安卓学习笔记40：基于套接字网络编程
文章目录
- 零、学习目标
- 一、Socket概述
-
- （一）两种传输模式
- （二）基于Socket网络编程
- 三、案例演示 - C/S架构聊天室
-
- （一）运行效果
- （二）涉及知识点
- （三）实现步骤
-
- 1、创建聊天服务器端
-
- （1）创建Java项目 - ChatServer
- （2）创建聊天服务窗口类 - ChatServerWindow
- （3）启动应用，查看效果
- 2、创建聊天安卓客户端
-
- （1）创建安卓应用【ChatAndroidClient】
- （2）将图片素材拷贝到drawable目录
- （3）创建接收按钮背景选择器
- （4）创建发送按钮背景选择器
- （5）主布局资源文件activity_main.xml
- （6）字符串资源文件strings.xml
- （7）在项目清单文件里授权访问因特网
- （8）主界面类 - MainActivity
- 3、启动聊天服务器端与安卓客户端进行测试
-
- （1）启动聊天服务器端
- （2）启动聊天安卓客户端
- （3）演示服务器端与安卓客户端进行聊天
零、学习目标
- 了解基于套接字网络有两种传输模式
- 掌握基于TCP/IP协议的套接字网络编程
一、Socket概述
Socket（套接字）是一种通信机制，可以实现单机或跨网络进行通信，其创建需要明确的区分C（客户端）/S（服务器端），支持多个客户端连接到同一个服务器。
（一）两种传输模式
- 面向连接的传输：基于TCP协议，可靠性高，但效率低
- 面向无连接的传输：基于UDP协议，可靠性低，但效率高
（二）基于Socket网络编程
-
在安卓中，直接采用Socket通信应该是我们遇到的最低级的网络运用。尽管已经作了很大程度的抽象，但是纯粹的Socket通信，仍然给开发者留下很多细节需要处理，尤其在服务器端，开发者需要处理多线程以及数据缓冲等的设计问题。相对而言，处于更高抽象层的HTTP等，已经对Socket通信中需要处理的技术细节进行了很好的封装，开发者无须关心，因此，HTTP在网络开发中通常具有决定性的优势。
-
ServerSocket(int aport)：创建一个绑定到本机指定端口的服务端Socket；aport就是指定的本机端口。与上述客户端Socket对应，通过TCP连接时，ServerSocket创建后需要在aport端口上进行监听，等待客户端的连接。
三、案例演示 - C/S架构聊天室
（一）运行效果
（二）涉及知识点
- Swing窗口（JFrame）
- Swing文本区（JTextArea）
- Swing按钮（JButton）
- Java事件处理机制
- 数据字节输入流（DataInputStream）
- 数据字节输出流（DataOutputStream）
- 活动窗口（Activity）
- 标签（TextView）
- 按钮（Button）
- 编辑框（EditText）
- 服务器套接字（ServerSocket）
- 套接字（Socket）
- 消息处理器（Handler）
- 线程（Thread）
（三）实现步骤
1、创建聊天服务器端
（1）创建Java项目 - ChatServer
（2）创建聊天服务窗口类 - ChatServerWindow
package net.hw.chat;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 功能：聊天服务窗口类
* 作者：华卫
* 日期：2021年01月01日
*/
public class ChatServerWindow extends JFrame {
/**
* 定义端口号常量
*/
static final int PORT = 8888;
private JButton btnClose;
private JButton btnSend;
/**
* 数据输入流
*/
private DataInputStream netIn;
/**
* 数据输出流
*/
private DataOutputStream netOut;
private JScrollPane panContent;
private JScrollPane panInput;
private JPanel panel1;
private JPanel panel2;
/**
* 服务器端套接字
*/
private static ServerSocket ss;
/**
* 客户端套接字
*/
private static Socket socket;
/**
* 聊天信息列表
*/
private JTextArea txtChatMessageList;
/**
* 聊天信息输入框
*/
private JTextArea txtInputMessage;
/**
* 来自客户端的消息
*/
private static String clientMsg;
/**
* 服务器端的消息
*/
private static String serverMsg;
/**
* 线程循环控制变量
*/
private static boolean isRunning;
public static void main(String[] args) {
new ChatServerWindow();
}
/**
* 构造方法
*/
public ChatServerWindow() {
super("聊天服务器端");
initUI();
try {
// 创建服务器端套接字
ss = new ServerSocket(PORT);
txtChatMessageList.append("服务器已启动...\n");
txtChatMessageList.append("等待客户请求...\n");
isRunning = true;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (isRunning) {
try {
// 监听其它设备的连接请求，处于阻塞状态
socket = ss.accept();
if (!txtChatMessageList.getText().toString()
.contains("连接了一个客户端。")) {
txtChatMessageList.append("连接了一个客户端。\n");
}
netIn = new DataInputStream(socket.getInputStream());
netOut = new DataOutputStream(socket
.getOutputStream());
// 初始化服务器端消息
if (null == serverMsg || serverMsg.equals("")) {
serverMsg = "欢迎您，新朋友！ ";
}
// 获取输出流（套接字输出流-->数据输出流）
netOut = new DataOutputStream(socket
.getOutputStream());
// 向客户端输出信息
netOut.writeUTF(serverMsg);
// 清空输出流缓冲数据
netOut.flush();
// 获取客户端消息
displayClientMsg();
} catch (IOException e) {
}
}
}
}).start();
} catch (IOException e1) {
}
/* 给各个控件注册监听器，编写事件代码 */
btnSend.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
try {
serverMsg = txtInputMessage.getText();
if (!serverMsg.trim().equals("")) {
txtChatMessageList.append("服务器>>>" + serverMsg + "\n");
if (netOut != null) {
netOut.writeUTF(serverMsg);
}
} else {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "不能发送空信息！", "服务器",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
txtInputMessage.setText("");
txtInputMessage.requestFocus();
} catch (IOException ie) {
}
}
});
// 给关闭按钮注册监听器
btnClose.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
releaseResource();
System.exit(0);
}
});
// 给窗口注册监听器
addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowActivated(WindowEvent e) {
txtInputMessage.requestFocus();
}
public void windowClosing(WindowEvent e) {
releaseResource();
System.exit(0);
}
});
}
/**
* 释放资源
*/
private void releaseResource() {
isRunning = false;
try {
if (netIn != null && netOut != null) {
