Socket编程之API


1.计算机之间的通信首先需要3个条件:

IP地址、协议、端口号,(1~1023的端口号是有名端口号)


2.TCP/IP协议是目前世界上使用最为广泛的协议

TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议
IP:Internet Protocol 互联网协议


3.IP地址

一般为ISP服务商中国电信这类分配了一个IP,并不是固定IP,而是用子网掩码的形式划分.


4.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:80FTP: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


5.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:
1.通信的两端都有Socket
2.网络通信其实就是Socket间的通信
3.数据在两个Socket间通过IO传输


6.Java中对网络的支持

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
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


InetAddress

//获取本机的InetAddress实例 
InetAddress address =InetAddress.getLocalHost(); 
address.getHostName();//获取计算机名 
address.getHostAddress();//获取IP地址 
byte[] bytes = address.getAddress();//获取字节数组形式的IP地址,以点分隔的四部分 
 
//获取其他主机的InetAddress实例 
InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主机名"); 
InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址"); 

*URL类

//创建一个URL的实例 
URL baidu =new URL("http://www.baidu.com"); 
URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");//?表示参数,#表示锚点 
url.getProtocol();//获取协议 
url.getHost();//获取主机 
url.getPort();//如果没有指定端口号,根据协议不同使用默认端口。此时getPort()方法的返回值为 -1 
url.getPath();//获取文件路径 
url.getFile();//文件名,包括文件路径+参数 
url.getRef();//相对路径,就是锚点,即#号后面的内容 
url.getQuery();//查询字符串,即参数 

使用URL读取网页内容

通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流,通过流能够读取或访问网页上的资源  

//使用URL读取网页内容 
//创建一个URL实例 
URL url =new URL("http://www.baidu.com"); 
InputStream is = url.openStream();//通过openStream方法获取资源的字节输入流 
InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");//将字节输入流转换为字符输入流,如果不指定编码,中文可能会出现乱码 
BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//为字符输入流添加缓冲,提高读取效率 
String data = br.readLine();//读取数据 
while(data!=null){ 
System.out.println(data);//输出数据 
data = br.readerLine(); 
} 
br.close(); 
isr.colose(); 
is.close(); 

7.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

Socket编程之API_第1张图片
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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(); 

** 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(); 

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); 
} 

8.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(); 

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(); 

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**


给个github follow me的链接,上面有很多初学者可供学习的资料,项目.

https://github.com/SuperZee

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