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。www.81rz.com/ksbm192/

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。

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

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。www.81rz.com/zjxt235/

　　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，簡單的Client/Server程式

用戶端程式

　　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);

　　　　　　　　//向本機的4700端口發出客戶請求

　　　　　　　　BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　　　　　　　//由系統标準輸入裝置構造BufferedReader對象

　　　　　　　　PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());

　　　　　　　　//由Socket對象得到輸出流，并構造PrintWriter對象

　　　　　　　　BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

　　　　　　　　//由Socket對象得到輸入流，并構造相應的BufferedReader對象

　　　　　　　　String readline;

　　　　　　　　readline=sin.readLine(); //從系統标準輸入讀入一字元串

　　　　　　　　while(!readline.equals("bye")){

　　　　　　　　//若從标準輸入讀入的字元串為 "bye"則停止循環

　　　　　　　　　　os.println(readline);

　　　　　　　　　　//将從系統标準輸入讀入的字元串輸出到Server

　　　　　　　　　　os.flush();

　　　　　　　　　　//重新整理輸出流，使Server馬上收到該字元串

　　　　　　　　　　System.out.println("Client:"+readline);

　　　　　　　　　　//在系統标準輸出上列印讀入的字元串

　　　　　　　　　　System.out.println("Server:"+is.readLine());

　　　　　　　　　　//從Server讀入一字元串，并列印到标準輸出上

　　　　　　　　　　readline=sin.readLine(); //從系統标準輸入讀入一字元串

　　　　　　　　} //繼續循環

　　　　　　　　os.close(); //關閉Socket輸出流

　　　　　　　　is.close(); //關閉Socket輸入流

　　　　　　　　socket.close(); //關閉Socket

　　　　　　}catch(Exception e) {

　　　　　　　　System.out.println("Error"+e); //出錯，則列印出錯資訊

　　　　　　}

　　}

}

　2. 伺服器端程式

　　import java.applet.Applet;

　　public class TalkServer{

　　　　　　　　ServerSocket server=null;

　　　　　　　　try{

　　　　　　　　　　server=new ServerSocket(4700);

　　　　　　　　//建立一個ServerSocket在端口4700監聽客戶請求

　　　　　　　　}catch(Exception e) {

　　　　　　　　　　System.out.println("can not listen to:"+e);

　　　　　　　　//出錯，列印出錯資訊

　　　　　　　　}

　　　　　　　　Socket socket=null;

　　　　　　　　　　socket=server.accept();

　　　　　　　　　　//使用accept()阻塞等待客戶請求，有客戶

　　　　　　　　　　//請求到來則産生一個Socket對象，并繼續執行

　　　　　　　　　　System.out.println("Error."+e);

　　　　　　　　　　//出錯，列印出錯資訊

　　　　　　　　String line;

　　　　　　　　　//由Socket對象得到輸入流，并構造相應的BufferedReader對象

　　　　　　　　PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());

　　　　　　　　　//由Socket對象得到輸出流，并構造PrintWriter對象

　　　　　　　　　//由系統标準輸入裝置構造BufferedReader對象

　　　　　　　　System.out.println("Client:"+is.readLine());

　　　　　　　　//在标準輸出上列印從用戶端讀入的字元串

　　　　　　　　line=sin.readLine();

　　　　　　　　//從标準輸入讀入一字元串

　　　　　　　　while(!line.equals("bye")){

　　　　　　　　//如果該字元串為 "bye"，則停止循環

　　　　　　　　　　os.println(line);

　　　　　　　　　　//向用戶端輸出該字元串

　　　　　　　　　　//重新整理輸出流，使Client馬上收到該字元串

　　　　　　　　　　System.out.println("Server:"+line);

　　　　　　　　　　System.out.println("Client:"+is.readLine());

　　　　　　　　　　//從Client讀入一字元串，并列印到标準輸出上

　　　　　　　　　　line=sin.readLine();

　　　　　　　　　　//從系統标準輸入讀入一字元串

　　　　　　　　} 　//繼續循環

　　　　　　　　server.close(); //關閉ServerSocket

　　　　　　}catch(Exception e){

　　　　　　　　System.out.println("Error:"+e);

　　　　}

5，支援多客戶的client/server程式

前面的Client/Server程式隻能實作Server和一個客戶的對話。在實際應用 中，往往是在伺服器上運作一個永久的程式，它可以接收來自其他多個用戶端的請求，提供相應的服務。為了實作在伺服器方給多個客戶提供服務的功能，需要對上 面的程式進行改造，利用多線程實作多客戶機制。伺服器總是在指定的端口上監聽是否有客戶請求，一旦監聽到客戶請求，伺服器就會啟動一個專門的服務線程來響 應該客戶的請求，而伺服器本身在啟動完線程之後馬上又進入監聽狀态，等待下一個客戶的到來。