Java Socket 編程

時間 2019-12-11

標籤 java socket 編程欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

1. 背景

　　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。java

　　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。編程

　　java.net 包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：　　服務器

　　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。網絡

　　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。併發

2. 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。socket

　　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。函數

　　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。測試

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：spa

服務器實例化一個 ServerSocket 對象，表示經過服務器上的端口通訊。.net
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。

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 socket。

2.1 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。

2.1.1 ServerSocket 類構造方法

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。

2.1.2 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）。

2.2 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。

2.2.1 Socket 類構造方法.

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。

2.3 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。

3. Socket 客戶端實例

3.1 MyClient

MyClient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。

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.DataInputStream;
 4 import java.io.DataOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.InputStream;
 7 import java.io.OutputStream;
 8 import java.net.Socket;
 9 
10 public class MyClient {
11      public static void main(String [] args)
12        {
13           String serverName = args[0];
14           int port = Integer.parseInt(args[1]);
15           try
16           {
17              System.out.println("Client：鏈接到主機：" + serverName + " ，端口號：" + port);
18              //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。
19              //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。
20              Socket client = new Socket(serverName, port);
21              System.out.println("Client：遠程主機地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
22              OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
23              DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
24      
25              out.writeUTF("Client：Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
26              InputStream inFromServer = client.getInputStream();
27              DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
28              System.out.println("Client：服務器響應： " + in.readUTF());
29              client.close();
30           }catch(IOException e)
31           {
32              e.printStackTrace();
33           }
34        }
35 }

3.2 MyServer

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

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.DataInputStream;
 4 import java.io.DataOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.net.ServerSocket;
 7 import java.net.Socket;
 8 import java.net.SocketTimeoutException;
 9 
10 public class MyServer extends Thread{
11 
12        private ServerSocket serverSocket;
13        
14        public MyServer(int port) throws IOException
15        {
16           //服務器實例化一個 ServerSocket 對象，表示經過服務器上的端口通訊。
17           serverSocket = new ServerSocket(port);
18           //10s中沒有鏈接，則關閉
19           serverSocket.setSoTimeout(10000);
20        }
21      
22        public void run()
23        {
24           while(true)
25           {
26              try
27              {
28                 System.out.println("Server：等待遠程鏈接，端口號爲：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
29                 //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。
30                 //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。
31                 Socket server = serverSocket.accept();
32                 System.out.println("Server：遠程主機地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
33                 DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
34                 System.out.println(in.readUTF());
35                 DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
36                 out.writeUTF("Server：謝謝鏈接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
37                 server.close();
38              }catch(SocketTimeoutException s)
39              {
40                 System.out.println("Server：Socket timed out!");
41                 break;
42              }catch(IOException e)
43              {
44                 e.printStackTrace();
45                 break;
46              }
47           }
48        }
49        
50 }

3.3 Test.java

測試

 1 package com.loveincode.socket;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 public class Test {
 6     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
 7         
 8         MyServer server = new MyServer(5209);
 9         server.start();
10         
11         Thread.sleep(1000);
12         String[] arg = {"localhost","5209"};
13         //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。
14         MyClient.main(arg);
15         
16         MyClient.main(arg);
17         
18     }
19 }

3.4 結果

Server：等待遠程鏈接，端口號爲：5209...
Client：鏈接到主機：localhost ，端口號：5209
Client：遠程主機地址：localhost/127.0.0.1:5209
Server：遠程主機地址：/127.0.0.1:65497
Client：Hello from /127.0.0.1:65497
Client：服務器響應： Server：謝謝鏈接我：/127.0.0.1:5209
Goodbye!
Server：Socket timed out!