Java Socket 编程
网络编程是指编写运行在多个设备 ( 计算机 ) 的程序，这些设备都通过网络连接起来
java.net 包中类和接口提供低层次的通信细节
我们可以直接使用这些类和接口，来专注于解决问题，而不用关注通信细节
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持
| 协议 | 说明 |
|---|---|
| TCP | TCP 是传输控制协议的缩写，它保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP / IP |
| UDP | UDP 是用户数据报协议的缩写，一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包 |
Socket 编程
Socket 使用 TCP 提供了两台计算机之间的通信机制， 客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字
当连接建立时，服务器会创建一个 Socket 对象，客户端和服务器现在可以通过对 Socket 对象的写入和读取来进行进行通信
java.net.Socket 类代表一个套接字，并且 java.net.ServerSocket类为服务器程序提供了一种来监听客户端，并与他们建立连接的机制
客户端与服务器端 Socket 通讯的过程一般如下
服务器实例化一个 ServerSocket 对象，表示通过服务器上的端口通信
服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口
服务器正在等待时，一个客户端实例化一个 Socket 对象，指定服务器名称和端口号来请求连接
Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立，则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信
在服务器端，accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用，该 socket 连接到客户端的 socket
连接建立后，通过使用 I/O 流在进行通信，每一个socket都有一个输出流和一个输入流，客户端的输出流连接到服务器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流
TCP 是一个双向的通信协议，因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送
下面这些类提供的一套完整的有用的方法来实现 Socket
ServerSocket 类的方法
服务器应用程序通过使用 java.net.ServerSocket 类以获取一个端口,并且侦听客户端请求
ServerSocket 类有四个构造方法，用于创建非绑定服务器套接字
| 方法描述 |
|---|
| 1. public ServerSocket(int port) throws IOException 创建绑定到特定端口的服务器套接字 |
| 2. public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException 利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号 |
| 3. public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException 使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器 |
| 4. public ServerSocket() throws IOException 创建非绑定服务器套接字 |
如果 ServerSocket 构造方法没有抛出异常，就意味着应用程序已经成功绑定到指定的端口，并且侦听客户端请求
下表列出了 ServerSocket 类的常用方法
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| public int getLocalPort() | 返回此套接字在其上侦听的端口 |
| public Socket accept() throws IOException | 侦听并接受到此套接字的连接 |
| public void setSoTimeout(int timeout) | 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位 |
| public void bind(SocketAddress host, int backlog) | 将 ServerSocket 绑定到特定地址 ( IP 地址和端口号 ) |
Socket 类的方法
java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字
客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ，而服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值
Socket 类有五个构造方法
| 序号 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException 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 |
| 2 | public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException 创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号 |
| 3 | public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException 创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口 |
| 4 | public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException 创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口 |
| 5 | public Socket() 通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字 |
当 Socket 构造方法返回，并没有简单的实例化了一个 Socket 对象，它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口
下表列出了 Socket 常用的方法，注意客户端和服务器端都有一个 Socket 对象，所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法
| 序号 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException 将此套接字连接到服务器，并指定一个超时值 |
| 2 | public InetAddress getInetAddress() 返回套接字连接的地址 |
| 3 | public int getPort() 返回此套接字连接到的远程端口 |
| 4 | public int getLocalPort() 返回此套接字绑定到的本地端口 |
| 5 | public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 返回此套接字连接的端点的地址，如果未连接则返回 null |
| 6 | public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的输入流 |
| 7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的输出流 |
| 8 | public void close() throws IOException 关闭此套接字 |
InetAddress 类的方法
InetAddress 类表示互联网协议 (IP) 地址
下表列出了 InetAddress 类常用的方法
| 序号 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象 |
| 2 | static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress |
| 3 | static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址 |
| 4 | String getHostAddress() 返回 IP 地址字符串（以文本表现形式） |
| 5 | String getHostName() 获取此 IP 地址的主机名 |
| 6 | static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机 |
| 7 | String toString() 将此 IP 地址转换为 String |
Socket 客户端范例
下面范例中的 GreetingClient 是一个客户端程序，该程序通过 socket 连接到服务器并发送一个请求，然后等待一个响应
GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingClient
{
public static void main(String [] args)
{
String serverName = args[0];
int port = Integer.parseInt(args[1]);
try
{
System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" + port);
Socket client = new Socket(serverName, port);
System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
InputStream inFromServer = client.getInputStream();
DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF());
client.close();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
Socket 服务端范例
下面范例中的 GreetingServer 程序是一个服务器端应用程序，使用 Socket 来监听一个指定的端口
GreetingServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingServer extends Thread
{
private ServerSocket serverSocket;
public GreetingServer(int port) throws IOException
{
serverSocket = new ServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(10000);
}
public void run()
{
while(true)
{
try
{
System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
Socket server = serverSocket.accept();
System.out.println("远程主机地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
System.out.println(in.readUTF());
DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
out.writeUTF("谢谢连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
server.close();
}catch(SocketTimeoutException s)
{
System.out.println("Socket timed out!");
break;
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
break;
}
}
}
public static void main(String [] args)
{
int port = Integer.parseInt(args[0]);
try
{
Thread t = new GreetingServer(port);
t.run();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
编译以上两个 java 文件代码，并执行以下命令来启动服务，使用端口号为 6066
等待远程连接，端口号为：6066...
新开一个命令窗口，执行以上命令来开启客户端
连接到主机：localhost ，端口号：6066
远程主机地址：localhost/127.0.0.1:6066
服务器响应： 谢谢连接我：/127.0.0.1:6066
Goodbye!