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java最初是作为网络编程语言出现的，其对网络提供了高度的支持，使得客户端和服务器的沟通变成了现实，而在网络编程中，使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相关的技术。下面就让我们一起揭开Socket的神秘面纱。

Socket编程


一、网络基础知识（参考计算机网络）


            关于计算机网络部分可以参考相关博客：


           《TCP/IP协议栈及OSI参考模型详解》


             http://wangdy.blog.51cto.com/3845563/1588379


       1、两台计算机间进行通讯需要以下三个条件：


            IP地址、协议、端口号


       2、TCP/IP协议：


            是目前世界上应用最为广泛的协议，是以TCP和IP为基础的不同层次上多个协议的集合，也成TCP/IP协议族、或TCP/IP协议栈


            TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议


            IP：Internet Protocol 互联网协议


       3、TCP/IP五层模型


            应用层：HTTP、FTP、SMTP、Telnet等


            传输层：TCP/IP


            网络层：


            数据链路层：


            物理层：网线、双绞线、网卡等


       4、IP地址


            为实现网络中不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个唯一的标识---IP地址。


            32位二进制


       5、端口


            区分一台主机的多个不同应用程序，端口号范围为0-65535，其中0-1023位为系统保留。


            如：HTTP：80  FTP：21 Telnet：23


            IP地址+端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础


       6、Socket套接字：


            网络上具有唯一标识的IP地址和端口组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。


          Socket原理机制：


             通信的两端都有Socket


             网络通信其实就是Socket间的通信


             数据在两个Socket间通过IO传输
      


       7、Java中的网络支持


             针对网络通信的不同层次，Java提供了不同的API，其提供的网络功能有四大类：


              InetAddress:用于标识网络上的硬件资源，主要是IP地址


              URL：统一资源定位符，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据


              Sockets：使用TCP协议实现的网络通信Socket相关的类


              Datagram:使用UDP协议，将数据保存在用户数据报中，通过网络进行通信。


  


二、InetAddress


         InetAddress类用于标识网络上的硬件资源，标识互联网协议(IP)地址。


          该类没有构造方法        

1. 1 //获取本机的InetAddress实例
2. 2 InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();
3. 3 address.getHostName();//获取计算机名
4. 4 address.getHostAddress();//获取IP地址
5. 5 byte[] bytes = address.getAddress();//获取字节数组形式的IP地址,以点分隔的四部分
6. 6
7. 7 //获取其他主机的InetAddress实例
8. 8 InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主机名");
9. 9 InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址");

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三、URL类


         1、URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址，协议名：资源名称      



  
   
   

1. 1 //创建一个URL的实例
2. 2 URL baidu =new URL("http://www.baidu.com");
3. 3 URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");//？表示参数，#表示锚点
4. 4 url.getProtocol();//获取协议
5. 5 url.getHost();//获取主机
6. 6 url.getPort();//如果没有指定端口号，根据协议不同使用默认端口。此时getPort()方法的返回值为 -1
7. 7 url.getPath();//获取文件路径
8. 8 url.getFile();//文件名，包括文件路径+参数
9. 9 url.getRef();//相对路径，就是锚点，即#号后面的内容
10. 10 url.getQuery();//查询字符串，即参数

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          2、使用URL读取网页内容


           通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流，通过流能够读取或访问网页上的资源      



  
   
   

1. 1 //使用URL读取网页内容
2. 2 //创建一个URL实例
3. 3 URL url =new URL("http://www.baidu.com");
4. 4 InputStream is = url.openStream();//通过openStream方法获取资源的字节输入流
5. 5 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");//将字节输入流转换为字符输入流,如果不指定编码，中文可能会出现乱码
6. 6 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//为字符输入流添加缓冲，提高读取效率
7. 7 String data = br.readLine();//读取数据
8. 8 while(data!=null){
9. 9 System.out.println(data);//输出数据
10. 10 data = br.readerLine();
11. 11 }
12. 12 br.close();
13. 13 isr.colose();
14. 14 is.close();

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四、TCP编程


         1、TCP协议是面向连接的、可靠的、有序的、以字节流的方式发送数据，通过三次握手方式建立连接，形成传输数据的通道，在连接中进行大量数据的传输，效率会稍低


         2、Java中基于TCP协议实现网络通信的类


            客户端的Socket类


            服务器端的ServerSocket类


           


             3、Socket通信的步骤


                 ① 创建ServerSocket和Socket


                 ② 打开连接到Socket的输入/输出流


                 ③ 按照协议对Socket进行读/写操作


                 ④ 关闭输入输出流、关闭Socket


           4、服务器端：


                 ① 创建ServerSocket对象，绑定监听端口


                 ② 通过accept()方法监听客户端请求


                 ③ 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息


                 ④ 通过输出流向客户端发送乡音信息


                 ⑤ 关闭相关资源



  
   
   

1. 1 /**
2. 2  * 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登录，服务端
3. 3 */
4. 4 //1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
5. 5 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口
6. 6 //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
7. 7 Socket socket = serverSocket.accept();
8. 8 //3、获取输入流，并读取客户端信息
9. 9 InputStream is = socket.getInputStream();
10. 10 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is);
11. 11 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);
12. 12 String info =null;
13. 13 while((info=br.readLine())!=null){
14. 14 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info)；
15. 15 }
16. 16 socket.shutdownInput();//关闭输入流
17. 17 //4、获取输出流，响应客户端的请求
18. 18 OutputStream os = socket.getOutputStream();
19. 19 PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
20. 20 pw.write("欢迎您！");
21. 21 pw.flush();
22. 22
23. 23
24. 24 //5、关闭资源
25. 25 pw.close();
26. 26 os.close();
27. 27 br.close();
28. 28 isr.close();
29. 29 is.close();
30. 30 socket.close();
31. 31 serverSocket.close();

