Java 网络编程socket编程等详解

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: 这部分会在另外的篇幅里讲,点击这里更详细地了解在Java语言中的URL处理。

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sockets。

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:

序号 方法描述
1
public ServerSocket(int port) throws IOException

创建绑定到特定端口的服务器套接字

2
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

3
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

4
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:

序号  方法描述
1
public int getLocalPort()

返回此套接字在其上侦听的端口

2
public Socket accept() throws IOException

侦听并接受到此套接字的连接

3
public void setSoTimeout(int timeout)

通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT,以毫秒为单位

4
public void bind(SocketAddress host, int backlog)

将 ServerSocket 绑定到特定地址(IP 地址和端口号)

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.

序号  方法描述
1
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

2
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

3
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

4
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

5
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。

序号  方法描述
1
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

2
public InetAddress getInetAddress()

返回套接字连接的地址

3
public int getPort()

返回此套接字连接到的远程端口

4
public int getLocalPort()

返回此套接字绑定到的本地端口

5
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

6
public InputStream getInputStream() throws IOException

返回此套接字的输入流

7
public OutputStream getOutputStream() throws IOException

返回此套接字的输出流

8
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:

序号 方法描述
1
static InetAddress getByAddress(byte[] addr)

在给定原始 IP 地址的情况下,返回 InetAddress 对象

2
static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)

根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress

3
static InetAddress getByName(String host)

在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址

4
String getHostAddress()

返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)

5
String getHostName()

获取此 IP 地址的主机名

6
static InetAddress getLocalHost()

返回本地主机

7
String toString()

将此 IP 地址转换为 String

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。

// 文件名 GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingClient
{
 public static void main(String [] args)
 {
  String serverName = args[0];
  int port = Integer.parseInt(args[1]);
  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();
  }
 }
}

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。

// 文件名 GreetingServer.java
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)
 {
  int port = Integer.parseInt(args[0]);
  try
  {
   Thread t = new GreetingServer(port);
   t.start();
  }catch(IOException e)
  {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

编译以上 java 代码,并执行以下命令来启动服务,使用端口号为 6066:

$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...

像下面一样开启客户端:

$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!

希望本篇文章对您有所帮助

时间: 2017-04-17

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