Soceket编程
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.
服务器：
1. 在服务器，用一个端口来实例化一个 ServerSocket对象。此时，服务器就可以这个端口时刻监听从客户端发来的连接请求。
2.调用ServerSocket的accept方法，开始监听连接从端口上发来的连接请求。
3.利用accept方法返回的客户端的Socket对象，进行读写IO的操作
通讯完成后，关闭打开的流和Socket对象。
package tcp;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerCode
{
// 设置端口号
public static int portNo = 3333;
public static void main(String[] args) throws IOException
{
ServerSocket s = new ServerSocket(portNo);
System.out.println("The Server is start: " + s);
// 阻塞,直到有客户端连接
Socket socket = s.accept();
try
{
System.out.println("Accept the Client: " + socket);
//设置IO句柄
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
while (true)
{
String str = in.readLine();
if (str.equals("byebye"))
{
break;
}
System.out.println("In Server reveived the info: " + str);
out.println(str);
}
}
finally
{
System.out.println("close the Server socket and the io.");
socket.close();
s.close();
}
}
}
这段代码的主要业务逻辑是：
1. 在上述代码里的main函数前，我们设置了通讯所用到的端口号，为3333。
2. 在main函数里，根据给定3333端口号，初始化一个ServerSocket对象s，该对象用来承担服务器端监听连接和提供通讯服务的功能。
3. 调用ServerSocket对象的accept方法，监听从客户端的连接请求。当完成调用accept方法后，整段服务器端代码将回阻塞在这里，直到客户端发来connect请求。
4. 当客户端发来connect请求，或是通过构造函数直接把客户端的Socket对象连接到服务器端后，阻塞于此的代码将会继续运行。此时服务器端将会根据accept方法的执行结果，用一个Socket对象来描述客户端的连接句柄。
5. 创建两个名为in和out的对象，用来传输和接收通讯时的数据流。
6. 创建一个while(true)的死循环，在这个循环里，通过in.readLine()方法，读取从客户端发送来的IO流（字符串），并打印出来。如果读到的字符串是“byebye”，那么退出while循环。
7. 在try…catch…finally语句段里，不论在try语句段里是否发生异常，并且不论这些异常的种类，finally从句都将会被执行到。在finally从句里，将关闭描述客户端的连接句柄socket对象和ServerSocket类型的s对象。
客户端：
1.用服务器的IP地址和端口号实例化Socket对象。
2.调用connect方法，连接到服务器上。
3.将发送到服务器的IO流填充到IO对象里，比如BufferedReader/PrintWriter。
4.利用Socket提供的getInputStream和getOutputStream方法，通过IO流对象，向服务器发送数据流。
5. 通讯完成后，关闭打开的IO对象和Socket。
package tcp;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
public class ClientCode
{
static String clientName = "Mike";
//端口号
public static int portNo = 3333;
public static void main(String[] args) throws IOException
{
// 设置连接地址类,连接本地
InetAddress addr = InetAddress.getByName("localhost");
//要对应服务器端的3333端口号
Socket socket = new Socket(addr, portNo);
try
{
System.out.println("socket = " + socket);
// 设置IO句柄
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
out.println("Hello Server,I am " + clientName);
String str = in.readLine();
System.out.println(str);
out.println("byebye");
}
finally
{
System.out.println("close the Client socket and the io.");
socket.close();
}
}
}
上述客户端代码的主要业务逻辑是：
1. 同样定义了通讯端口号，这里给出的端口号必须要和服务器端的一致。
2. 在main函数里，根据地址信息“localhost”，创建一个InetAddress类型的对象addr。这里，因为我们把客户端和服务器端的代码都放在本机运行，所以同样可以用“127.0.0.1”字符串，来创建InetAddress对象。
3. 根据addr和端口号信息，创建一个Socket类型对象，该对象用来同服务器端的ServerSocket类型对象交互，共同完成C/S通讯流程。
4. 同样地创建in和out两类IO句柄，用来向服务器端发送和接收数据流。
5. 通过out对象，向服务器端发送"Hello Server,I am …"的字符串。发送后，同样可以用in句柄，接收从服务器端的消息。
6. 利用out对象，发送”byebye”字符串，用以告之服务器端，本次通讯结束。
