Java網絡編程二：Socket詳解

時間 2019-11-30

標籤 java 網絡編程 socket 詳解欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

Socket又稱套接字，是鏈接運行在網絡上兩個程序間的雙向通信的端點。java

1、使用Socket進行網絡通訊的過程

服務端：服務器程序將一個套接字綁定到一個特定的端口，並經過此套接字等待和監聽客戶端的鏈接請求。編程

客戶端：客戶端程序根據你服務器所在的主機名和端口號發出鏈接請求。服務器

二者之間的通訊是經過Socket完成的，咱們能夠認爲Socket是兩個城市之間的交通工具，有了它，就能夠在兩個城市之間穿梭了。網絡

Socket通訊示例socket

主機A的應用程序和主機B的應用程序通訊，必須經過Socket創建鏈接，而創建Socket必須由底層的TCP/IP協議來創建TCP鏈接。創建TCP鏈接須要底層IP協議來尋址網絡中的主機。IP地址只能幫助咱們找到目標主機，可是一個主機上面有多個應用程序，如何才能找到咱們須要的應用程序，這個時候就能夠經過端口號來指定了。　函數

2、簡易服務端、客戶端模擬

服務器端：工具

 1     public static void main(String[] args) throws IOException
 2     {
 3         //建立一個ServerSocket，用於監聽客戶端Socket鏈接請求
 4         ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
 5         System.out.println("server start");
 6         //採用循環方式監聽客戶端的請求
 7         while(true)
 8         {
 9             //偵聽並接受到此套接字的鏈接。此方法在鏈接傳入以前一直阻塞。
10             Socket socket = ss.accept();
11             OutputStream os = socket.getOutputStream();
12             PrintStream ps = new PrintStream(os);
13             ps.print("您好，您收到了來自服務端的中秋祝福");
14             ps.close();
15             os.close();
16             socket.close();
17         }
18     }

執行結果：學習

server startspa

客戶端：.net

 1     public static void main(String[] args) throws IOException, Exception
 2     {
 3         Socket socket = new Socket("localhost",8888);
 4         InputStream is = socket.getInputStream();
 5         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
 6         String str = br.readLine();
 7         System.out.println(str);
 8         br.close();
 9         is.close();
10         socket.close();
11     }

執行結果：

您好，您收到了來自服務端的中秋祝福

一、上面展現的是一個簡易的服務端和客戶端通訊的創建過程。

二、咱們經過交互圖來詳細介紹這個過程：

三、首先在server端，指定端口號建立serverSocket對象，經過serverSocket的accpet方法獲取套接字，這個方法的特色是：偵聽並接受到此套接字的鏈接，此方法在鏈接傳入以前一直阻塞。這也就意味着，若是沒有客戶端鏈接請求過來，服務端會一致阻塞在這裏。

四、後面的代碼就是經過套接字socket能夠獲得輸入輸出流，到此爲止，就是I/O的內容了。

五、在客戶端這邊，經過指定的服務器主機名和服務器監聽的端口號，獲得套接字Socket，這個時候就表示服務端和客戶端的鏈接已經創建了，而後經過輸入輸出流來進行通訊了。

3、半關閉的socket

　　在上面的Demo中，咱們是以行做爲通訊的最小數據單位，服務器端也是逐行進行處理的。可是咱們在大多數場景下，通訊的數據單位是多行的，這時候Socket的輸出流如何表達輸出的數據已經結束？

　　在IO學習過程當中提到過，如何要表示輸出已經結束，則經過關閉輸出流來實現，可是在socket中是行不通的，由於關閉socket，會致使沒法再從該socket中讀取數據了。爲了解決這種問題，java提供了兩個半關閉的方法：

一、shutdownInput():關閉該Socket的輸入流，程序還能夠經過該Socket的輸出流輸出數據。

二、shutdownOutput():關閉該Socket的輸出流，程序還能夠經過該Socket的輸入流讀取數據。

若是咱們對同一個Socket實例前後調用shutdownInput和shutdownOutput方法，該Socket實例依然沒有被關閉，只是該Socket既不能輸出數據，也不能讀取數據。

