Java Tcp協議socket編程學習


先來說說網絡編程,網上找到的比較詳細的分析:

 

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:TCPUDP

 

TCPTranfer 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。

 

UDPUser 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:

 

UDP1,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

 

TCP1,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

 

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。

 

 

以下是一對一的基於TCP/IP協議的通信編程實現,后續會繼續學習一個服務器監聽多個客戶端的實現。

我學習到的主要步驟

第一步:以特定端口(如4800)新建socket對象,類似客戶端和服務器端之間的約定的暗號.(127.0.0.1是本機的IP地址)

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21,ftp服務的端口號為23, 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。


第二步:以系統輸入設備構造BufferedReader對象,該對象用於接收系統鍵盤輸入的字符
第三步:以socket對象得到的輸出流來構造PrintWriter,用於把系統標准輸入讀入的字符串輸出到Server端
第四步:以socket對象得到輸入流來構造相應的BufferedReader對象,該對象用於接收server端發送過來的信息

服務器端的步驟類似於客戶端。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。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。

以下是客戶端的代碼實現:

package com.fan.socket;

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class SocketClient {
public static void main(String[] args) throws IOException{

try{
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4800);
System.out.println("client start ...");
//向本機的4800端口發出客戶請求
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系統標准輸入設備構造BufferedReader對象
PrintWriter write=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket對象得到輸出流,並構造PrintWriter對象
BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket對象得到輸入流,並構造相應的BufferedReader對象
String readline;
readline=br.readLine(); //從系統標准輸入讀入一字符串
while(!readline.equals("end")){
//若從標准輸入讀入的字符串為 "end"則停止循環
write.println(readline);
//將從系統標准輸入讀入的字符串輸出到Server端
write.flush();
//刷新輸出流,使Server馬上收到該字符串
System.out.println("Client:"+readline);
//在系統標准輸出上打印讀入的字符串
System.out.println("Server:"+in.readLine());
//從Server讀入一字符串,並打印到標准輸出上
readline=br.readLine(); //從系統標准輸入讀入一字符串
} //繼續循環
write.close(); //關閉Socket輸出流
in.close(); //關閉Socket輸入流 
socket.close(); //關閉Socket 
}catch(Exception e) {
System.out.println("can not listen to:"+e);//出錯,打印出錯信息
}
}

}

 

 

服務端代碼實現:

 

package com.fan.socket;

 

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

 

public class SocketService {
public static void main(String[] args) throws IOException{
SocketService socketService = new SocketService();
socketService.oneServer();
}

public void oneServer(){
try{
ServerSocket server=null;
try{
server=new ServerSocket(4800);
System.out.println("server start is ok...");
//創建一個ServerSocket在端口4800監聽客戶請求
}catch(Exception e) {
System.out.println("can not listen to:"+e);
//出錯,打印出錯信息
}
Socket socket=null;
try{
socket=server.accept();
//使用accept()阻塞等待客戶請求,有客戶
//請求到來則產生一個Socket對象,並繼續執行
}catch(Exception e) {
System.out.println("Error."+e);
//出錯,打印出錯信息
}
String line;
BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket對象得到輸入流,並構造相應的BufferedReader對象
PrintWriter writer=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket對象得到輸出流,並構造PrintWriter對象
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系統標准輸入設備構造BufferedReader對象
System.out.println("Client:"+in.readLine());
//在標准輸出上打印從客戶端讀入的字符串
line=br.readLine();
//從標准輸入讀入一字符串
while(!line.equals("end")){
//如果該字符串為 "end",則停止循環
writer.println(line);
//向客戶端輸出該字符串
writer.flush();
//刷新輸出流,使Client馬上收到該字符串
System.out.println("Server:"+line);
//在系統標准輸出上打印讀入的字符串
System.out.println("Client:"+in.readLine());
//從Client讀入一字符串,並打印到標准輸出上
line=br.readLine();
//從系統標准輸入讀入一字符串
} //繼續循環
writer.close(); //關閉Socket輸出流
in.close(); //關閉Socket輸入流
socket.close(); //關閉Socket
server.close(); //關閉ServerSocket
}catch(Exception e) {//出錯,打印出錯信息
System.out.println("Error."+e);
}
}
}

 


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