Java基于Socket实现网络编程实例详解

一,网络编程中两个主要的问题

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机,另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。

而TCP层则提供面向应用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的数据传输机制,这是网络编程的主要对象,一般不需要关心IP层是如何处理数据的。

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器(C/S)结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提 出申请。服务器一般作为守护进程始终运行,监听网络端口,一旦有客户请求,就会启动一个服务进程来响应该客户,同时自己继续监听服务端口,使后来的客户也 能及时得到服务。

二,两类传输协议:TCP;UDP

TCP是Tranfer Control Protocol的 简称,是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接,以便在TCP协议的基础上进行通信,当一个socket(通常都是server socket)等待建立连接时,另一个socket可以要求进行连接,一旦这两个socket连接起来,它们就可以进行双向数据传输,双方都可以进行发送 或接收操作。

UDP是User Datagram Protocol的简称,是一种无连接的协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

比较:

UDP:

  1. 每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此无需要建立发送方和接收方的连接。
  2. UDP传输数据时是有大小限制的,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
  3. UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方

TCP:

  1. 面向连接的协议,在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接,所以在TCP中需要连接时间。
  2. TCP传输数据大小限制,一旦连接建立起来,双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。
  3. TCP是一个可靠的协议,它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

应用:

  1. TCP在网络通信上有极强的生命力,例如远程连接(Telnet)和文件传输(FTP)都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的,对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽,因此TCP传输的效率不如UDP高。
  2. UDP操作简单,而且仅需要较少的监护,因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统,并不要求音频视频数据绝对的正确,只要保证连贯性就可以了,这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

三,基于Socket的java网络编程

1,什么是Socket

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换,这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面,一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是,Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种,因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下,Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

2,Socket通讯的过程

Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求,Client端向Server 端发出Connect(连接)请求,Server端向Client端发回Accept(接受)消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send,Write等方法与对方通信。

对于一个功能齐全的Socket,都要包含以下基本结构,其工作过程包含以下四个基本的步骤:

  (1) 创建Socket;

  (2) 打开连接到Socket的输入/出流;

  (3) 按照一定的协议对Socket进行读/写操作;

  (4) 关闭Socket.(在实际应用中,并未使用到显示的close,虽然很多文章都推荐如此,不过在我的程序中,可能因为程序本身比较简单,要求不高,所以并未造成什么影响。)

3,创建Socket

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分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号,stream指明socket是流socket还是数据报socket,localPort表示本地主机的端口号,localAddr和 bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址),impl是socket的父类,既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如:学习视频网 http://www.xxspw.com

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

  ServerSocket server = new ServerSocket(80);

 注意,在选择端口时,必须小心。每一个端口提供一种特定的服务,只有给出正确的端口,才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留,例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时,最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

  在创建socket时如果发生错误,将产生IOException,在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

4,简单的Client/Server程序

1. 客户端程序

 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);

        //向本机的4700端口发出客户请求

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

        //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

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

        //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象

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

        //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象

        String readline;

        readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

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

        //若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环

          os.println(readline);

          //将从系统标准输入读入的字符串输出到Server

          os.flush();

          //刷新输出流,使Server马上收到该字符串

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

          //在系统标准输出上打印读入的字符串

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

          //从Server读入一字符串,并打印到标准输出上

          readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

        } //继续循环

        os.close(); //关闭Socket输出流

        is.close(); //关闭Socket输入流

        socket.close(); //关闭Socket

      }catch(Exception e) {

        System.out.println("Error"+e); //出错,则打印出错信息

      }

  }

}

 2. 服务器端程序

import java.io.*;

  import java.net.*;

  import java.applet.Applet;

  public class TalkServer{

    public static void main(String args[]) {

      try{

        ServerSocket server=null;

        try{

          server=new ServerSocket(4700);

        //创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求

        }catch(Exception e) {

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

        //出错,打印出错信息

        }

        Socket socket=null;

        try{

          socket=server.accept();

          //使用accept()阻塞等待客户请求,有客户

          //请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行

        }catch(Exception e) {

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

          //出错,打印出错信息

        }

        String line;

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

         //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象

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

         //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象

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

         //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

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

        //在标准输出上打印从客户端读入的字符串

        line=sin.readLine();

        //从标准输入读入一字符串

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

        //如果该字符串为 "bye",则停止循环

          os.println(line);

          //向客户端输出该字符串

          os.flush();

          //刷新输出流,使Client马上收到该字符串

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

          //在系统标准输出上打印读入的字符串

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

          //从Client读入一字符串,并打印到标准输出上

          line=sin.readLine();