netIn.close();
netOut.close();
}
if (socket != null && !socket.isClosed()) {
socket.close();
}
if (ss != null && !ss.isClosed()) {
ss.close();
}
} catch (IOException e) {
}
}
/**
* 初始化用户界面
*/
private void initUI() {
// 创建组件
panel1 = new JPanel();
panel2 = new JPanel();
txtChatMessageList = new JTextArea(15, 60);
txtInputMessage = new JTextArea(3, 60);
panContent = new JScrollPane(txtChatMessageList,
ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED,
ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
panInput = new JScrollPane(txtInputMessage,
ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED,
ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
btnClose = new JButton("关闭");
btnSend = new JButton("发送");
// 添加组件
getContentPane().add(panContent, "Center");
getContentPane().add(panel1, "South");
panel1.setLayout(new GridLayout(0, 1));
panel1.add(panInput);
panel1.add(panel2);
panel2.add(btnSend);
panel2.add(btnClose);
// 设置组件属性
txtChatMessageList.setEditable(false);
txtChatMessageList.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 13));
txtInputMessage.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 15));
txtChatMessageList.setLineWrap(true);
txtInputMessage.setLineWrap(true);
txtInputMessage.requestFocus();
setSize(450, 350);
setLocation(50, 200);
setResizable(false);
setLocationRelativeTo(null);
setVisible(true);
}
// 显示客户端信息
void displayClientMsg() {
try {
clientMsg = netIn.readUTF();
txtChatMessageList.append("客户端>>>" + clientMsg + "\n");
} catch (IOException e) {
}
}
}
（3）启动应用，查看效果
2、创建聊天安卓客户端
（1）创建安卓应用【ChatAndroidClient】
（2）将图片素材拷贝到drawable目录
（3）创建接收按钮背景选择器
<selector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<item android:drawable="@drawable/receive" android:state_pressed="false"/>
<item android:drawable="@drawable/receive_pressed" android:state_pressed="true"/>
selector>
（4）创建发送按钮背景选择器
<selector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<item android:drawable="@drawable/send" android:state_pressed="false"/>
<item android:drawable="@drawable/send_pressed" android:state_pressed="true"/>
selector>
（5）主布局资源文件activity_main.xml
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="@drawable/background"
android:orientation="vertical"
android:padding="10dp">
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content">
<TextView
android:id="@+id/tvHost"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/host"
android:textColor="#0000ff"
android:textSize="20sp" />
<EditText
android:id="@+id/edtHost"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="40dp"
android:background="#ffffff"
android:padding="5dp"
android:singleLine="true"
android:textColor="#000000"
android:textSize="20sp" />
LinearLayout>
<Button
android:id="@+id/btnReceiveMessage"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginTop="10dp"
android:layout_marginBottom="10dp"
android:background="@drawable/btn_receive_selector" />
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="horizontal">
<EditText
android:id="@+id/edtMessage"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="40dp"
android:layout_weight="4"
android:hint="@string/input_message"
android:paddingLeft="5dp"
android:singleLine="true"
android:textColor="#000000"
android:textSize="20sp" />
<Button
android:id="@+id/btnSendMessage"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginLeft="5dp"
android:layout_marginTop="5dp"
android:layout_weight="1"
android:background="@drawable/btn_send_selector"
android:textSize="18sp" />
LinearLayout>
<EditText
android:id="@+id/edtMessageList"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:focusable="false"
android:gravity="left|top"
android:inputType="textMultiLine|none"
android:scrollbars="vertical"
android:textSize="18sp">
<requestFocus />
EditText>
LinearLayout>
（6）字符串资源文件strings.xml
<resources>
<string name="app_name">聊天安卓客户端string>
<string name="host">服务器地址：string>
<string name="input_message">请输入聊天内容string>
resources>
（7）在项目清单文件里授权访问因特网
（8）主界面类 - MainActivity
package net.hw.chat_android_client;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.KeyEvent;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
/**
* 功能：安卓聊天客户端
* 作者：华卫
* 日期：2021年01月01日