7. 在finally从句里，关闭Socket对象，断开同服务器端的连接。
使用套接字连接多个客户机
客户端和服务器之间只有一个通讯线程，所以它们之间只有一条Socket信道。
如果我们在通过程序里引入多线程的机制，可让一个服务器端同时监听并接收多个客户端的请求，并同步地为它们提供通讯服务。
基于多线程的通讯方式，将大大地提高服务器端的利用效率，并能使服务器端能具备完善的服务功能。
客户端代码
我们可以按以下的步骤开发基于多线程的服务器端的代码。
第一步，在3.2里创建的“TCPSocket”项目里，新建一个名为ThreadServer.java的代码文件，创建文件的方式大家可以参照3.2部分的描述。首先编写package和import部分的代码，用来打包和引入包文件，如下所示：
package tcp;
import java.io.*;
import java.net.*;
第二步，由于我们在服务器端引入线程机制，所以我们要编写线程代码的主体执行类ServerThreadCode，这个类的代码如下所示：
class ServerThreadCode extends Thread
{
//客户端的socket
private Socket clientSocket;
//IO句柄
private BufferedReader sin;
private PrintWriter sout;
//默认的构造函数
public ServerThreadCode()
{}
public ServerThreadCode(Socket s) throws IOException
{
clientSocket = s;
//初始化sin和sout的句柄
sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket
.getInputStream()));
sout = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
clientSocket.getOutputStream())), true);
//开启线程
start();
}
//线程执行的主体函数
public void run()
{
try
{
//用循环来监听通讯内容
for(;;)
{
String str = sin.readLine();
//如果接收到的是byebye，退出本次通讯
if (str.equals("byebye"))
{
break;
}
System.out.println("In Server reveived the info: " + str);
sout.println(str);
}
System.out.println("closing the server socket!");
}
catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
finally
{
System.out.println("close the Server socket and the io.");
try
{
clientSocket.close();
}
catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
这个类的业务逻辑说明如下：
1. 这个类通过继承Thread类来实现线程的功能，也就是说，在其中的run方法里，定义了该线程启动后要执行的业务动作。
2. 这个类提供了两种类型的重载函数。在参数类型为Socket的构造函数里， 通过参数，初始化了本类里的Socket对象，同时实例化了两类IO对象。在此基础上，通过start方法，启动定义在run方法内的本线程的业务逻辑。
3. 在定义线程主体动作的run方法里，通过一个for(;;)类型的循环，根据IO句柄，读取从Socket信道上传输过来的客户端发送的通讯信息。如果得到的信息为“byebye”，则表明本次通讯结束，退出for循环。
4. catch从句将处理在try语句里遇到的IO错误等异常，而在finally从句里，将在通讯结束后关闭客户端的Socket句柄。
上述的线程主体代码将会在ThreadServer类里被调用。
第三步，编写服务器端的主体类ThreadServer，代码如下所示：
public class ThreadServer
{
//端口号
static final int portNo = 3333;
public static void main(String[] args) throws IOException
{
//服务器端的socket
ServerSocket s = new ServerSocket(portNo);
System.out.println("The Server is start: " + s);
try
{
for(;;)
{
//阻塞,直到有客户端连接
Socket socket = s.accept();
//通过构造函数，启动线程
new ServerThreadCode(socket);
}
}
finally
{
s.close();
}
}
}
这段代码的主要业务逻辑说明如下：
1. 首先定义了通讯所用的端口号，为3333。
2. 在main函数里，根据端口号，创建一个ServerSocket类型的服务器端的Socket，用来同客户端通讯。
3. 在for(;;)的循环里，调用accept方法，监听从客户端请求过来的socket，请注意这里又是一个阻塞。当客户端有请求过来时，将通过ServerThreadCode的构造函数，创建一个线程类，用来接收客户端发送来的字符串。在这里我们可以再一次观察ServerThreadCode类，在其中，这个类通过构造函数里的start方法，开启run方法，而在run方法里，是通过sin对象来接收字符串，通过sout对象来输出。
4. 在finally从句里，关闭服务器端的Socket，从而结束本次通讯。
开发客户端代码
我们可以按以下的步骤，编写的基于多线程的客户端代码。
第一步，在 “TCPSocket”项目里，新建一个名为ThreadClient.java的代码文件。同样是编写package和import部分的代码，用来打包和引入包文件，如下所示：
package tcp;
import java.net.*;
import java.io.*;
第二步，编写线程执行主体的ClientThreadCode类，同样，这个类通过继承Thread来实现线程的功能。
class ClientThreadCode extends Thread
