Java--網絡編程

時間  2019-11-30
標籤 java 網絡 編程 欄目 Java 简体版
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Java 網絡編程

網絡編程是指編寫運行在多個設備（計算機）的程序，這些設備都經過網絡鏈接起來。html

java.net包中J2SE的API包含有類和接口，它們提供低層次的通訊細節。你能夠直接使用這些類和接口，來專一於解決問題，而不用關注通訊細節。java

java.net包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：編程

  • TCP： TCP是傳輸控制協議的縮寫，它保障了兩個應用程序之間的可靠通訊。一般用於互聯網協議，被稱TCP / IP。
  • UDP:UDP是用戶數據報協議的縮寫，一個無鏈接的協議。提供了應用程序之間要發送的數據的數據包。

本教程主要講解如下兩個主題。服務器

  • Socket 編程: 這是使用最普遍的網絡概念，它已被解釋地很是詳細
  • URL 處理: 這部分會在另外的篇幅裏講，點擊這裏更詳細地瞭解在Java語言中的URL處理。

Socket 編程

套接字使用TCP提供了兩臺計算機之間的通訊機制。 客戶端程序建立一個套接字，並嘗試鏈接服務器的套接字。網絡

當鏈接創建時，服務器會建立一個Socket對象。客戶端和服務器如今能夠經過對Socket對象的寫入和讀取來進行進行通訊。併發

java.net.Socket類表明一個套接字，而且java.net.ServerSocket類爲服務器程序提供了一種來監聽客戶端，並與他們創建鏈接的機制。socket

如下步驟在兩臺計算機之間使用套接字創建TCP鏈接時會出現：函數

  • 服務器實例化一個ServerSocket對象，表示經過服務器上的端口通訊。
  • 服務器調用 ServerSocket類 的accept（）方法，該方法將一直等待，直到客戶端鏈接到服務器上給定的端口。
  • 服務器正在等待時，一個客戶端實例化一個Socket對象，指定服務器名稱和端口號來請求鏈接。
  • Socket類的構造函數試圖將客戶端鏈接到指定的服務器和端口號。若是通訊被創建，則在客戶端建立一個Socket對象可以與服務器進行通訊。
  • 在服務器端，accept()方法返回服務器上一個新的socket引用，該socket鏈接到客戶端的socket。

鏈接創建後，經過使用I/O流在進行通訊。每個socket都有一個輸出流和一個輸入流。客戶端的輸出流鏈接到服務器端的輸入流，而客戶端的輸入流鏈接到服務器端的輸出流。url

TCP是一個雙向的通訊協議，所以數據能夠經過兩個數據流在同一時間發送.如下是一些類提供的一套完整的有用的方法來實現sockets。.net

ServerSocket 類的方法

服務器應用程序經過使用java.net.ServerSocket類以獲取一個端口,而且偵聽客戶端請求。

ServerSocket類有四個構造方法：

序號 方法描述
1 public ServerSocket(int port) throws IOException
建立綁定到特定端口的服務器套接字。
2 public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException
利用指定的 backlog 建立服務器套接字並將其綁定到指定的本地端口號。
3 public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException
使用指定的端口、偵聽 backlog 和要綁定到的本地 IP 地址建立服務器。
4 public ServerSocket() throws IOException
建立非綁定服務器套接字。

建立非綁定服務器套接字。 若是ServerSocket構造方法沒有拋出異常，就意味着你的應用程序已經成功綁定到指定的端口，而且偵聽客戶端請求。

這裏有一些ServerSocket類的經常使用方法：

序號 方法描述
1 public int getLocalPort()
  返回此套接字在其上偵聽的端口。
2 public Socket accept() throws IOException
偵聽並接受到此套接字的鏈接。
3 public void setSoTimeout(int timeout)
 經過指定超時值啓用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒爲單位。
4 public void bind(SocketAddress host, int backlog)
將 ServerSocket 綁定到特定地址（IP 地址和端口號）。

Socket 類的方法

java.net.Socket類表明客戶端和服務器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個Socket對象經過實例化 ，而 服務器得到一個Socket對象則經過accept()方法的返回值。

Socket類有五個構造方法.

序號 方法描述
1 public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException.
建立一個流套接字並將其鏈接到指定主機上的指定端口號。
2 public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException
建立一個流套接字並將其鏈接到指定 IP 地址的指定端口號。
3 public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException.
建立一個套接字並將其鏈接到指定遠程主機上的指定遠程端口。
4 public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException.
建立一個套接字並將其鏈接到指定遠程地址上的指定遠程端口。
5 public Socket()
經過系統默認類型的 SocketImpl 建立未鏈接套接字

當Socket構造方法返回，並無簡單的實例化了一個Socket對象，它實際上會嘗試鏈接到指定的服務器和端口。

下面列出了一些感興趣的方法，注意客戶端和服務器端都有一個Socket對象，因此不管客戶端仍是服務端都可以調用這些方法。

序號 方法描述
1 public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException
將此套接字鏈接到服務器，並指定一個超時值。
2 public InetAddress getInetAddress()
 返回套接字鏈接的地址。
3 public int getPort()
返回此套接字鏈接到的遠程端口。
4 public int getLocalPort()
返回此套接字綁定到的本地端口。
5 public SocketAddress getRemoteSocketAddress()
返回此套接字鏈接的端點的地址，若是未鏈接則返回 null。
6 public InputStream getInputStream() throws IOException
返回此套接字的輸入流。
7 public OutputStream getOutputStream() throws IOException
返回此套接字的輸出流。
8 public void close() throws IOException
關閉此套接字。

InetAddress 類的方法

這個類表示互聯網協議(IP)地址。下面列出了Socket編程時比較有用的方法：

序號 方法描述
1 static InetAddress getByAddress(byte[] addr)
在給定原始 IP 地址的狀況下，返回 InetAddress 對象。
2 static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)
根據提供的主機名和 IP 地址建立 InetAddress。
3 static InetAddress getByName(String host)
在給定主機名的狀況下肯定主機的 IP 地址。
4 String getHostAddress() 
返回 IP 地址字符串（以文本表現形式）。
5 String getHostName() 
 獲取此 IP 地址的主機名。
6 static InetAddress getLocalHost()
返回本地主機。
7 String toString()
將此 IP 地址轉換爲 String。

Socket 客戶端實例

以下的GreetingClient 是一個客戶端程序，該程序經過socket鏈接到服務器併發送一個請求，而後等待一個響應。

// 文件名 GreetingClient.java

import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("Connecting to " + serverName
                             + " on port " + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("Just connected to "
                      + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out =
                       new DataOutputStream(outToServer);
 
         out.writeUTF("Hello from "
                      + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in =
                        new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("Server says " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Socket 服務端實例

以下的GreetingServer 程序是一個服務器端應用程序，使用Socket來監聽一個指定的端口。

// 文件名 GreetingServer.java

import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread
{
   private ServerSocket serverSocket;
   
   public GreetingServer(int port) throws IOException
   {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }

   public void run()
   {
      while(true)
      {
         try
         {
            System.out.println("Waiting for client on port " +
            serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("Just connected to "
                  + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in =
                  new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out =
                 new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("Thank you for connecting to "
              + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
            server.close();
         }catch(SocketTimeoutException s)
         {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         }catch(IOException e)
         {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   public static void main(String [] args)
   {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try
      {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.start();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

編譯以上 java 代碼，並執行如下命令來啓動服務，使用端口號爲 6066：

$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...

像下面同樣開啓客戶端：

$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!
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