Java--socket程式設計

一，網絡程式設計中兩個主要的問題

一個是如何準确的定位網絡上一台或多台主機，另一個就是找到主機後如何可靠高效的進行資料傳輸。

在TCP/IP協定中IP層主要負責網絡主機的定位，資料傳輸的路由，由IP位址可以唯一地确定Internet上的一台主機。

而TCP層則提供面向應用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的資料傳輸機制，這是網絡程式設計的主要對象，一般不需要關心IP層是如何處理資料的。

目前較為流行的網絡程式設計模型是客戶機/伺服器（C/S）結構。即通信雙方一方作為伺服器等待客戶提出請求并予以響應。客戶則在需要服務時向伺服器提出申請。伺服器一般作為守護程序始終運作，監聽網絡端口，一旦有客戶請求，就會啟動一個服務程序來響應該客戶，同時自己繼續監聽服務端口，使後來的客戶也能及時得到服務。

二，兩類傳輸協定：TCP；UDP

TCP是Tranfer Control Protocol的簡稱，是一種面向連接配接的保證可靠傳輸的協定。通過TCP協定傳輸，得到的是一個順序的無差錯的資料流。發送方和接收方的成對的兩個socket之間必須建立連接配接，以便在TCP協定的基礎上進行通信，當一個socket（通常都是server

socket）等待建立連接配接時，另一個socket可以要求進行連接配接，一旦這兩個socket連接配接起來，它們就可以進行雙向資料傳輸，雙方都可以進行發送或接收操作。

UDP是User Datagram Protocol的簡稱，是一種無連接配接的協定，每個資料報都是一個獨立的資訊，包括完整的源位址或目的位址，它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地，是以能否到達目的地，到達目的地的時間以及内容的正确性都是不能被保證的。

比較：

UDP：1，每個資料報中都給出了完整的位址資訊，是以無需要建立發送方和接收方的連接配接。

2，UDP傳輸資料時是有大小限制的，每個被傳輸的資料報必須限定在64KB之内。

3，UDP是一個不可靠的協定，發送方所發送的資料報并不一定以相同的次序到達接收方

TCP：1，面向連接配接的協定，在socket之間進行資料傳輸之前必然要建立連接配接，是以在TCP中需要連接配接

時間。

2，TCP傳輸資料大小限制，一旦連接配接建立起來，雙方的socket就可以按統一的格式傳輸大的

資料。

3，TCP是一個可靠的協定，它確定接收方完全正确地擷取發送方所發送的全部資料。

應用：

1，TCP在網絡通信上有極強的生命力，例如遠端連接配接（Telnet）和檔案傳輸（FTP）都需要不定長度的資料被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的，對資料内容正确性的檢驗必然占用計算機的處理時間和網絡的帶寬，是以TCP傳輸的效率不如UDP高。

2，UDP操作簡單，而且僅需要較少的監護，是以通常用于區域網路高可靠性的分散系統中client/server應用程式。例如視訊會議系統，并不要求音頻視訊資料絕對的正确，隻要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。

三，基于Socket的java網絡程式設計

1，什麼是Socket

網絡上的兩個程式通過一個雙向的通訊連接配接實作資料的交換，這個雙向鍊路的一端稱為一個Socket。Socket通常用來實作客戶方和服務方的連接配接。Socket是TCP/IP協定的一個十分流行的程式設計界面，一個Socket由一個IP位址和一個端口号唯一确定。

但是，Socket所支援的協定種類也不光TCP/IP一種，是以兩者之間是沒有必然聯系的。在Java環境下，Socket程式設計主要是指基于TCP/IP協定的網絡程式設計。

2，Socket通訊的過程

Server端Listen(監聽)某個端口是否有連接配接請求，Client端向Server 端發出Connect(連接配接)請求，Server端向Client端發回Accept（接受）消息。一個連接配接就建立起來了。Server端和Client 端都可以通過Send，Write等方法與對方通信。

