java socket編程

一，網絡編程中兩個主要的問題

一個是如何准確的定位網絡上一台或多台主機，另一個就是找到主機后如何可靠高效的進行數據傳輸。

在TCP/IP協議中IP層主要負責網絡主機的定位，數據傳輸的路由，由IP地址可以唯一地確定Internet上的一台主機。

而TCP層則提供面向應用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的數據傳輸機制，這是網絡編程的主要對象，一般不需要關心IP層是如何處理數據的。

目前較為流行的網絡編程模型是客戶機/服務器（C/S）結構。即通信雙方一方作為服務器等待客戶提出請求並予以響應。客戶則在需要服務時向服務器提 出申請。服務器一般作為守護進程始終運行，監聽網絡端口，一旦有客戶請求，就會啟動一個服務進程來響應該客戶，同時自己繼續監聽服務端口，使后來的客戶也 能及時得到服務。

二，兩類傳輸協議：TCP；UDP

TCP是Tranfer Control Protocol的 簡稱，是一種面向連接的保證可靠傳輸的協議。通過TCP協議傳輸，得到的是一個順序的無差錯的數據流。發送方和接收方的成對的兩個socket之間必須建 立連接，以便在TCP協議的基礎上進行通信，當一個socket（通常都是server socket）等待建立連接時，另一個socket可以要求進行連接，一旦這兩個socket連接起來，它們就可以進行雙向數據傳輸，雙方都可以進行發送 或接收操作。

UDP是User Datagram Protocol的簡稱，是一種無連接的協議，每個數據報都是一個獨立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地，因此能否到達目的地，到達目的地的時間以及內容的正確性都是不能被保證的。

比較：

UDP：1，每個數據報中都給出了完整的地址信息，因此無需要建立發送方和接收方的連接。

            2，UDP傳輸數據時是有大小限制的，每個被傳輸的數據報必須限定在64KB之內。

           3，UDP是一個不可靠的協議，發送方所發送的數據報並不一定以相同的次序到達接收方

TCP：1，面向連接的協議，在socket之間進行數據傳輸之前必然要建立連接，所以在TCP中需要連接

                時間。

            2，TCP傳輸數據大小限制，一旦連接建立起來，雙方的socket就可以按統一的格式傳輸大的  

                    數據。

             3，TCP是一個可靠的協議，它確保接收方完全正確地獲取發送方所發送的全部數據。

應用：

1，TCP在網絡通信上有極強的生命力，例如遠程連接（Telnet）和文件傳輸（FTP）都需要不定長度的數據被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的，對數據內容正確性的檢驗必然占用計算機的處理時間和網絡的帶寬，因此TCP傳輸的效率不如UDP高。

2，UDP操作簡單，而且僅需要較少的監護，因此通常用於局域網高可靠性的分散系統中client/server應用程序。例如視頻會議系統，並不要求音頻視頻數據絕對的正確，只要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。

三，基於Socket的java網絡編程

1，什么是Socket

網絡上的兩個程序通過一個雙向的通訊連接實現數據的交換，這個雙向鏈路的一端稱為一個Socket。Socket通常用來實現客戶方和服務方的連接。Socket是TCP/IP協議的一個十分流行的編程界面，一個Socket由一個IP地址和一個端口號唯一確定。

但是，Socket所支持的協議種類也不光TCP/IP一種，因此兩者之間是沒有必然聯系的。在Java環境下，Socket編程主要是指基於TCP/IP協議的網絡編程。

2，Socket通訊的過程

Server端Listen(監聽)某個端口是否有連接請求，Client端向Server 端發出Connect(連接)請求，Server端向Client端發回Accept（接受）消息。一個連接就建立起來了。Server端和Client 端都可以通過Send，Write等方法與對方通信。

對於一個功能齊全的Socket，都要包含以下基本結構，其工作過程包含以下四個基本的步驟：

　　（1） 創建Socket；

　　（2） 打開連接到Socket的輸入/出流；

　　（3） 按照一定的協議對Socket進行讀/寫操作；

　　（4） 關閉Socket.（在實際應用中，並未使用到顯示的close，雖然很多文章都推薦如此，不過在我的程序中，可能因為程序本身比較簡單，要求不高，所以並未造成什么影響。）

3，創建Socket

創建Socket

java在包java.net中提供了兩個類Socket和ServerSocket，分別用來表示雙向連接的客戶端和服務端。這是兩個封裝得非常好的類，使用很方便。其構造方法如下：

　　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分別是雙向連接中另一方的IP地址、主機名和端 口號，stream指明socket是流socket還是數據報socket，localPort表示本地主機的端口號，localAddr和 bindAddr是本地機器的地址（ServerSocket的主機地址），impl是socket的父類，既可以用來創建serverSocket又可 以用來創建Socket。count則表示服務端所能支持的最大連接數。例如：學習視頻網 http://www.xxspw.com

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

　　ServerSocket server = new ServerSocket(80);

　　注意，在選擇端口時，必須小心。每一個端口提供一種特定的服務，只有給出正確的端口，才 能獲得相應的服務。0~1023的端口號為系統所保留，例如http服務的端口號為80,telnet服務的端口號為23,ftp服務的端口號為21, 所以我們在選擇端口號時，最好選擇一個大於1023的數以防止發生沖突。

