随笔 -- IO -- Socket/ServerSocket -- 系统概述

随笔 -- IO -- Socket/ServerSocket -- Echo(BIO)实例

Java 网络编程

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 J2SE 的 API 包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节。你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：

• 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。

本教程主要讲解以下两个主题。

• Socket 编程：这是使用最广泛的网络概念，它已被解释地非常详细。

• URL 处理：

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Socket 编程

套接字使用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。

以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现：

• 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.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket。

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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：

• public ServerSocket(int port) throws IOException ： 创建绑定到特定端口的服务器套接字。
• 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。
• 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。
• public ServerSocket() throws IOException ： 创建非绑定服务器套接字。

创建非绑定服务器套接字。 如果 ServerSocket 构造方法没有抛出异常，就意味着你的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。

这里有一些 ServerSocket 类的常用方法：

• 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）。

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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.

• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。

下面列出了一些感兴趣的方法，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。

• 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。
• public InetAddress getInetAddress() ：  返回套接字连接的地址。
• public int getPort() ： 返回此套接字连接到的远程端口。
• public int getLocalPort() ： 返回此套接字绑定到的本地端口。
• 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。
• public InputStream getInputStream() throws IOException ： 返回此套接字的输入流。
• public OutputStream getOutputStream() throws IOException ： 返回此套接字的输出流。
• public void close() throws IOException ： 关闭此套接字。

InetAddress 类的方法

这个类表示互联网协议(IP)地址。下面列出了 Socket 编程时比较有用的方法：

• static InetAddress getByAddress(byte[] addr) ： 在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象。
• static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) ： 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。
• static InetAddress getByName(String host) ： 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
• String getHostAddress()  ： 返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
• String getHostName()  ：  获取此 IP 地址的主机名。
• static InetAddress getLocalHost() ： 返回本地主机。
• String toString() ： 将此 IP 地址转换为 String。

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Socket 客户端实例

如下的 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。

package limeSocket.client;

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

public class GreetingClient {
    public static void main(String[] args) {
        String serverName = "192.168.3.21";
        int port = Integer.parseInt("1234");
        try {
            System.out.println("Connecting to " + serverName + " on port " + port);
            Socket client = new Socket(serverName, port);
            System.out.println("Just connected to " + 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("Server says " + in.readUTF());
            client.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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Socket 服务端实例

如下的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。

package limeSocket.server;

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("Waiting for client on port " + serverSocket.getLocalPort() + "...");
                Socket server = serverSocket.accept();
                System.out.println("Just connected to " + server.getRemoteSocketAddress());
                DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
                System.out.println(in.readUTF());
                DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
                out.writeUTF("Thank you for connecting to " + 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) {
        Integer port = Integer.parseInt("1234");
        try {
            Thread t = new GreetingServer(port);
            t.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

啦啦啦

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