java学习中的socket编程详细介绍

Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群。

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一，网络编程中两个主要的问题

一个是怎样准确的定位网络上一台或多台主机，还有一个就是找到主机后怎样可靠高效的进行传输数据。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，传输数据的路由，由IP地址能够唯一地确定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）的传输数据机制，这是网络编程的主要对象，一般不须要关心IP层是怎样处理数据的。

眼下较为流行的网络编程模型是客户机/server（C/S）结构。即通信两方一方作为server等待客户提出请求并予以响应。客户则在须要服务时向server提 出申请。server一般作为守护进程始终运行，监听网络port，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同一时候自己继续监听服务port，使后来的客户也 能及时得到服务。如果你想学习Java可以来这个Q群，首先是220，中间是142，最后是906，里面可以学习和交流，也有资料可以下载。

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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，还有一个socket能够要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就能够进行双向传输数据，两方都能够进行发送 或接收操作。

UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每一个数据报都是一个独立的信息，包含完整的源地址或目的地址，它在网络上以不论什么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，每一个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无须要建立发送方和接收方的连接。

2，UDP传输数据时是有限制大小的，每一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之间进行传输数据之前必定要建立连接，所以在TCP中须要连接

时间。 2，TCP传输数据限制大小，一旦连接建立起来，两方的socket就能够按统一的格式传输大的 数据。 3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方全然正确地获取发送方所发送的所有数据。

应用：

1，TCP在网络通信上有极强的生命力，比如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都须要不定长度的数据被可靠地传输。可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定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，而且仅须要较少的监护，因此通常常使用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。比如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，仅仅要保证连贯性就能够了，这样的情况下显然使用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通常常使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port号唯一确定。

可是，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定联系的。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port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 端都能够通过Send，Write等解决方案与对方通信。

对于一个功能齐全的Socket，都要包含下面基本结构，其工作过程包含下面四个主要的步骤：

（1） 创建Socket；

（2） 打开连接到Socket的输入/出流；

（3） 依照一定的协议对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，尽管许多文章都推荐如此，只是在我的程序中，可能由于程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）

3，创建Socket

创建Socket

java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的client和服务端。这是两个封装得很好的类，使用很方便。其构造解决方案例如以下：

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)

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

ServerSocket server = new ServerSocket(80);

注意，在选择port时，必须小心。每一个port提供一种特定的服务，唯独给出正确的port，才 能获得对应的服务。0~1023的port号为系统所保留，比如http服务的port号为80,telnet服务的port号为21,ftp服务的port号为23, 所以我们在选择port号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

在创建socket时假设错误发生，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。

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4，简单的Client/Server程序

client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4700port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，并构造对应的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立即收到该字符串

//在系统标准输出上打印读入的字符串

//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. server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port4700监听客户请求

}catch(Exception e) {

//出错，打印出错信息

}

Socket socket=null;

try{

socket=server.accept();

//使用accept()堵塞等待客户请求，有客户

//请求到来则产生一个Socket对象，并继续运行

}catch(Exception 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，并构造对应的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

//在标准输出上打印从client读入的字符串

line=sin.readLine();

//从标准输入读入一字符串

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

//假设该字符串为 "bye"，则停止循环

os.println(line);

//向client输出该字符串

os.flush();

//刷新输出流，使Client立即收到该字符串

//在系统标准输出上打印读入的字符串

//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){

//出错，打印出错信息

}

}

}

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5，支持多客户的client/server程序

前面的Client/Server程序仅仅能实现Server和一个客户的对话。在实际应用 中，往往是在server上运行一个永久的程序，它能够接收来自其他多个client的请求，提供对应的服务。为了实如今server方给多个客户提供服务的功能，须要对上 面的程序进行改造，利用多线程实现多客户机制。server总是在指定的port上监听是否有客户请求，一旦监听到客户请求，server就会启动一个专门的服务线程来响 应该客户的请求，而server本身在启动完线程之后立即又进入监听状态，等待下一个客户的到来。