【Socket编程】通过Socket实现TCP编程
通过Socket实现TCP编程
Socket通信 ：
1.TCP协议是面向对象连接、可靠的、有序的，以字节流的方式发送数据。
2.基于TCP协议实现网络通信的类：
- 客户端----Socket类
- 服务器端----ServerSocket类
一、通信过程（Socket通信模型）
Socket通信模型用下图所示：
1、在服务端建立一个ServerSocket,绑定相应的端口，并且在指定的端口进行侦听，等待客户端的连接。
2、当客户端创建连接Socket并且向服务端发送请求。
3、服务器收到请求，并且接受客户端的请求信息。一旦接收到客户端的连接请求后，会创建一个链接socket，用来与客户端的socket进行通信。 通过相应的输入/输出流进行数据的交换，数据的发送接收以及数据的响应等等。
4、当客户端和服务端通信完毕后，需要分别关闭socket，结束通信。
Socket通信实现步骤：
了解Socket通信模型后，就可以简化出Socket通信的实现步骤：
1.创建ServerSocket和Socket
2.打开链接到Socket的输入/输出流
3.按照协议对Socket进行读/写操作
4.关闭输入输出流、关闭Socket
二、Socket和ServerSocket常用方法
ServerSocket常用方法：
- ServerSocket(int port)——创建并绑定到特定端口的服务器套接字
- accept()——侦听并接受到此套接字的连接
- close()——关闭此套接字 getInetAddress()——得到ServerSocket对象绑定的IP地址。如果ServerSocket对象未绑定IP地址，返回0.0.0.0。
- getLocalPort()——返回此套接字在其上侦听的端口
Socket常用方法：
- Socket(InetAddress address, int port)——创建一个套接字并将其连接到指定ip地址的指定端口号
- Socket(String host, int port)——创建一个套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
- close()——关闭此套接字
- getInetAddress()——返回套接字连接的地址
- getInputStream()——返回此套接字的输入流
- getOutputStream——返回此套接字的输出流
三、编程实现基于TCP/IP的用户登录小程序
通过写一个用户登录的小程序，来直观了解Socket通信的工作过程，首先我们得知道在客户端和服务器通信时，两者的运作流程是如何的，先从服务器入手。
服务端:
1、创建ServerSocket对象，绑定监听端口
2、通过accept()方法监听客户端请求
3、连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
4、通过输出流向客户端发送响应信息
5、关闭相关资源
那么用户登录的测试案例的服务器端类可以这样（待完善）：
1 //1.创建一个服务器端的Socket,即ServerSocket，指定绑定的端口 2 ServerSocket ss=new ServerSocket(8888); 3 //2.调用accept方法开始监听，等待客户端的连接 4 System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的连接..."); 5 Socket so=ss.accept();//accept方法返回Socket实例 6 //3.获取一个输入流，并读取客户端信息 7 InputStream is=so.getInputStream();//字节输入流 8 InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//将字节输入流包装成字符输入流 9 BufferedReader br=new BufferedReader(isr);//加上缓冲流，提高效率 10 String info=null; 11 while((info=br.readLine())!=null){//循环读取客户端信息 12 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info); 13 14 } 15 so.shutdownInput();//关闭输入流 16 //4.关闭资源 17 br.close(); 18 isr.close(); 19 is.close(); 20 so.close(); 21 ss.close();
接着我们看一下客户端的运作过程，其实和服务器端差不多，但是其中的区别还是要清楚的。
客户端：
1、创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号
2、连接建立后，通过输出流向服务器端发送请求信息
3、通过输入流获取服务器相应的信息
4、关闭相关资源。
那么用户登录的测试案例的客户端类可以这样（待完善）：
1 //1.创建客户端Socket，指定服务器地址和端口 2 Socket so=new Socket("localhost", 8888);//端口号要和服务器端相同 3 //2.获取输出流，向服务器端发送登录的信息 4 OutputStream os=so.getOutputStream();//字节输出流 5 PrintWriter pw=new PrintWriter(os);//字符输出流 6 BufferedWriter bw=new BufferedWriter(pw);//加上缓冲流 7 bw.write("用户名：admin;密码：123"); 8 bw.flush(); 9 so.shutdownOutput();//关闭输出流 10 //3.关闭资源 11 bw.close(); 12 pw.close(); 13 os.close(); 14 so.close();
这样服务端和客户端就能进行最简单的通信了，目前这个还不能实现交互，下面会讲两者的交互。
运行一下，看看服务器端是否能接收到客户端发送的信息了呢...
