一、Socket定义
对于Java Socket编程而言,有两个概念,一个是ServerSocket(服务端的),一个是Socket(客户端的)。服务端和客户端之间通过Socket建立连接,之后它们就可以进行通信了。首先ServerSocket将在服务端监听某个端口,当发现客户端有Socket来试图连接它时,它会accept该Socket的连接请求,同时在服务端建立一个对应的Socket与之进行通信。这样就有两个Socket了,客户端和服务端各一个。
对于Socket之间的通信其实很简单,因为Socket与Socket之间是双向连通的,就比如,客户端请求,将内容发送给服务端,服务端链接socket后处理并返回结果给socket,然后客户端接收到传输过来的socket的内容并显示给客户端,所以客户端也可以往对应的Socket输出流里面写东西,然后服务端对应的Socket的输入流就可以读出对应的内容。这就是个简单的理解,当然其中涉及到二进制字节流的使用及相关协议的使用,这是计算机网络的内容,需要的同学,建议将这本书看一遍。以上为我的理解.
Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种,因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下,Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。
二、两类传输协议:TCP和UDP
TCP是Tranfer Control Protocol的 简称,是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接,以便在TCP协议的基础上进行通信,当一个socket(通常都是server socket)等待建立连接时,另一个socket可以要求进行连接,一旦这两个socket连接起来,它们就可以进行双向数据传输,双方都可以进行发送 或接收操作。
UDP是User Datagram Protocol的简称,是一种无连接的非可靠协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
比较:
UDP:1,每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此无需要建立发送方和接收方的连接。
2,UDP传输数据时是有大小限制的,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
3,UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方
TCP: 1,面向连接的协议,在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接,所以在TCP中需要连接时间。
2,TCP传输数据大小限制,一旦连接建立起来,双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。
3,TCP是一个可靠的协议,它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
应用:
1,TCP在网络通信上有极强的生命力,例如远程连接(Telnet)和文件传输(FTP)都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的,对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽,因此TCP传输的效率不如UDP高。
2,UDP操作简单,而且仅需要较少的监护,因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统,并不要求音频视频数据绝对的正确,只要保证连贯性就可以了,这种情况下显然使用UDP会更合理一些。
三、建立Socket的基本步骤
功能齐全的Socket,都要包含以下基本结构,其工作过程包含以下四个基本的步骤:
(1) 创建Socket;
(2) 打开连接到Socket的输入/出流;
(3) 按照一定的协议对Socket进行读/写操作;
(4) 关闭Socket.(在实际应用中,并未使用到显示的close,虽然很多文章都推荐如此,不过在我的程序中,可能因为程序本身比较简单,要求不高,所以并未造成什么影响。但是在一定的情况下还是关闭最好,不然可能会出现堵塞的情况,知道线程的都知道。)
四、案例
1.客户端
import java.io.*;
import java.net.*;
public class TalkClient {
public static void main(String args[]) {
try{
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
String readline;
readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
while(!readline.equals("bye")){
//若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环
os.println(readline);
//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
os.flush();
//刷新输出流,使Server马上收到该字符串
System.out.println("Client:"+readline);
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println("Server:"+is.readLine());
//从Server读入一字符串,并打印到标准输出上
readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
} //继续循环
os.close(); //关闭Socket输出流
is.close(); //关闭Socket输入流
socket.close(); //关闭Socket
}catch(Exception e) {
System.out.println("Error"+e); //出错,则打印出错信息
}
}
}
2.服务端
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.applet.Applet;
public class TalkServer{
public static void main(String args[]) {
try{
ServerSocket server=null;
try{
server=new ServerSocket(4700);
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch(Exception e) {
System.out.println("can not listen to:"+e);
//出错,打印出错信息
}
Socket socket=null;
try{
socket=server.accept();
//使用accept()阻塞等待客户请求,有客户
//请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行
}catch(Exception e) {
System.out.println("Error."+e);
//出错,打印出错信息
}
String line;
BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//在标准输出上打印从客户端读入的字符串
line=sin.readLine();
//从标准输入读入一字符串
while(!line.equals("bye")){
//如果该字符串为 "bye",则停止循环
os.println(line);
//向客户端输出该字符串
os.flush();
//刷新输出流,使Client马上收到该字符串
System.out.println("Server:"+line);
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//从Client读入一字符串,并打印到标准输出上
line=sin.readLine();
//从系统标准输入读入一字符串
} //继续循环
os.close(); //关闭Socket输出流
is.close(); //关闭Socket输入流
socket.close(); //关闭Socket
