高度的支持,使得客户端和服务器的沟通变成了现实,而在网络编程中,使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相关的技术。下面就让我们一起揭开Socket的神秘面纱。

    Socket编程
    一、网络基础知识(参考计算机网络)
               关于计算机网络部分可以参考相关博客:
              《TCP/IP协议栈及OSI参考模型详解》
           1、两台计算机间进行通讯需要以下三个条件:
                IP地址、协议、端口号
           2、TCP/IP协议:
                是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
           3、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
           4、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。
                32位二进制
           5、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
                IP地址+端口号组成了所谓的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
           6、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      
           7、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。
    四、TCP编程
             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
                服务器端的ServerSocket类
               
                3、Socket通信的步骤
                     ① 创建ServerSocket和Socket
                     ② 打开连接到Socket的输入/输出流
                     ③ 按照协议对Socket进行读/写操作
                     ④ 关闭输入输出流、关闭Socket
               4、服务器端:
                     ① 创建ServerSocket对象,绑定监听端口
                     ② 通过accept()方法监听客户端请求
                     ③ 连接建立后,通过输入流读取客户端发送的请求信息
                     ④ 通过输出流向客户端发送乡音信息
                     ⑤ 关闭相关资源
    /**
     * 基于TCP协议的Socket通信,实现用户登录,服务端
    */
    //1、创建一个服务器端Socket,即ServerSocket,指定绑定的端口,并监听此端口
    ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口
    //2、调用accept()方法开始监听,等待客户端的连接
    Socket socket = serverSocket.accept();
    //3、获取输入流,并读取客户端信息
    InputStream is = socket.getInputStream();
    InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);
    BufferedReader br =newBufferedReader(isr);
    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
    //4、获取输出流,响应客户端的请求
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
    pw.write("欢迎您!");
    pw.flush();
    
    
    //5、关闭资源
    pw.close();
    os.close();
    br.close();
    isr.close();
    is.close();
    socket.close();
    serverSocket.close();
    1.  5、客户端:

                     ① 创建Socket对象,指明需要连接的服务器的地址和端口号
                     ② 连接建立后,通过输出流想服务器端发送请求信息
                     ③ 通过输入流获取服务器响应的信息
                     ④ 关闭响应资源 
    //客户端
    //1、创建客户端Socket,指定服务器地址和端口
    Socket socket =newSocket("localhost",10086);
    //2、获取输出流,向服务器端发送信息
    OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
    PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//将输出流包装成打印流
    pw.write("用户名:admin;密码:123");
    pw.flush();
    socket.shutdownOutput();
    //3、获取输入流,并读取服务器端的响应信息
    InputStream is = socket.getInputStream();
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
    String info = null;
    while((info=br.readLine())!null){
     System.out.println("我是客户端,服务器说:"+info);
    }
    
    //4、关闭资源
    br.close();
    is.close();
    pw.close();
    os.close();
    socket.close();
    1.    6、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通信

                   ① 服务器端创建ServerSocket,循环调用accept()等待客户端连接
                   ② 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接
                   ③ 服务器端接受苦读段请求,创建socket与该客户建立专线连接
                   ④ 建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话
                   ⑤ 服务器端继续等待新的连接     
    //服务器线程处理
    //和本线程相关的socket
    Socket socket =null;
    //
    public serverThread(Socket socket){
    this.socket = socket;
    }
    
    publicvoid run(){
    //服务器处理代码
    }
    
    //============================================
    //服务器代码
    ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);
    Socket socket =null;
    int count =0;//记录客户端的数量
    while(true){
    socket = serverScoket.accept();
    ServerThread serverThread =newServerThread(socket);
     serverThread.start();
     count++;
    System.out.println("客户端连接的数量:"+count);
    }

    五、UDP编程

           UDP协议(用户数据报协议)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报(Datagram),大小限制在64k,在数据报中指明数据索要达到的Socket(主机地址和端口号),然后再将数据报发送出去
           DatagramPacket类:表示数据报包
           DatagramSocket类:进行端到端通信的类
           1、服务器端实现步骤
               ① 创建DatagramSocket,指定端口号
               ② 创建DatagramPacket
               ③ 接受客户端发送的数据信息
               ④ 读取数据
    //服务器端,实现基于UDP的用户登录
    //1、创建服务器端DatagramSocket,指定端口
    DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010);
    //2、创建数据报,用于接受客户端发送的数据
    byte[] data =newbyte[1024];//
    DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length);
    //3、接受客户端发送的数据
    socket.receive(packet);//此方法在接受数据报之前会一致阻塞
    //4、读取数据
    String info =newString(data,o,data.length);
    System.out.println("我是服务器,客户端告诉我"+info);
    
    
    //=========================================================
    //向客户端响应数据
    //1、定义客户端的地址、端口号、数据
    InetAddress address = packet.getAddress();
    int port = packet.getPort();
    byte[] data2 = "欢迎您!".geyBytes();
    //2、创建数据报,包含响应的数据信息
    DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);
    //3、响应客户端
    socket.send(packet2);
    //4、关闭资源
    socket.close();
    1.    2、客户端实现步骤

               ① 定义发送信息
               ② 创建DatagramPacket,包含将要发送的信息
               ③ 创建DatagramSocket
               ④ 发送数据
    //客户端
    //1、定义服务器的地址、端口号、数据
    InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost");
    int port =10010;
    byte[] data ="用户名:admin;密码:123".getBytes();
    //2、创建数据报,包含发送的数据信息
    DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port);
    //3、创建DatagramSocket对象
    DatagramSocket socket =newDatagramSocket();
    //4、向服务器发送数据
    socket.send(packet);
    
    
    //接受服务器端响应数据
    //======================================
    //1、创建数据报,用于接受服务器端响应数据
    byte[] data2 = new byte[1024];
    DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);
    //2、接受服务器响应的数据
    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();
    1. 六、注意问题:

         1、多线程的优先级问题:
                根据实际的经验,适当的降低优先级,否侧可能会有程序运行效率低的情况
        2、是否关闭输出流和输入流:
                 对于同一个socket,如果关闭了输出流,则与该输出流关联的socket也会被关闭,所以一般不用关闭流,直接关闭socket即可
         3、使用TCP通信传输对象,IO中序列化部分
         4、socket编程传递文件,IO流部分
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