　　在創建socket時如果發生錯誤，將產生IOException，在程序中必須對之作出處理。所以在創建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。

4，簡單的Client/Server程序

package com.server;

import java.io.*;
import java.net.*;
public class TalkServer {
    public static void main(String args[]) {
        try{
            ServerSocket server=null;
            try{
                //創建一個ServerSocket在端口4700監聽客戶請求
                server=new ServerSocket(4700);
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();//出錯，打印出錯信息
            }
            Socket socket=null;
            try{
                //使用accept()阻塞等待客戶請求，有客戶
                socket=server.accept();//請求到來則產生一個Socket對象，並繼續執行
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();//出錯，打印出錯信息
            }
            String line;
            //由Socket對象得到輸入流，並構造相應的BufferedReader對象
            BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            //由Socket對象得到輸出流，並構造PrintWriter對象
            PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            //由系統標准輸入設備構造BufferedReader對象
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //在標准輸出上打印從客戶端讀入的字符串
            System.out.println("Client:"+is.readLine());
            //從標准輸入讀入一字符串
            line=sin.readLine();
            //如果該字符串為 "bye"，則停止循環
            while(!line.equals("bye")){
                //向客戶端輸出該字符串
                os.println(line);
                //刷新輸出流，使Client馬上收到該字符串
                os.flush();
                //在系統標准輸出上打印讀入的字符串
                System.out.println("Server:"+line);
                //從Client讀入一字符串，並打印到標准輸出上
                System.out.println("Client:"+is.readLine());
                //從系統標准輸入讀入一字符串
                line=sin.readLine();
            }
            
            os.close(); //關閉Socket輸出流
            is.close(); //關閉Socket輸入流
            socket.close(); //關閉Socket
            server.close(); //關閉ServerSocket
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();//出錯，打印出錯信息
        }
    }
}

package com.client;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class TalkClient {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            //向本機的4700端口發出客戶請求
            Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
            //由系統標准輸入設備構造BufferedReader對象
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //由Socket對象得到輸出流，並構造PrintWriter對象
            PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            //由Socket對象得到輸入流，並構造相應的BufferedReader對象
            BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String readline;
            readline=sin.readLine(); //從系統標准輸入讀入一字符串
            //若從標准輸入讀入的字符串為 "bye"則停止循環
            while(!readline.equals("bye")){
                //將從系統標准輸入讀入的字符串輸出到Server
                os.println(readline);
                //刷新輸出流，使Server馬上收到該字符串
                os.flush();
                //在系統標准輸出上打印讀入的字符串
                System.out.println("Client:"+readline);
                //從Server讀入一字符串，並打印到標准輸出上
                System.out.println("Server:"+is.readLine());
                readline=sin.readLine(); //從系統標准輸入讀入一字符串
            }
            os.close(); //關閉Socket輸出流
            is.close(); //關閉Socket輸入流
            socket.close(); //關閉Socket
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();//出錯，打印出錯信息
        }

    }

}

 程序二：

package com.server;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class SocketManager {
     /** 
     * @param args 
     * @throws IOException  
     */  
    public static void main(String[] args) {  
        SocketManager manager = new SocketManager();  
        manager.doListen();  
    }  
  
    public void doListen() {  
        ServerSocket server;  
        try {  
            server = new ServerSocket(9991);  
            while (true) {  
                Socket client = server.accept();  
                new Thread(new SSocket(client)).start();  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
  
    //服務器進程  
    class SSocket implements Runnable {  
  
        Socket client;  
  
        public SSocket(Socket client) {  
            this.client = client;  
        }  
  
        public void run() {  
            DataInputStream input;  
            DataOutputStream output;  
            try {  
                input = new DataInputStream(client.getInputStream());  
                output = new DataOutputStream(client.getOutputStream());  
                String listMsg = input.readUTF();  
                output.writeUTF("Recive:  " + listMsg + "    \r\n Thx...");  
                System.out.println("Recive:   " + listMsg);  
                listMsg = input.readUTF();  
                output.writeUTF("Recive Second:  " + listMsg + "    \r\n Thx...");  
                System.out.println("Recive Second:   " + listMsg);  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
    }
}

package com.client;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;


public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) {  
        Socket socket = null;  
        try {  
            socket = new Socket("127.0.0.1", 9991);  
            //向服務器端第一次發送字符串     
            OutputStream netOut = socket.getOutputStream();  
            DataOutputStream doc = new DataOutputStream(netOut);  
            DataInputStream in = new DataInputStream(socket.getInputStream());  
            //向服務器端第二次發送字符串     
            doc.writeUTF("list");  
            String res = in.readUTF();  
            System.out.println(res);  
            doc.writeUTF("bye");  
            res = in.readUTF();  
            System.out.println(res);  
            doc.close();  
            in.close();  
        } catch (UnknownHostException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            if (socket != null) {  
                try {  
                    socket.close();  
                } catch (IOException e) {  
                }  
            }  
        }  
    }
}