server.close(); //关闭ServerSocket
}catch(Exception e){
System.out.println("Error:"+e);
//出错,打印出错信息
}
}
}
五、另一个案例
1.服务端
public class Server {
public static void main(String args[]) throws IOException {
//为了简单起见,所有的异常信息都往外抛
int port = 8899;
//定义一个ServerSocket监听在端口8899上
ServerSocket server = new ServerSocket(port);
//server尝试接收其他Socket的连接请求,server的accept方法是阻塞式的
Socket socket = server.accept();
//跟客户端建立好连接之后,我们就可以获取socket的InputStream,并从中读取客户端发过来的信息了。
Reader reader = new InputStreamReader(socket.getInputStream());
char chars[] = new char[64];
int len;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while ((len=reader.read(chars)) != -1) {
sb.append(new String(chars, 0, len));
}
System.out.println("from client: " + sb);
reader.close();
socket.close();
server.close();
}
}
详解:服务端从Socket的InputStream中读取数据的操作也是阻塞式的,如果从输入流中没有读取到数据程序会一直在那里不动,直到客户端往Socket的输出流中写入了数据,或关闭了Socket的输出流。当然,对于客户端的Socket也是同样如此。在操作完以后,整个程序结束前记得关闭对应的资源,即关闭对应的IO流和Socket。
2.客户端
public class Client {
public static void main(String args[]) throws Exception {
//为了简单起见,所有的异常都直接往外抛
String host = "127.0.0.1"; //要连接的服务端IP地址
int port = 8899; //要连接的服务端对应的监听端口
//与服务端建立连接
Socket client = new Socket(host, port);
//建立连接后就可以往服务端写数据了
Writer writer = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream());
writer.write("Hello Server.");
writer.flush();//写完后要记得flush
writer.close();
client.close();
}
}
详解:对于客户端往Socket的输出流里面写数据传递给服务端要注意一点,如果写操作之后程序不是对应着输出流的关闭,而是进行其他阻塞式的操作(比如从输入流里面读数据),记住要flush一下,只有这样服务端才能收到客户端发送的数据,否则可能会引起两边无限的互相等待。在稍后讲到客户端和服务端同时读和写的时候会说到这个问题。
六、Socket的双向通信
它既可以接收数据,同时也可以发送数据。
服务端:
public class Server {
public static void main(String args[]) throws IOException {
//为了简单起见,所有的异常信息都往外抛
int port = 8899;
//定义一个ServerSocket监听在端口8899上
ServerSocket server = new ServerSocket(port);
//server尝试接收其他Socket的连接请求,server的accept方法是阻塞式的
Socket socket = server.accept();
//跟客户端建立好连接之后,我们就可以获取socket的InputStream,并从中读取客户端发过来的信息了。
Reader reader = new InputStreamReader(socket.getInputStream());
char chars[] = new char[64];
int len;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
String temp;
int index;
while ((len=reader.read(chars)) != -1) {
temp = new String(chars, 0, len);
if ((index = temp.indexOf("eof")) != -1) {//遇到eof时就结束接收
sb.append(temp.substring(0, index));
break;
}
sb.append(temp);
}
System.out.println("from client: " + sb);
//读完后写一句
Writer writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream());
writer.write("Hello Client.");
writer.flush();
writer.close();
reader.close();
socket.close();
server.close();
}
}
客户端:
public class Client {
public static void main(String args[]) throws Exception {
//为了简单起见,所有的异常都直接往外抛
String host = "127.0.0.1"; //要连接的服务端IP地址
int port = 8899; //要连接的服务端对应的监听端口
//与服务端建立连接
Socket client = new Socket(host, port);
//建立连接后就可以往服务端写数据了
Writer writer = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream());
writer.write("Hello Server.");
writer.write("eof");
writer.flush();
//写完以后进行读操作
Reader reader = new InputStreamReader(client.getInputStream());
char chars[] = new char[64];
int len;
StringBuffer sb = new StringBuffer();
String temp;
int index;
while ((len=reader.read(chars)) != -1) {
temp = new String(chars, 0, len);
if ((index = temp.indexOf("eof")) != -1) {
sb.append(temp.substring(0, index));
break;
}
sb.append(new String(chars, 0, len));
}
System.out.println("from server: " + sb);
writer.close();
reader.close();
client.close();
}
}
我们日常使用的比较多的都是这种客户端发送数据给服务端,服务端接收数据后再返回相应的结果给客户端这种形式。只是客户端和服务端之间不再是这种一对一的关系,而是下面要讲到的多个客户端对应同一个服务端的情况。这里就不便多详解了。
//为了简单起见,所有的异常信息都往外抛
int port = 8899;
//定义一个ServerSocket监听在端口8899上
ServerSocket server = new ServerSocket(port);
while (true) {
//server尝试接收其他Socket的连接请求,server的accept方法是阻塞式的
Socket socket = server.accept();
//每接收到一个Socket就建立一个新的线程来处理它
new Thread(new Task(socket)).start();
}
}