對于一個功能齊全的Socket，都要包含以下基本結構，其工作過程包含以下四個基本的步驟：

　　（1）建立Socket；

　　（2）打開連接配接到Socket的輸入/出流；

　　（3）按照一定的協定對Socket進行讀/寫操作；

　　（4）關閉Socket.（在實際應用中，并未使用到顯示的close，雖然很多文章都推薦如此，不過在我的程式中，可能因為程式本身比較簡單，要求不高，是以并未造成什麼影響。）

3，建立Socket

建立Socket

java在包java.net中提供了兩個類Socket和ServerSocket，分别用來表示雙向連接配接的用戶端和服務端。這是兩個封裝得非常好的類，使用很友善。其構造方法如下：

　　Socket(InetAddress address, int port);

　　Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);

　　Socket(String host, int prot);

　　Socket(String host, int prot, boolean stream);

　　Socket(SocketImpl impl)

　　Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

　　Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

　　ServerSocket(int port);

　　ServerSocket(int port, int backlog);

　　ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

　　其中address、host和port分别是雙向連接配接中另一方的IP位址、主機名和端口号，stream指明socket是流socket還是資料報socket，localPort表示本地主機的端口号，localAddr和 bindAddr是本地機器的位址（ServerSocket的主機位址），impl是socket的父類，既可以用來建立serverSocket又可以用來建立Socket。count則表示服務端所能支援的最大連接配接數。例如：學習視訊網 http://www.xxspw.com

　　Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);

　　ServerSocket server = new ServerSocket(80);

　　注意，在選擇端口時，必須小心。每一個端口提供一種特定的服務，隻有給出正确的端口，才能獲得相應的服務。0~1023的端口号為系統所保留，例如http服務的端口号為80,telnet服務的端口号為21,ftp服務的端口号為23, 是以我們在選擇端口号時，最好選擇一個大于1023的數以防止發生沖突。

　　在建立socket時如果發生錯誤，将産生IOException，在程式中必須對之作出處理。是以在建立Socket或ServerSocket是必須捕獲或抛出例外。

4，執行個體

伺服器端非多線程：

package com.zeph.serverclient;  
  
import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;  
  
public class MyServer {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);  
        Socket client = server.accept();  
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                client.getInputStream()));  
        PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());  
        while (true) {  
            String str = in.readLine();  
            System.out.println(str);  
            out.println("has receive....");  
            out.flush();  
            if (str.equals("end"))  
                break;  
        }  
        client.close();  
    }  
}

用戶端：

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.InetAddress;  
import java.net.Socket;  
  
public class MyClient {  
    static Socket server;  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        server = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);  
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                server.getInputStream()));  
        PrintWriter out = new PrintWriter(server.getOutputStream());  
        BufferedReader wt = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
        while (true) {  
            String str = wt.readLine();  
            out.println(str);  
            out.flush();  
            if (str.equals("end")) {  
                break;  
            }  
            System.out.println(in.readLine());  
        }  
        server.close();  
    }  
}

服務端多線程：

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;  
  
public class MultiClient extends Thread {  
    private Socket client;  
  
    public MultiClient(Socket c) {  
        this.client = c;  
    }  
  
    public void run() {  
        try {  
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                    client.getInputStream()));  
            PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());  
            // Mutil User but can't parallel  
  
            while (true) {  
                String str = in.readLine();  
                System.out.println(str);  
                out.println("has receive....");  
                out.flush();  
                if (str.equals("end"))  
                    break;  
            }  
            client.close();  
        } catch (IOException ex) {  
        } finally {  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);  
        while (true) {  
            // transfer location change Single User or Multi User  
  
            MultiClient mc = new MultiClient(server.accept());  
            mc.start();  
        }  
    }  
}

伺服器基本步驟：

1.指定端口執行個體化一個SeverSocket

2.調用ServerSocket的accept()方法，以在等待連接配接期間造成阻塞

3.擷取位于該底層的Socket的流以進行讀寫操作

4.将資料封裝成流

5.對Socket進行讀寫

6.關閉打開的流

用戶端基本步驟：

1.通過IP位址和端口執行個體化Socket，請求連接配接伺服器

2.獲得Socket上的流以進行讀寫

3.把流封裝進BufferedReader/PrintWriter的執行個體

4.對Socket進行讀寫

5.關閉打開的流

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