Java使用Socket进行字符串和图片文件同时传输
最近开发中使用到将字符串和图片同时传输的功能。我这边是Android端,要接收服务器端发送来的信息和图片。由于服务器端不是一个web servser,所以图片和字符串信息要混杂着传送。比较麻烦,花了一些时间解决这个问题。特记录。
网络上关于图片的传输一般有两种方式,一个是通过base64编码,一个就是通过发送端先发送图片大小,在发送图片,接收端根据图片大小读取规定大小的数据保存到文件。由于base64会增加数据量,身为一个Android程序员,我并不想这么实现,所以我实现第二种方式。
首先说一下通信协议:我定义的一条完整的数据如下:(text1)(image_start)(image_file_name)(image_file_name_end)(image_file_length)(image)(text2)(message_end)
(text1)和(text2):图片文件可能是在一条完整数据的中部,所以图片文件前端和后端都可能存在文本数据
(image_start):图片文件数据开始的标识,在程序中我使用的是(image:)。
(image_file_name):图片文件的名称,其实增加这个内容,刚开始的时候只要是想获得文件的后缀名从而确定图片文件的类型,后来干脆就直接把图片文件的名称接收算了。。。。
(imge_file_name_end):图片文件名结束的标识,在windows系统中,文件名中不能存在?,所以在程序中,我使用的是(?);
(image_file_length):图片文件的长度,这部分是8个字节的内容。在java中,获取文件的长度,返回的是一个Long类型的数据,所以发送的时候,需要将Long类型转化为一个8字节的数据,接收时,要根据这8字节的数据,转化为Long类型。
(image):具体的图片文件信息。
(message_end):一条完整的消息结束的标识,在程序中我使用的是(over)。
首先是发送图片的类,我在demo中,发送图片的是客户端。类写的比较简单。
1 package util; 2 3 import java.io.File; 4 import java.io.FileInputStream; 5 import java.io.InputStream; 6 import java.io.OutputStream; 7 import java.net.Socket; 8 9 public class SendImage 10 { 11 private Socket socket; 12 private OutputStream os; 13 /** 14 * 图片开始的标识 15 */ 16 private final String IMAGE_START = "image:"; 17 /** 18 * 一条完整信息结束的标识 19 */ 20 private final String MESSAGE_END = "over"; 21 /** 22 * 文件名结束的表示 23 */ 24 private final String FILE_NAME_END = "?"; 25 26 public SendImage(String ip, int port) throws Exception 27 { 28 socket = new Socket(ip, port); 29 os = socket.getOutputStream(); 30 } 31 32 public void send() 33 { 34 try 35 { 36 File imageFile = new File("F:/1.jpg"); 37 InputStream is = new FileInputStream(imageFile); 38 39 long fileLength = imageFile.length(); 40 System.out.println("图片长度:" + fileLength); 41 42 /*发送第一部分的文本信息,对应text1*/ 43 os.write("要开始发送图片了哦".getBytes()); 44 45 /*发送图片开始的标识,对应image_start*/ 46 os.write(IMAGE_START.getBytes()); 47 48 /*发送图片文件名称,对应image_file_name*/ 49 os.write(imageFile.getName().getBytes()); 50 51 /*发送图片文件名称结束的标识,对应image_file_name_end*/ 52 os.write(FILE_NAME_END.getBytes()); 53 54 /*发送图片文件的长度,对应image_file_length*/ 55 byte[] bs = longToBytes(fileLength); 56 os.write(bs); 57 58 /*发送图片文件,对应image*/ 59 int length; 60 byte[] b = new byte[1024]; 61 while ((length = is.read(b)) > 0) 62 { 63 os.write(b, 0, length); 64 } 65 66 /*发送第二部分文本信息,对应text2*/ 67 os.write("图片发送结束了".getBytes()); 68 69 /*发送一条完整信息结束的标识,对应message_end*/ 70 os.write(MESSAGE_END.getBytes()); 71 } 72 catch (Exception e) 73 { 74 e.printStackTrace(); 75 } 76 } 77 78 public void close() 79 { 80 try 81 { 82 os.close(); 83 socket.close(); 84 } 85 catch (Exception e) 86 { 87 88 } 89 } 90 91 /** 92 * 将长整型转换为byte数组 93 * @param n 94 * @return 95 */ 96 public static byte[] longToBytes(long n) 97 { 98 byte[] b = new byte[8]; 99 b[7] = (byte) (n & 0xff); 100 b[6] = (byte) (n >> 8 & 0xff); 101 b[5] = (byte) (n >> 16 & 0xff); 102 b[4] = (byte) (n >> 24 & 0xff); 103 b[3] = (byte) (n >> 32 & 0xff); 104 b[2] = (byte) (n >> 40 & 0xff); 105 b[1] = (byte) (n >> 48 & 0xff); 106 b[0] = (byte) (n >> 56 & 0xff); 107 return b; 108 } 109 110 public static void main(String[] args) 111 { 112 try 113 { 114 SendImage send = new SendImage("127.0.0.1", 40123); 115 116 /*测试多次发送*/ 117 send.send(); 118 send.send(); 119 send.send(); 120 121 send.close(); 122 } 123 catch (Exception e) 124 { 125 e.printStackTrace(); 126 } 127 } 128 }
图片接受端,使用的是服务器端来接收图片。类依然写的很简单。
1 package util; 2 3 import java.io.File; 4 import java.io.FileOutputStream; 5 import java.io.IOException; 6 import java.io.InputStream; 7 import java.net.ServerSocket; 8 import java.net.Socket; 9 10 public class ReceiveImage2 11 { 12 private ServerSocket ss; 13 private Thread listenThread; 14 /** 15 * 图片开始的标识 16 */ 17 private final String IMAGE_START = "image:"; 18 /** 19 * 一条完整信息结束的标识 20 */ 21 private final String MESSAGE_END = "over"; 22 /** 23 * 文件名结束的表示 24 */ 25 private final String FILE_NAME_END = "?"; 26 /** 27 * 默认的编码,我的是UTF-8,大家可以更改成自己的编码 28 */ 29 private final String DEFAULT_ENCODE = "UTF-8"; 30 /** 31 * ISO编码 32 */ 33 private final String ISO_ENCODE = "ISO-8859-1"; 34 35 public ReceiveImage2() throws Exception 36 { 37 ss = new ServerSocket(40123); 38 39 listenThread = new Thread(new Runnable() 40 { 41 @Override 42 public void run() 43 { 44 listen(); 45 } 46 }); 47 48 listenThread.start(); 49 } 50 51 /** 52 * 监听链接 53 */ 54 private void listen() 55 { 56 while (!ss.isClosed()) 57 { 58 try 59 { 60 final Socket s = ss.accept(); 61 new Thread(new Runnable() 62 { 63 @Override 64 public void run() 65 { 66 read(s); 67 } 68 }).start(); 69 } 70 catch (IOException e) 71 { 72 e.printStackTrace(); 73 } 74 } 75 } 76 77 /** 78 * 读取信息 79 * 80 * @param socket 81 * 客户端链接过来的socket 82 */ 83 private void read(Socket socket) 84 { 85 try 86 { 87 InputStream is = socket.getInputStream(); 88 StringBuffer sb = new StringBuffer(); 89 int imageName = 0; 90 while (!socket.isClosed()) 91 { 92 int imageStart; 93 while ((imageStart = sb.indexOf(IMAGE_START)) < 0) 94 readToBuffer(is, sb); 95 96 System.out.println("开始读取第一部分文本信息"); 97 String text1 = sb.substring(0, imageStart); 98 text1 = new String(text1.getBytes(ISO_ENCODE), DEFAULT_ENCODE); 99 System.out.println("第一部分文本信息:" + text1); 100 sb.delete(0, imageStart + IMAGE_START.length()); 101 102 System.out.println("开始读取文件名称"); 103 int file_name_end; 104 while ((file_name_end = sb.indexOf(FILE_NAME_END)) < 0) 105 readToBuffer(is, sb); 106 String file_name = new String(sb.substring(0, file_name_end).getBytes(ISO_ENCODE), DEFAULT_ENCODE); 107 System.out.println("文件名称:" + file_name); 108 sb.delete(0, file_name_end + FILE_NAME_END.length()); 