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
/**
* 发送信息按钮
*/
private Button btnSendMessage;
/**
* 接收信息按钮
*/
private Button btnReceiveMessage;
/**
* 消息编辑框
*/
private EditText edtMessage;
/**
* 客户端套接字
*/
private Socket socket;
/**
* 消息处理器（发送与处理消息）
*/
private Handler handler;
/**
* 服务器端口号
*/
private static final int PORT = 8888;
/**
* 服务器端主机地址
*/
private String host;
/**
* 初始化网络连接的线程
*/
private Thread initNetworkThread;
/**
* 聊天消息构建器
*/
private StringBuilder chatMesssageBuilder;
/**
* 聊天信息列表编辑框
*/
private EditText edtMessageList;
/**
* 服务器地址
*/
private EditText edtHost;
/**
* 数据输出流
*/
private static DataOutputStream netOut;
/**
* 数据输入流
*/
private static DataInputStream netIn;
/**
* 来自客户端的消息
*/
private static String clientMsg;
/**
* 服务器端的消息
*/
private static String serverMsg;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 利用布局资源文件设置用户界面
setContentView(R.layout.activity_main);
// 通过资源索引获得界面控件实例
btnSendMessage = findViewById(R.id.btnSendMessage);
btnReceiveMessage = findViewById(R.id.btnReceiveMessage);
edtMessage = findViewById(R.id.edtMessage);
edtMessageList = findViewById(R.id.edtMessageList);
edtHost = findViewById(R.id.edtHost);
// 设置服务器地址
edtHost.setText("192.168.1.5");
// 实例化聊天消息构建器
chatMesssageBuilder = new StringBuilder();
// 给发送按钮注册监听器
btnSendMessage.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
sendMessage(); // 发送消息
}
});
// 给接收按钮注册监听器
btnReceiveMessage.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
receiveMessage(); // 接收消息
}
});
// 给消息编辑框注册监听器
edtMessage.setOnKeyListener(new View.OnKeyListener() {
@Override
public boolean onKey(View v, int keyCode, KeyEvent event) {
if (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_ENTER) {
sendMessage(); // 收发消息
}
return false;
}
});
// 创建消息处理器
handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
if (msg.what == 0x001) {
// 设置聊天信息列表内容
edtMessageList.setText(chatMesssageBuilder.toString());
// 清空输入框
edtMessage.setText("");
}
}
};
}
/**
* 接收消息：接收来自服务器端的消息
*/
private void receiveMessage() {
new Thread() {
@Override
public void run() {
// 获取主机
host = edtHost.getText().toString();
// 非空校验
if (host.length() == 0) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "请输入服务器地址！", Toast.LENGTH_LONG);
return;
}
// 采用短连接，接收一次消息，立马断开连接
try {
// 创建客户端套接字
socket = new Socket(host, PORT);
// 接收服务器端发送的消息
netIn = new DataInputStream(socket.getInputStream());
// 从数据输入流读取内容
serverMsg = netIn.readUTF();
// 在聊天信息列表里添加服务器端的信息
chatMesssageBuilder.append("服务器>>>" + serverMsg + "\n");
// 发送消息
handler.sendEmptyMessage(0x001);
// 关闭输入流
netIn.close();
// 关闭客户端套接字
socket.close();
} catch (UnknownHostException e) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "未知的主机异常！",
Toast.LENGTH_LONG).show();
} catch (IOException e) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "输入输出异常！",
Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}
}.start();
}
/**
* 发送消息：向服务器端发送消息
*/
private void sendMessage() {
// 启动子线程，执行发送聊天内容
new Thread() {
@Override
public void run() {
// 获取主机
host = edtHost.getText().toString();
// 非空校验
if (host.length() == 0) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "请输入服务器地址！",
Toast.LENGTH_LONG);
return;
}
// 采用短连接，发送一次消息，立马断开连接
try {
// 创建客户端套接字
socket = new Socket(host, PORT);
// 向服务器端发送信息
netOut = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
// 获取客户端消息
clientMsg = edtMessage.getText().toString();
// 不允许发送空消息给服务器端
if (clientMsg.length() == 0) {
return;
}
// 向服务器端发送消息
netOut.writeUTF(clientMsg);
// 清空输出流缓冲数据
netOut.flush();
// 添加客户端信息
chatMesssageBuilder.append("客户端>>>" + clientMsg + "\n");
// 发送消息
handler.sendEmptyMessage(0x001);
// 关闭输出流
netOut.close();
// 关闭客户端套接字
socket.close();
} catch (UnknownHostException e) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "未知的主机异常！",
Toast.LENGTH_LONG).show();
} catch (IOException e) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "输入输出异常！",
Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}
}.start();
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
if (socket != null) {
try {
// 关闭套接字
socket.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("异常：无法关闭Socket！");
}
}
}
}
3、启动聊天服务器端与安卓客户端进行测试
（1）启动聊天服务器端
（2）启动聊天安卓客户端
（3）演示服务器端与安卓客户端进行聊天
