Java Socket

计算机通讯模型

两种通讯模型介绍

OSI七层模型：由国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型

TCP/IP四层模型：TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心

共同点：分层概念、都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制

不同点：

由于OSI模型和协议比较复杂，所以并没有得到广泛的应用，而TCP/IP模型因其开放性和易用性在实践中得到了广泛的应用，TCP/IP协议栈也成为互联网的主流协议;

模型结构图

OSI七层模型

TCP/IP四层模型

Java Socket编程针对的就是tcp/ip通讯模型中的传输层

TCP/IP模型通讯要素

IP地址（IP Address）

IP地址（英语：Internet Protocol Address）是一种在Internet上的给主机编址的方式;

常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类;

IP地址是网络上每台主机的唯一标识；

端口（Port）

主机中不同的应用有这不同的端口号，即端口号用于区别不同的应用；

主机端口号范围为0-65535，其中0-1023位为系统保留；

如常用的协议的端口号：HTTP 80、SSH 22、FTP 21、Telnet 23；

传输层协议（Protocol ）

TCP (Transmission Control Protocol)

可靠传输：必须通讯双方连接成功才能通讯，这种操作称之为向连接 ;

三次握手方式建立连接，四次握手端口连接;

UDP(User Datagram Protocol)

不可靠传输：无需双方连接成功就可以通讯，这种操作称之为无连接 ;

速度比TCP传输要快，但可能会有数据丢包的情况，即数据可能不会被接受到 ，一般用于聊天程序；

Java Socket编程

部分工具类

InetAddress：解析地址

public class T1 {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		// 获取本机的InetAddress对象
		InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
		// 获取指定主机名称的InetAddress对象
		InetAddress localHost2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
		
		System.out.println("主机名称：" + localHost.getHostName());
		System.out.println("主机地址：" + localHost.getHostAddress());
		System.out.println("===========================================");
		System.out.println("主机名称：" + localHost2.getHostName());
		System.out.println("主机地址：" + localHost2.getHostAddress());
	
		/* 数据结果：
		
			主机名称：DESKTOP-543IILF
			主机地址：192.168.0.1
			===========================================
			主机名称：www.baidu.com
			主机地址：14.215.177.38
		 * */
	}
}

URL：解析url

public class T2 {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		/**
		 * 	解析URL使用
		 */
		URL url = new URL("http://www.baidu.com");
		System.out.println("协议：" + url.getProtocol());
		System.out.println("主机(域名/ip地址)：" + url.getHost());
		System.out.println("端口：" + url.getPort()); 
		// 如果URL方案或URL的URLStreamHandler未定义默认端口号，则返回-1
		
		URLConnection connection = url.openConnection();
		
		// 输出http://www.baidu.com的内容
		InputStream in = connection.getInputStream();
		byte[] buff = new byte[1024];
		while(in.read(buff) != -1) {
			System.out.println(new String(buff));
		}
		
	}
}

URLEncoder、URLDecoder：URL的编解码

public class T3 {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		String encode = URLEncoder.encode("http://www.baidu.com/123/张三", "GBK");
		System.out.println(encode);
		
		String gbk_decode = URLDecoder.decode(encode, "GBK");
		System.out.println("GBK解码：" + gbk_decode);
		
		/* 输出：
			http%3A%2F%2Fwww.baidu.com%2F123%2F%D5%C5%C8%FD
			GBK解码：http://www.baidu.com/123/张三
		 */
	}
}

TCP编程

服务端

// 注意：TCP通讯必须是服务端先启动
public class Server {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		ServerSocket server = new ServerSocket(55555);
		Socket socket = null;
		
		for(;;) {
			
			// 监听接入服务器的连接
			socket = server.accept(); 
			
			// 读客户端
			BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
			
			// 写客户端
			BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));

			
			/**
			 * 	服务端是先读取内容后发送内容
			 */
			String text = null;
			while((text=in.readLine()) != null) {
				System.out.println("客服端：" + text);
				out.write("by server"); // 写到缓存区
				out.newLine(); /** 写入一个行分隔符,效果作用于readLine方法 */
				out.flush(); // 刷新缓冲区
			}
		}
	}
}

客户端

public class Client {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		
		InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
		Socket socket = new Socket(localHost.getHostAddress(), 55555);
		
		// 读控制台
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		
		// 读服务器
		BufferedReader readServer = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
		
		// 写服务器
		BufferedWriter outServer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
		
		
		/**
		 * 	客户端是先发送内容后读取内容
		 */
		String consoleText = null;
		while((consoleText=scanner.nextLine()) != null) {
			
			if("over".equals(consoleText.trim())) {
				socket.shutdownOutput(); // 告诉服务端已经发送完信息，否者抛异常 Connect reset
				System.exit(0); // 正常退出
			}
			
			outServer.write(consoleText); // 写到缓存区
			outServer.newLine(); /** 写入一个行分隔符,效果作用于readLine方法 */
			outServer.flush();  // 刷新缓冲区
			
			System.out.println(readServer.readLine());
		}
	}
}

效果

UDP编程

服务端

/**
 * 	UDP通信 服务器和客户端的port必须是不同的
 * 	先接受消息的就可以认为是服务端，阻塞等待数据包的到来
 */
public class Server {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		// 监听 55555 端口的消息
		DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(55555);
		
		for(;;) {
			// 接收 55555 端口监听到的消息
			byte[] buff = new byte[1024];
			DatagramPacket cpacket = new DatagramPacket(buff, buff.length);
			datagramSocket.receive(cpacket);
			System.out.println("client：" + new String(buff, 0, buff.length));
			
			// 发送消息到 44444 端口
			byte[] cbuff = "by server".getBytes();
			DatagramPacket spacket = new DatagramPacket(cbuff, cbuff.length, InetAddress.getLocalHost(), 44444);
			datagramSocket.send(spacket);				
		}
	}
}

客户端

public class Client {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		// 监听 44444 端口的消息
		DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(44444);
		
		// 发送消息
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		String text = null;
		while((text=scanner.nextLine()) != null) {
			if("over".equals(text.trim())) {
				System.exit(0); //正常退出
			}
			// 发送消息到 55555 端口
			byte[] cbuff = text.trim().getBytes();
			DatagramPacket cpacket = new DatagramPacket(cbuff, cbuff.length, InetAddress.getLocalHost(), 55555);
			datagramSocket.send(cpacket);
			
			// 接收 44444 端口监听到的消息
			byte[] buff = new byte[1024];
			DatagramPacket spacket = new DatagramPacket(buff, buff.length);
			datagramSocket.receive(spacket);
			System.out.println("server：" + new String(buff, 0, buff.length));
		}
	}
}

效果