109 110 System.out.println("开始读取文件长度"); 111 while (sb.length() < 8) 112 readToBuffer(is, sb); 113 String imageLengthString = sb.substring(0, 8); 114 byte[] imageLengthByteArray = imageLengthString.getBytes(ISO_ENCODE); 115 long imageLength = bytesToLong(imageLengthByteArray); 116 System.out.println("文件长度:" + imageLength); 117 sb.delete(0, 8); 118 119 System.out.println("开始读取文件"); 120 byte[] image = sb.toString().getBytes(ISO_ENCODE); 121 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("F:/接收文件" + imageName + file_name)); 122 if (imageLength > image.length) 123 { 124 System.out.println("文件只有部分在数组中"); 125 fos.write(image); 126 System.out.println("已经写了" + image.length + "还需要写" + (imageLength - image.length)); 127 writeImage(is, fos, imageLength - image.length); 128 sb.delete(0, sb.length()); 129 } 130 else 131 { 132 System.out.println("文件已经在数组中"); 133 fos.write(image, 0, (int) imageLength); 134 sb.delete(0, (int) imageLength); 135 } 136 fos.close(); 137 imageName++; 138 System.out.println("文件已经保存"); 139 140 int end; 141 while ((end = sb.indexOf(MESSAGE_END)) < 0) 142 { 143 readToBuffer(is, sb); 144 } 145 146 String text2 = new String(sb.substring(0, end).getBytes(ISO_ENCODE), DEFAULT_ENCODE); 147 System.out.println("第二部分文本信息:" + text2); 148 sb.delete(0, end + MESSAGE_END.length()); 149 } 150 } 151 catch (Exception e) 152 { 153 e.printStackTrace(); 154 } 155 finally 156 { 157 try 158 { 159 socket.close(); 160 } 161 catch (IOException e) 162 { 163 164 } 165 System.out.println("线程结束"); 166 } 167 168 } 169 170 /** 171 * 将输入流中的数据读取到stringbuffer中,一次最多读取1024个长度 172 * 173 * @param is 174 * 输入流 175 * @param sb 176 * 图片文件输出流 177 * @throws Exception 178 */ 179 private void readToBuffer(InputStream is, StringBuffer sb) throws Exception 180 { 181 int readLength; 182 byte[] b = new byte[1024]; 183 184 readLength = is.read(b); 185 if (readLength == -1) 186 throw new RuntimeException("读取到了-1,说明Socket已经关闭"); 187 String s = new String(b, 0, readLength, ISO_ENCODE); 188 sb.append(s); 189 } 190 191 /** 192 * 从输入流中读取图片信息到图片文件输出流中 193 * 194 * @param is 195 * 输入流 196 * @param fos 197 * 图片文件输出流 198 * @param length 199 * 需要读取的数据长度 200 * @throws Exception 201 */ 202 private void writeImage(InputStream is, FileOutputStream fos, long length) throws Exception 203 { 204 byte[] imageByte = new byte[1024]; 205 int oneTimeReadLength; 206 207 for (long readLength = 0; readLength < length;) 208 { 209 if (readLength + imageByte.length <= length) 210 { 211 System.out.println("剩余的字节数大于1024,将尽可能多的读取内容"); 212 oneTimeReadLength = is.read(imageByte); 213 } 214 else 215 { 216 System.out.println("剩余的字节数小于1024,将只读取" + (length - readLength) + "字节"); 217 oneTimeReadLength = is.read(imageByte, 0, (int) (length - readLength)); 218 } 219 220 if (oneTimeReadLength == -1) 221 