分别启动服务器和客户端，注意必须先启动服务器再启动客户端，否则客户端找不到资源报错：
完善用户登录之服务器响应客户端
在上述的例子中，服务器和客户端仅仅只是相互可以通信，但服务器对于接收到的客户端信息并没有向客户端响应，客户端没有接收到服务器端的任何信息，这明显是不完善不友好的，在这里将对刚刚的例子进行完善，完成服务器对客户端的响应。
修改后的服务器端：
1 //1.创建一个服务器端的Socket,即ServerSocket，指定绑定的端口 2 ServerSocket ss= new ServerSocket(8888); 3 //2.调用accept方法开始监听，等待客户端的连接 4 System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的连接..."); 5 Socket so=ss.accept();//accept方法返回Socket实例 6 //3.获取一个输入流，并读取客户端信息 7 InputStream is=so.getInputStream();//字节输入流 8 InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//将字节输入流包装成字符输入流 9 BufferedReader br=new BufferedReader(isr);//加上缓冲流，提高效率 10 String info=null; 11 while((info=br.readLine())!=null){//循环读取客户端信息 12 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info); 13 14 } 15 so.shutdownInput();//关闭输入流 16 //4.获取一个输出流，向客户端输出信息,响应客户端的请求 17 OutputStream os=so.getOutputStream();//字节输出流 18 PrintWriter pw=new PrintWriter(os);//字符输出流 19 BufferedWriter bw=new BufferedWriter(pw);//缓冲输出流 20 bw.write("欢迎您！"); 21 bw.newLine(); 22 bw.flush(); 23 24 //5.关闭资源 25 os.close(); 26 pw.close(); 27 bw.close(); 28 br.close(); 29 isr.close(); 30 is.close(); 31 so.close(); 32 ss.close();
修改后的客户端：
1 //1.创建客户端Socket，指定服务器地址和端口 2 Socket so=new Socket("localhost", 8888);//端口号要和服务器端相同 3 //2.获取输出流，向服务器端发送登录的信息 4 OutputStream os=so.getOutputStream();//字节输出流 5 PrintWriter pw=new PrintWriter(os);//字符输出流 6 BufferedWriter bw=new BufferedWriter(pw);//加上缓冲流 7 bw.write("用户名：admin;密码：123"); 8 bw.flush(); 9 so.shutdownOutput();//关闭输出流 10 //3.获取输入流，得到服务端的响应信息 11 InputStream is=so.getInputStream(); 12 InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is); 13 BufferedReader br=new BufferedReader(isr); 14 String info=null; 15 while((info=br.readLine())!=null){ 16 System.out.println("我是客户端，服务器说:"+info); 17 } 18 19 20 //4.关闭资源 21 bw.close(); 22 pw.close(); 23 os.close(); 24 so.close();
运行结果：
四、使用多线程实现多客户端的通信
应用多线程来实现服务器与多客户端之间的通信。<关于多线程更多的内容以后再总结>
多线程基本步骤：
1.服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接。
2.客户端创建一个socket并请求和服务器端连接。
3.服务器端接收客户端请求，创建socket与该客户建立专线连接。
4.建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话。
5.服务器端继续等待新的连接。
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下面再将上述的例子修改成多线程的通信
新建一个服务器线程处理类ServerThread，该类继承Thread类：