{
//客户端的socket
private Socket socket;
//线程统计数，用来给线程编号
private static int cnt = 0;
private int clientId = cnt++;
private BufferedReader in;
private PrintWriter out;
//构造函数
public ClientThreadCode(InetAddress addr)
{
try
{
socket = new Socket(addr, 3333);
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
//实例化IO对象
try
{
in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(
new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
//开启线程
start();
}
catch(IOException e)
{
//出现异常，关闭socket
try
{
socket.close();
}
catch(IOException e2)
{
e2.printStackTrace();
}
}
}
//线程主体方法
public void run()
{
try
{
out.println("Hello Server,My id is " + clientId );
String str = in.readLine();
System.out.println(str);
out.println("byebye");
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
finally
{
try
{
socket.close();
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
这个类的主要业务逻辑是：
1. 在构造函数里， 通过参数类型为InetAddress类型参数和3333，初始化了本类里的Socket对象，随后实例化了两类IO对象，并通过start方法，启动定义在run方法内的本线程的业务逻辑。
2. 在定义线程主体动作的run方法里，通过IO句柄，向Socket信道上传输本客户端的ID号，发送完毕后，传输”byebye”字符串，向服务器端表示本线程的通讯结束。
3. 同样地，catch从句将处理在try语句里遇到的IO错误等异常，而在finally从句里，将在通讯结束后关闭客户端的Socket句柄。
第三步，编写客户端的主体代码，在这段代码里，将通过for循环，根据指定的待创建的线程数量，通过ClientThreadCode的构造函数，创建若干个客户端线程，同步地和服务器端通讯。
public class ThreadClient
{
public static void main(String[] args)
throws IOException, InterruptedException
{
int threadNo = 0;
InetAddress addr =
InetAddress.getByName("localhost");
for(threadNo = 0;threadNo<3;threadNo++)
{
new ClientThreadCode(addr);
}
}
}
这段代码执行以后，在客户端将会有3个通讯线程，每个线程首先将先向服务器端发送"Hello Server,My id is "的字符串，然后发送”byebye”，终止该线程的通讯。
效果演示
接下来，我们来观察一下基于多线程的C/S架构的运行效果。
第一步，我们先要启动服务器端的ThreadServer代码，启动后，在控制台里会出现如下的提示信息：
The Server is start: ServerSocket[addr=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=3333]
上述的提示信息里，我们同样可以看到，服务器在开启服务后，会阻塞在accept这里，直到有客户端请求过来。
第二步，我们在启动完服务器后，运行客户端的ThreadClient.java代码，运行后，我们观察服务器端的控制台，会出现如下的信息：
The Server is start: ServerSocket[addr=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=3333]
In Server reveived the info: Hello Server,My id is 0
In Server reveived the info: Hello Server,My id is 1
In Server reveived the info: Hello Server,My id is 2
closing the server socket!
close the Server socket and the io.
closing the server socket!
close the Server socket and the io.
closing the server socket!
close the Server socket and the io.
其中，第一行是原来就有，在后面的几行里，首先将会输出了从客户端过来的线程请求信息，比如
In Server reveived the info: Hello Server,My id is 0
接下来则会显示关闭Server端的IO和Socket的提示信息。
这里，请大家注意，由于线程运行的不确定性，从第二行开始的打印输出语句的次序是不确定的。但是，不论输出语句的次序如何变化，我们都可以从中看到，客户端有三个线程请求过来，并且，服务器端在处理完请求后，会关闭Socker和IO。
第三步，当我们运行完ThreadClient.java的代码后，并切换到ThreadClient.java的控制台，我们可以看到如下的输出：
Hello Server,My id is 0
Hello Server,My id is 2
Hello Server,My id is 1
这说明在客户端开启了3个线程，并利用这3个线程，向服务器端发送字符串。
而在服务器端，用accept方法分别监听到了这3个线程，并与之对应地也开了3个线程与之通讯。