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              5、客户端：



                 ① 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号


                 ② 连接建立后，通过输出流想服务器端发送请求信息


                 ③ 通过输入流获取服务器响应的信息


                 ④ 关闭响应资源



  
   
   

1. 1 //客户端
2. 2 //1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
3. 3 Socket socket =newSocket("localhost",10086);
4. 4 //2、获取输出流，向服务器端发送信息
5. 5 OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
6. 6 PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//将输出流包装成打印流
7. 7 pw.write("用户名：admin；密码：123");
8. 8 pw.flush();
9. 9 socket.shutdownOutput();
10. 10 //3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
11. 11 InputStream is = socket.getInputStream();
12. 12 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
13. 13 String info = null;
14. 14 while((info=br.readLine())!null){
15. 15  System.out.println("我是客户端，服务器说："+info);
16. 16 }
17. 17
18. 18 //4、关闭资源
19. 19 br.close();
20. 20 is.close();
21. 21 pw.close();
22. 22 os.close();
23. 23 socket.close();

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           6、应用多线程实现服务器与多客户端之间的通信



               ① 服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接


               ② 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接


               ③ 服务器端接受苦读段请求，创建socket与该客户建立专线连接


               ④ 建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话


               ⑤ 服务器端继续等待新的连接        

1. 1 //服务器线程处理
2. 2 //和本线程相关的socket
3. 3 Socket socket =null;
4. 4 //
5. 5 public serverThread(Socket socket){
6. 6 this.socket = socket;
7. 7 }
8. 8
9. 9 publicvoid run(){
10. 10 //服务器处理代码
11. 11 }
12. 12
13. 13 //============================================
14. 14 //服务器代码
15. 15 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);
16. 16 Socket socket =null;
17. 17 int count =0;//记录客户端的数量
18. 18 while(true){
19. 19 socket = serverScoket.accept();
20. 20 ServerThread serverThread =newServerThread(socket);
21. 21  serverThread.start();
22. 22  count++;
23. 23 System.out.println("客户端连接的数量："+count);
24. 24 }

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五、UDP编程


       UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、不可靠的、无序的,速度快


       进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报（Datagram），大小限制在64k，在数据报中指明数据索要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去


       DatagramPacket类:表示数据报包


       DatagramSocket类：进行端到端通信的类


       1、服务器端实现步骤


           ① 创建DatagramSocket，指定端口号


           ② 创建DatagramPacket


           ③ 接受客户端发送的数据信息


           ④ 读取数据



  
   
   

1. 1 //服务器端，实现基于UDP的用户登录
2. 2 //1、创建服务器端DatagramSocket，指定端口
3. 3 DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010);
4. 4 //2、创建数据报，用于接受客户端发送的数据
5. 5 byte[] data =newbyte[1024];//
6. 6 DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length);
7. 7 //3、接受客户端发送的数据
8. 8 socket.receive(packet);//此方法在接受数据报之前会一致阻塞
9. 9 //4、读取数据
10. 10 String info =newString(data,o,data.length);
11. 11 System.out.println("我是服务器，客户端告诉我"+info);
12. 12
13. 13
14. 14 //=========================================================
15. 15 //向客户端响应数据
16. 16 //1、定义客户端的地址、端口号、数据
17. 17 InetAddress address = packet.getAddress();
18. 18 int port = packet.getPort();
19. 19 byte[] data2 = "欢迎您！".geyBytes();
20. 20 //2、创建数据报，包含响应的数据信息
21. 21 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);
22. 22 //3、响应客户端
23. 23 socket.send(packet2);
24. 24 //4、关闭资源
25. 25 socket.close();

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          2、客户端实现步骤



           ① 定义发送信息


           ② 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息


           ③ 创建DatagramSocket


           ④ 发送数据



  
   
   
   

1. 1 //客户端
2. 2 //1、定义服务器的地址、端口号、数据
3. 3 InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost");
4. 4 int port =10010;
5. 5 byte[] data ="用户名：admin;密码：123".getBytes();
6. 6 //2、创建数据报，包含发送的数据信息
7. 7 DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port);
8. 8 //3、创建DatagramSocket对象
9. 9 DatagramSocket socket =newDatagramSocket();
10. 10 //4、向服务器发送数据
11. 11 socket.send(packet);
12. 12
13. 13
14. 14 //接受服务器端响应数据
15. 15 //======================================
16. 16 //1、创建数据报，用于接受服务器端响应数据
17. 17 byte[] data2 = new byte[1024];
18. 18 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);
19. 19 //2、接受服务器响应的数据
20. 20 socket.receive(packet2);
21. 21 String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth());
22. 22 System.out.println("我是客户端，服务器说："+reply);
23. 23 //4、关闭资源
24. 24 socket.close();

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    六、注意问题：
  



     1、多线程的优先级问题：


             根据实际的经验，适当的降低优先级，否侧可能会有程序运行效率低的情况


     2、是否关闭输出流和输入流：


             对于同一个socket，如果关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，所以一般不用关闭流，直接关闭socket即可


     3、使用TCP通信传输对象，IO中序列化部分


     4、socket编程传递文件，IO流部分











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