1 /* 2 * 服务器线程处理类 3 */ 4 public class ServerThread extends Thread { 5 // 和本线程相关的Socket 6 Socket so = null; 7 8 public ServerThread(Socket socket) {// 初始化与本线程相关的Socket 9 so = socket; 10 } 11 12 // 线程执行的操作，响应客户端的请求 13 public void run() {// 重写父类的run方法 14 InputStream is = null; 15 InputStreamReader isr = null; 16 BufferedReader br = null; 17 OutputStream os = null; 18 PrintWriter pw = null; 19 BufferedWriter bw = null; 20 try { 21 // 3.获取一个输入流，并读取客户端信息 22 is = so.getInputStream();// 字节输入流 23 isr = new InputStreamReader(is);// 将字节输入流包装成字符输入流 24 br = new BufferedReader(isr);// 加上缓冲流，提高效率 25 String info = null; 26 while ((info = br.readLine()) != null) {// 循环读取客户端信息 27 System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info); 28 29 } 30 so.shutdownInput();// 关闭输入流 31 // 4.获取一个输出流，向客户端输出信息,响应客户端的请求 32 os = so.getOutputStream();// 字节输出流 33 pw = new PrintWriter(os);// 字符输出流 34 bw = new BufferedWriter(pw);// 缓冲输出流 35 bw.write("欢迎您！"); 36 bw.newLine(); 37 bw.flush(); 38 39 } catch (IOException e) { 40 // TODO Auto-generated catch block 41 e.printStackTrace(); 42 } finally { 43 // 5.关闭资源 44 try { 45 if (os != null) 46 os.close(); 47 if (pw != null) 48 pw.close(); 49 if (bw != null) 50 bw.close(); 51 if (br != null) 52 br.close(); 53 if (isr != null) 54 isr.close(); 55 if (is != null) 56 is.close(); 57 if (!so.isClosed()) 58 so.close(); 59 } catch (IOException e) { 60 // TODO Auto-generated catch block 61 e.printStackTrace(); 62 } 63 } 64 65 } 66 }
<解 惑>关闭资源为何要加一个判断条件：不为空 ？？？
<回 答>这是一种正确、严谨的写法。 验证非NULL是编码中很重要的一环。假如本来就是NULL，这是调用各自的close()方法是会报错的。 如果在实例化这些对象时出错导致这些对象为NULL，或是实例化没问题但中途出了什么异常导致这些对象为NULL，都会在未经验证非NULL前尝试调用close()方法关闭时报错。
<提 示>集中异常处理的快捷键：Alt+shift+z
服务器端：
1 try { 2 //1.创建一个服务器端的Socket,即ServerSocket，指定绑定的端口 3 ServerSocket ss= new ServerSocket(8888); 4 5 System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的连接..."); 6 Socket so=null; 7 //记录客户端的数量 8 int count=0; 9 //循环侦听等待客户端的连接 10 while(true){ 11 //2.调用accept方法开始监听，等待客户端的连接 12 so=ss.accept();//accept方法返回Socket实例 13 //创建一个新的线程 14 ServerThread st=new ServerThread(so); 15 //启动线程，执行与客户端的交互 16 st.start();//注意是start不是run 17 count++; 18 System.out.println("此时客户端数量为："+count); 19 InetAddress add=so.getInetAddress(); 20 System.out.println("当前客户端的ip地址为"+add.getHostAddress()); 21 } 22 } catch (IOException e) { 23 // TODO Auto-generated catch block 24 e.printStackTrace(); 25 }
多个客户端的运行结果：
这样一个简单的多线程通信就完成了，这个多线程还不是并行操作的，要实现并行操作可以按照下面的思路：
主线程负责创建socket
* 一个线程用来读取
* 一个线程用来写入,用两个内部类
* 要用多线程实现，send线程和recived线程同时访问buff数据区。
* 发送完成后notify，接收线程。接收线程自身wait
* 接收的说，我先wait一下，可能缓存中还没有数据，我会拿到空值得。
* 发送的说Ok，我先写，写完了我notifyall你。我就一直锁着，这样默契的合作了。
变成并行处理了 每个客户端连接服务端都会产生一个新的socket。
< 具体代码还没写，大家可以自行摸索。。。写完了再更新>
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作者： 云开的立夏
出处： http://www.cnblogs.com/hysum/>
关于作者：本人目前还在上学，小白一枚，希望能把学过的知识与大家分享，请多多赐教！
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