Java网络编程详解（三）TCP通信程序

一、什么是TCP通信？

• TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端，要严格区分为客户端（Client）与服务器（Server）

二、两端通信时步骤：

1. 服务端程序，需要事先启动，等待客户端的连接。
2. 客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。

服务端先启动
服务器端不会主动的请求客户端
必须使用客户端请求服务器端
客户端和服务端就会建立一个逻辑连接
而这个连接中包含一个对象
这个对象就是IO对象
客户端和服务器端就可以使用
IO对象进行通信
通信的数据不仅仅是字符
所以IO对象是字节流对象

三、在Java中，提供了两个类用于实现TCP通信程序：

• 客户端：java.net.Socket类表示。创建Socket对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信。
• 服务端：java.net.ServerSocket类表示。创建ServerSocket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接。

Socket类：
Socket类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通讯的端点
构造方法：
public Socket(String host, int port)：创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null，则相当于指定地址为回送地址。

构造代码如下：

Socket client = new Socket("127.0.0.1",6666);

四、服务器必须明确两件事情：

1. 多个客户端同时和服务器进行交互，服务器必须明确和哪个客户端进行的交互。在服务端有一个方法，叫accept客户端获取到请求的客户端对象
2. 多个客户端同时和服务器进行交互，就需要使用多个IO流对象

服务器是没有IO流的，服务器可以获取到请求的客户端对象Socket，使用每个客户端Socket中提供的IO流和客户端进行交互
服务器使用客户端的字节输入流读取客户端发送的数据；服务器使用客户端的字节输出流给客户端回写数据

五、代码示例详解

服务端代码示例：

package Internet;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/*
    TCP通信的服务器端：接收客户端的请求，读取客户端发送的数据，给客户端回写数据
    表示服务器的类：
        java.net.ServerSocket 此类实现服务器套接字

    构造方法：
        ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字

    服务器端必须明确一件事情，必须知道是哪个客户端请求的服务器
    所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket
    成员方法：
        Socket accept() 监听并接受到此套接字的连接

    服务器的实现步骤：
        1. 创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
        2. 使用ServerSocket对象中的方法accept，获取请求的客户端对象Socket
        3. 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        4. 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取客户端发送的数据
        5. 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        6. 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write，给客户端回写数据
        7. 释放资源
 */
public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
        ServerSocket server = new ServerSocket(9999);
        //2. 使用ServerSocket对象中的方法accept，获取请求的客户端对象Socket
        Socket socket = server.accept();
        //3. 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4. 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取客户端发送的数据
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));
        //5. 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //6. 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write，给客户端回写数据
        os.write("收到谢谢！".getBytes());
        //7. 释放资源
        socket.close();
        server.close();
    }
}

客户端代码示例：

package Internet;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/*
    TCP通信的客户端：向服务器发送连接请求，给服务器发送数据，读取服务器回写的数据
    表示客户端的类：
        java.net.Socket:此类实现客户端套接字。套接字是两台机器之间通信的端点。
        套接字：包含了IP地址和端口号的网络单位
    构造方法：
        Socket(String host, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
        参数：
            String host：服务器主机的名称/服务器的IP地址
            int port：服务器的端口号

    成员方法：
        OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流
        InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流
        void close() 关闭此套接字

    实现步骤：
        1. 创建一个客户端对象Socket，构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
        2. 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        3. 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write，给服务器发送数据
        4. 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        5. 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取服务器回写的数据
        6. 释放资源（Socket）

    注意：
        1. 客户端和服务器进行交互，必须使用Socket中提供的网络流，不能使用自己创建的流对象
        2. 当我们创建客户端对象Socket的时候，就会去请求服务器和服务器经过三次握手建立连接通路
            这时如果服务器没有启动，那么就会抛出异常
            如果服务器已经启动，那么就可以进行交互了
 */
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建一个客户端对象Socket，构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",9999);
        //2. 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3. 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write，给服务器发送数据
        os.write("你好服务器".getBytes());
        //4. 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //5. 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取服务器回写的数据
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));
        //6. 释放资源（Socket）
        socket.close();
    }
}

运行结果：

现运行服务端，再运行客户端