java网络编程基础
前言
通过网络进行数据传输时，一般使用TCP/UDP进行数据传输。但是两个的区别就是TCP可靠，UDP不可靠。两个的共同之处就是都需要建立socket套接字，将IP地址和端口port进行绑定。但是服务器和客户端的socket是有点区别的，服务器端需要显示的指定端口号，以便进行数据监听；而客户端只需要指定IP就行，端口号则由操作系统来分配。
基础类
(1) InetAddress类
该类就是表示互联网中的IP地址，常用的方法有：
- getByName(String host) 静态方法，给定主机名来获取IP地址对象
- getHostAddress() 获取主机的ip地址
(2) InetSocketAddress类
这个类一看就可socket有关，他就是用来创建socket套接字，将ip地址和端口进行绑定，主要的用法就是其构造器:
- InetSocketAddress(InetAddress addr, int port) //如果addr等于null,则表示绑定本机的所有IP
- InetSocketAddress(String hostname, int port)
服务器端套接字
这里只简述TCP套接字，我们先看看如果如何写一个简单的服务器，这里先用linux C来实现。
#include "unp.h" #include <time.h> int main(int argc, char** argv){ int listenfd, connfd; socketlen_t len; struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; char buff[MAXLINE]; time_t ticks; //选择协议族创建套接字3,这里是TCP族 listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; //将本机上所有的IP的都进行注册 servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //指定监听的端口号 servaddr.sin_port = htons(31); //将赋值好结构体seraddr绑定到套接字上 Bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //打开端口监听,第二个参数表示未完成链接的最大个数(正在进行SYN传输) Listen(listenfd, LISTENQ); for(;;){ len = sizeof(cliaddr); connfd = Accept(listenfd, (SA *)&cliaddr, &len); Write(connfd, buff, strlen(buff)); Close(connfd); } }
可以看到在用C实现一个TCP服务器时比较复杂，而java就相对简单一些。
- java服务器
package com.dy.xidian.net; import java.io.BufferedWriter; import java.io.IOException; import java.io.OutputStreamWriter; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class Server { public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket server = new ServerSocket(8888); Socket socket = server.accept(); String msg = "欢迎使用"; BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter( socket.getOutputStream())); bw.write(msg); bw.flush(); bw.close(); } }
- java客户端
package com.dy.xidian.net; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class Client { public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException { Socket client = new Socket("localhost", 8888); BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader( client.getInputStream())); String echo = br.readLine(); System.out.println(echo); } }
分析java套接字
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
我们先看ServerSocket实现方式，其调用了另一个套接字：
public ServerSocket(int port) throws IOException { this(port, 50, null); }
ServerSocket的重载函数,主要是用InetSocketAddress创建套接字并进行通过bind进行绑定
public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException { setImpl(); if (port < 0 || port > 0xFFFF) throw new IllegalArgumentException( "Port value out of range: " + port); if (backlog < 1) backlog = 50; try { bind(new InetSocketAddress(bindAddr, port), backlog); } catch(SecurityException e) { close(); throw e; } catch(IOException e) { close(); throw e; } }
在进行bind操作时，同时也调用的监听函数，这里只显示一部分
public void bind(SocketAddress endpoint, int backlog) throws IOException { //TODO try { SecurityManager security = System.getSecurityManager(); if (security != null) security.checkListen(epoint.getPort()); getImpl().bind(epoint.getAddress(), epoint.getPort()); getImpl().listen(backlog); bound = true; } // TODO }
总结
通过上面的观察，我们可以发现虽然java在进行网络编程中的代码相对比较简单，但是其内部的整个流程和C是一样的。对服务器而言都需要经历：创建套接字---绑定套接字----监听端口----接受请求。这个值得注意的是listen会将建立好的套接字(刚完成三次握手)放到一个缓冲队列中，而accept会从缓冲队列中取。由于缓冲队列可能满也可能空，所以listen会出现阻塞(表现为拒绝客户端的链接)。当缓冲区空的时候accept则会阻塞。
