Java--socket编程

一，网络编程中两个主要的问题

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定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）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也能及时得到服务。

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，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以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，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何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，每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。

2，UDP传输数据时是有大小限制的，每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之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接

时间。

2，TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的

数据。

3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

应用：

1，TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但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然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，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用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地址和一个端口号唯一确定。

但是，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然联系的。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.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，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客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：

　　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)

　　其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和 bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如：学习视频网 http://www.xxspw.com

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

　　ServerSocket server = new ServerSocket(80);

　　注意，在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

　　在创建socket时如果发生错误，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。

4，实例

服务器端非多线程：

package com.zeph.serverclient;  
  
import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;  
  
public class MyServer {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);  
        Socket client = server.accept();  
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                client.getInputStream()));  
        PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());  
        while (true) {  
            String str = in.readLine();  
            System.out.println(str);  
            out.println("has receive....");  
            out.flush();  
            if (str.equals("end"))  
                break;  
        }  
        client.close();  
    }  
}

客户端：

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.InetAddress;  
import java.net.Socket;  
  
public class MyClient {  
    static Socket server;  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        server = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);  
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                server.getInputStream()));  
        PrintWriter out = new PrintWriter(server.getOutputStream());  
        BufferedReader wt = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
        while (true) {  
            String str = wt.readLine();  
            out.println(str);  
            out.flush();  
            if (str.equals("end")) {  
                break;  
            }  
            System.out.println(in.readLine());  
        }  
        server.close();  
    }  
}

服务端多线程：

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;  
  
public class MultiClient extends Thread {  
    private Socket client;  
  
    public MultiClient(Socket c) {  
        this.client = c;  
    }  
  
    public void run() {  
        try {  
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                    client.getInputStream()));  
            PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());  
            // Mutil User but can't parallel  
  
            while (true) {  
                String str = in.readLine();  
                System.out.println(str);  
                out.println("has receive....");  
                out.flush();  
                if (str.equals("end"))  
                    break;  
            }  
            client.close();  
        } catch (IOException ex) {  
        } finally {  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);  
        while (true) {  
            // transfer location change Single User or Multi User  
  
            MultiClient mc = new MultiClient(server.accept());  
            mc.start();  
        }  
    }  
}

服务器基本步骤：

1.指定端口实例化一个SeverSocket

2.调用ServerSocket的accept()方法，以在等待连接期间造成阻塞

3.获取位于该底层的Socket的流以进行读写操作

4.将数据封装成流

5.对Socket进行读写

6.关闭打开的流

客户端基本步骤：

1.通过IP地址和端口实例化Socket，请求连接服务器

2.获得Socket上的流以进行读写

3.把流封装进BufferedReader/PrintWriter的实例

4.对Socket进行读写