throw new RuntimeException("读取文件时,读取到了-1,说明Socket已经结束"); 222 System.out.println("实际读取长度" + oneTimeReadLength + "字节"); 223 224 readLength += oneTimeReadLength; 225 226 fos.write(imageByte, 0, oneTimeReadLength); 227 System.out.println("继续追加" + readLength + "字节长度"); 228 } 229 } 230 231 /** 232 * 将byte数组转化为Long类型 233 * 234 * @param array 235 * @return 236 */ 237 public static long bytesToLong(byte[] array) 238 { 239 return ((((long) array[0] & 0xff) << 56) | (((long) array[1] & 0xff) << 48) | (((long) array[2] & 0xff) << 40) 240 | (((long) array[3] & 0xff) << 32) | (((long) array[4] & 0xff) << 24) 241 | (((long) array[5] & 0xff) << 16) | (((long) array[6] & 0xff) << 8) | (((long) array[7] & 0xff) << 0)); 242 } 243 244 public static void main(String[] args) 245 { 246 try 247 { 248 new ReceiveImage2(); 249 } 250 catch (Exception e) 251 { 252 e.printStackTrace(); 253 } 254 } 255 }
客户端并没有什么太难理解的地方,按照规定的格式发送内容就可以了。下面主要说一说服务器端接收图片。
首先先说一下关于Long类型转字节数组和字节数组转Long类型,我是直接使用别人已经实现的方法。链接如下:http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/09/28/2707605.html。
因为图片文件是二进制信息,所以传统的使用一个标志符来标志一个图片文件的结束并不合适,因为图片文件的二进制信息中,可能存在这个结束标识符,这样就会造成图片文件内容不全的状况(base64转码可以解决这个问题,但是我们不讨论base64)。所以,我们在文件内容之前先发送文件的消息,我们根据接收来大小来确定图片文件的长度。
在代码中,之所以使用到了ISO编码,是因为UTF-8是可变长度的编码,原来的字节数组就被改变了。而ISO8859-1通常叫做Latin-1,Latin-1包括了书写所有西方欧洲语言不可缺少的附加字符,其中0~127的字符与ASCII码相同,它是单字节的编码方式,这样第二种方式生成的String里的字节数组就跟原来的字节数组一样。在new String使用其他编码如GBK,GB2312的话一样也会导致字节数组发生变化,因此要想获取String里单字节数组,就应该使用ISO8859-1编码。
例如
1 byte[] b = new byte[8]; 2 b[6] = 5; 3 b[7] = -4; 4 5 for (int i = 0; i < b.length; i++) 6 { 7 System.out.println(b[i]); 8 } 9 10 System.out.println("---------华丽丽的分割线----------------"); 11 String s = null; 12 s = new String(b); 13 14 byte[] b2 = null; 15 b2 = s.getBytes(); 16 17 for (int i = 0; i < b2.length; i++) 18 { 19 System.out.println(b2[i]); 20 }
输出的结果:
使用ISO编码
1 byte[] b = new byte[8]; 2 b[6] = 5; 3 b[7] = -4; 4 5 for (int i = 0; i < b.length; i++) 6 { 7 System.out.println(b[i]); 8 } 9 10 System.out.println("---------华丽丽的分割线----------------"); 11 String s = null; 12 s = new String(b,"ISO-8859-1"); 13 14 byte[] b2 = null; 15 b2 = s.getBytes("ISO-8859-1"); 16 17 for (int i = 0; i < b2.length; i++) 18 { 19 System.out.println(b2[i]); 20 }
结果如下:
下面,讲一讲接收端的接收一次的逻辑。
1.会接收一些数据,如果这些数据中不存在图片文件开始的标识,则继续读取。当读取的数据中存在图片文件开始的标识,则将图片文件开始标识前的信息输出,并且删除以及删除图片文件开始标识。
2.判断stringbuffer中是否存在文件名称结束的标识,如果没有,则继续读取信息,否则保存并输出文件名称。删除stringbuffer中图片名称和图片名称结束的标识。
3.判断stringbuffer中是否有8个以上的字节数据,如果没有,则继续读取,否则获取8个字节的数据作为图片文件的长度。删除stringbuffer中图片文件的长度。
4.判断stringbuffer的长度是否大于图片文件长度,如果大于,说明图片文件内容都在stringbuffer中,则从stringbuffer中提取图片文件大小的长度作为文件信息,否则将stringbuffer中的内容输出到文件输出流,在从Socket输入流中读取剩余的图片文件内容。删除stringbuffer中图片文件内容。
5.判断stringbuffer中是否存在一条完整信息结束的标识,如果没有,则继续读取,否则截取完整信息结束标识前的信息输出。
文笔稀烂,大家凑活着看,如果看不懂我写的东西,就看代码吧。