          //从系统标准输入读入一字符串

        }  //继续循环

        os.close(); //关闭Socket输出流

        is.close(); //关闭Socket输入流

        socket.close(); //关闭Socket

        server.close(); //关闭ServerSocket

      }catch(Exception e){

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

        //出错,打印出错信息

      }

    }

  }

5,支持多客户的client/server程序

前面的Client/Server程序只能实现Server和一个客户的对话。在实际应用 中,往往是在服务器上运行一个永久的程序,它可以接收来自其他多个客户端的请求,提供相应的服务。为了实现在服务器方给多个客户提供服务的功能,需要对上 面的程序进行改造,利用多线程实现多客户机制。服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求,一旦监听到客户请求,服务器就会启动一个专门的服务线程来响 应该客户的请求,而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态,等待下一个客户的到来。

时间: 2016-07-02

Java Socket编程实例(一)- TCP基本使用

一.服务端代码: import java.net.*; // for Socket, ServerSocket, and InetAddress import java.io.*; // for IOException and Input/OutputStream public class TCPEchoServer { private static final int BUFSIZE = 32; // Size of receive buffer public static void main

Java Socket编程实例(四)- NIO TCP实践

一.回传协议接口和TCP方式实现: 1.接口: import java.nio.channels.SelectionKey; import java.io.IOException; public interface EchoProtocol { void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException; void handleRead(SelectionKey key) throws IOException; void handleWrite(

Java Socket编程实例(二)- UDP基本使用

一.服务端代码: import java.io.*; import java.net.*; public class UDPEchoServer { private static final int ECHOMAX = 255; // Maximum size of echo datagram public static void main(String[] args) throws IOException { int servPort = 5500; // Server port Datagr

Java编程小实例—数字时钟的实现代码示例

本文的实例是Java编程实现一个数字时钟,代码测试可用,练练手吧.代码如下: package me.socketthread; import java.awt.Color; import java.awt.Dimension; import java.awt.Font; import java.awt.Graphics; import java.awt.Graphics2D; import java.util.Calendar; import java.util.GregorianCalenda

Java Socket编程实例(五)- NIO UDP实践

一.回传协议接口和UDP方式实现: 1.接口: import java.nio.channels.SelectionKey; import java.io.IOException; public interface EchoProtocol { void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException; void handleRead(SelectionKey key) throws IOException; void handleWrite(

实现了基于TCP的Java Socket编程实例代码

实现了基于TCP的Java Socket编程,功能很简单:客户端向服务器端输出一名话"connect",服务器端接收输出到控制台并向客户端输出一名话"Hello",客户端接收并输出. 1.服务器端 复制代码 代码如下: package javase.net.socket; import java.io.DataInputStream;  import java.io.DataOutputStream;  import java.io.IOException;  im

java socket编程实例代码讲解

1.所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄.应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求. 操作java socket时用到的最多的三个方法为: accept():主要用于服务器端产生"阻塞",等待客户端的链接请求,并且返回一个客户端的Socket实例: getInputStream():方法主要用来获得网络连接输入,同时返回一个InputStream对象实例: getOutputStream

Java Socket编程(五) 简单的WEB服务器

文章来源:aspcn 作者:孙雯 简单的WEB服务器 一个简单的WEB服务器将由列表9.2这样构建.当然,还必须要对方法和回应事件进行改进.简单的服务器不会分析和存储请求头.新的WEB服务器将分析和存储请求,为以后的处理作准备.为了达到这个目的,你必须有一个包含HTTP请求的类. HTTPrequest类 列表9.5列出了一个完整的HTTPrequest类.这个类必须包括一个请求头所需的所有信息. 列表9.5.HTTPrequest类. import java.io.*; import java

Java Socket编程实例(三)- TCP服务端线程池

一.服务端回传服务类: import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; import java.util.logging.Level; import java.util.logging.Logger; public class EchoProtocol implements Runnable { private static f

Java Socket编程心跳包创建实例解析

1.什么是心跳包? 心跳包就是在客户端和服务器间定时通知对方自己状态的一个自己定义的命令字,按照一定的时间间隔发送,类似于心跳,所以叫做心跳包. 用来判断对方(设备,进程或其它网元)是否正常运行,采用定时发送简单的通讯包,如果在指定时间段内未收到对方响应,则判断对方已经离线.用于检测TCP的异常断开.基本原因是服务器端不能有效的判断客户端是否在线,也就是说,服务器无法区分客户端是长时间在空闲,还是已经掉线的情况.所谓的心跳包就是客户端定时发送简单的信息给服务器端告诉它我还在而已.代码就是每隔几分

Java Socket编程服务器响应客户端实例代码

通过输入流来读取客户端信息,相应的时候通过输出流来实现. 服务端类的代码: import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStream; import java.io.PrintWriter; import java.net.ServerSocket; impo