基于BIO的实时Socket读写操作

文章目录

前言
Socket类
2.1 Socket的通信过程
2.2 控制Socket连接
2.3 设置Socket的选项
ServerSocket类
3.1 构造ServerSocket
3.2 ServerSocket的常用方法
3.3 设置ServerSocket选项
基于TCP的BIO通信
4.1 实现功能
4.2 程序源代码
4.3 程序效果截图

1. 前言

基于传输层协议TCP的网络通信是可靠的、有序的、差错控制的。TCP是面向连接的、可靠的流服务协议。TCP协议中，只有实现连接的双发才可以进行通信，因此广播和多播不是基于TCP的。下面首先介绍一些Socket和ServerSocket。
服务器、客户端建立通信的过程如下：

在这里插入图片描述

服务器网络接口的IP地址为10.1.1.1。服务器端应用程序在80端口运行服务，建立ServerSocket，并监听有无连接请求。
客户端必须知道服务器的IP地址或主机名、服务开放端口，客户端向服务器的服务Socket(10.1.1.1:80)发起请求。
服务器一旦接收该请求，就会在80端口上建立一个Socket，该Socket的本地地址为10.1.1.1:80，外部地址为客户端建立的Socket（client端IP地址，client端port）。客户端port通常由操作系统指定。
服务器每接收一个客户端的请求，就会在服务端口上建立一个Socket，这些Socket的本地地址相同，但外部地址各不相同。每个外部地址即各个客户端的本地Socket。这样服务器既可以监听服务请求，又可以和每个客户端进行独立的通信。
客户端通过本地Socket与服务器进行通信、读写信息。就像打电话一样，一个号码呼叫另一个号码，一旦被呼叫者接听，通信链路就建立起来了，双方就可以通话了。

2. Socket类

2.1 Socket的通信过程

在这里插入图片描述

2.2 控制Socket连接

获取Socket的输入流和输出流
服务端和客户端之间通信的Socket一旦连接，就会通过一对输入输出流进行通信。如同打电话时，一旦被叫放接听，双方通话的业务信道建立，就可以交流了。
Socket的getInputStream()方法和getOutputStream()方法分别实现获得输入流和输出流。

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));BufferedReader br = new BufferedReader(new IntputStreamReader(socket.getInputStream()));

获取Socket的地址端口信息
如果需要获得本地或者远程Socket的地址和端口信息，可以使用以下方法：

getInetAddress() //获得远程服务器的IP地址getPort() //获得远程服务器的端口getLocalAddress() //获得客户端本地的IP地址getLocalPort() //获得客户端本地的端口

关闭Socket
当客户端与服务器的通信结束时，应该关闭Socket，以释放Socket占用的包括

InputStream和OutputStream在内的各种资源。if(!s.isClosed()) s.close();//判断如果不是空的话则关闭

Socket的状态
Socket类提供了3中方法（isBound 、isClosed 和 isConnected）来判断Socket的状态。
isBound方法用来判断Socket的绑定状态，只要曾经绑定过，即使Socket已经关闭，仍然返回true。可以理解为本地是否曾经建立过到远程主机的Socket连接。
isClosed方法用来判断Socket是否已经关闭。
isConnected方法用来判断Socket的连接状态。和isBound方法一样，即使Socket已经关闭，仍然返回true，isConnected的状态不清楚。可以理解为到远程主机的Socket是否曾经连接过。

3. 基于TCP的BIO通信

3.1 实现功能

服务器创建服务并监听端口，与客户端建立连接，并向客户端转发消息，客户端输入quit命令即可退出。

3.2 程序源代码

Server类：

package com.company.bio;

import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;

public class Server {    public static void main(String[] args){        final  String QUIT = "quit";        final int DEFAULT_PORT = 8888;        ServerSocket serverSocket = null;

        //绑定监听端口        try{            serverSocket = new ServerSocket(DEFAULT_PORT);            System.out.println("启动服务器，监听端口"+DEFAULT_PORT);

            while (true){                // 等待客户端连接                Socket socket = serverSocket.accept();                System.out.println("客户端[" + socket.getPort() + "]已连接");                //创建IO流                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(                        new InputStreamReader(socket.getInputStream())                );                BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(                        new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())                );

                String msg = null;                while ((msg = bufferedReader.readLine()) != null) {                    // 读取客户端发送的消息,当对方关闭时返回null

                    System.out.println("客户端["+socket.getPort()+"]："+ msg);                    //回复客户发送的消息                    bufferedWriter.write("服务器：" + msg + "\n");                    bufferedWriter.flush(); //保证缓冲区的数据发送出去                    //查看客户端是否退出                    if(QUIT.equals(msg)){                        System.out.println("客户端["+socket.getPort()+"]已退出");                        break;                    }                }            }        }catch (IOException e){            e.printStackTrace();        }finally {            if (serverSocket != null){                try {                    serverSocket.close();                    System.out.println("关闭ServerSocket");                } catch (IOException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }    }}

Client类：

package com.company.bio;

import java.io.*;import java.net.Socket;

public class Client {    public static void main(String[] args)  {        final  String QUIT = "quit";        final String DEFAULT_SERVER_HOST = "127.0.0.1";        final int DEFAULT_SERVER_PORT = 8888;        Socket socket = null;        BufferedWriter bufferedWriter = null;

        try{            // 创建socket            socket = new Socket(DEFAULT_SERVER_HOST, DEFAULT_SERVER_PORT);            //创建IO流            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(                new InputStreamReader(socket.getInputStream())            );            bufferedWriter = new BufferedWriter(                 new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())            );            //等待用户输入信息            BufferedReader consolReader = new BufferedReader(                    new InputStreamReader(System.in)            );            while (true) {                String input = consolReader.readLine();                //发送消息给服务器                bufferedWriter.write(input + "\n");                bufferedWriter.flush();                //读取服务器返回的消息                String msg = bufferedReader.readLine();                System.out.println(msg);

                //查看用户是否退出                if(QUIT.equals(input))break;            }        }catch (IOException e){            e.printStackTrace();        }finally {            if(bufferedWriter != null){                try {                    bufferedWriter.close();                    System.out.println("关闭socket");                } catch (IOException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }    }}

3.3 程序效果截图
Client：

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Server：
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