服務器端：

 1         ServerSocket ss = new ServerSocket(5555);
 2         Socket socket = ss.accept();
 3         PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
 4         ps.println("服務器端：開源中國杭州論壇");
 5         ps.println("服務器端：杭州G20峯會");
 6         //關閉輸出流，代表輸出已經結束
 7         socket.shutdownOutput();
 8         //判斷該socket是否關閉
 9         System.out.println(socket.isClosed());
10         Scanner scan = new Scanner((socket.getInputStream()));
11         while(scan.hasNextLine())
12         {
13             System.out.println(scan.nextLine());
14         }
15         scan.close();
16         socket.close();
17         ss.close();
18         
19

客戶端：

 1         Socket s = new Socket("localhost", 5555);
 2         InputStream is = s.getInputStream();
 3         byte[] buffer = new byte[1024];
 4         int flag = 0;
 5         while(-1 != (flag = is.read(buffer,0,buffer.length)))
 6         {
 7             String str = new String(buffer,0,flag);
 8             System.out.print(str);
 9         }
10         PrintStream ps = new PrintStream(s.getOutputStream());
11         ps.println("客戶端：歡迎參加開源中國論壇");
12         ps.println("客戶端：歡迎參加G20峯會");
13         is.close();
14         ps.close();
15         s.close();
16

執行結果：

　　在服務器端程序中能夠看到，在輸出兩段字符串以後，調用了shutdownOutput方法，表示輸出已經結束。隨即又去判斷了socket是否關閉，執行的結果爲false，表示socket並未關閉。

　　可是在調用了這兩個半關閉的方法關閉了輸出輸入流以後，該socket沒法再次打開該輸出流或者輸入流。所以這種場景不適合保持持久通訊狀態的交互使用，只適合一站式的通訊協議.例如http協議：客戶端鏈接到服務器以後，開始發送數據，發送完成以後無須再次發送數據，只須要讀取服務器響應數據便可，讀取數據完畢以後，該socket鏈接也被關閉了。

4、基於UDP協議的網絡編程

　　前面介紹的socket編程都是基於TCP協議的，如今來看下基於UDP協議的編程，TCP和UDP的區別在上一章已經有過介紹。

　　UDP協議的主要做用就是完成網絡數據流和數據報之間的轉換-----在信息的發送端，UDP協議將網絡數據流封裝到數據報，而後將數據報發送出去；在信息的接收端，UDP協議將數據報轉換成實際數據報內容。

一、首先在UDP網絡編程中沒有服務器端和客戶端這種說法，兩個socket之間沒有虛擬鏈路，只是接收和發送數據報文而已。

二、這裏面有兩個重要的類：DatagramSocket 和DatagramPacket。前者是用來發送和接收數據包的套接字，後者表示數據包，每條報文僅根據該包中的包含的信息從一臺機器路由到另外一臺機器。

三、DatagramSocket 的兩個構造函數：

DatagramSocket()：構造數據報套接字並將其綁定到本地主機上任何可用的端口。

DatagramSocket(int port)：建立數據報套接字並將其綁定到本地主機上的指定端口。

在咱們下面的DEMO中，UDPServerTest類中先發送數據報，使用的是套接字的無參構造器，而UDPClientTest類中先接收數據報，必須監聽某一個端口，因此使用的是套接字的有參構造器。

四、DatagramPacket：建立的時候分爲接收和發送兩種

DatagramPacket(byte[] buf, int length)：用來接收長度爲 length 的數據包。

DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)：用來將長度爲 length 的包發送到指定主機上的指定端口號。

 1 public class UDPServerTest
 2 {
 3     public static void main(String[] args) throws IOException
 4     {
 5         DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
 6         String str = "hello world";
 7         //構造用於發送的數據包，指定主機和端口號
 8         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(str.getBytes(),
 9                 str.length(), InetAddress.getByName("localhost"), 5555);
10         ds.send(packet);
11         
12         //讀取從客戶端發送過來的響應
13         byte[] buffer = new byte[1024];
14         DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(buffer,buffer.length);
15         ds.receive(packet2);
16         String str2 = new String(buffer,0,packet2.getLength());
17         System.out.println(str2);
18         ds.close();
19     }
20 }

public class UDPClientTest
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(5555);
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
        ds.receive(packet);
        String str = new String(buffer, 0, packet.getLength());
        System.out.println(str);

        // 接收到數據包以後，客戶端返回響應回去
        String str2 = "welcome";
        DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(str2.getBytes(), str2
                .length(), packet.getAddress(), packet.getPort());
        ds.send(packet2);
        ds.close();
    }
}