Java最初是作為網絡編程語言出現的，其對網絡提供了高度的支持，使得客戶端和服務器的溝通變成了現實，而在網絡編程中，使用最多的就是Socket。像大家熟悉的QQ、MSN都使用了Socket相關的技術。下面就讓我們一起揭開Socket的神秘面紗。
Socket編程
一、網絡基礎知識（參考計算機網絡）
關於計算機網絡部分可以參考相關博客：
《TCP/IP協議棧及OSI參考模型詳解》
1、兩台計算機間進行通訊需要以下三個條件：
IP地址、協議、端口號
2、TCP/IP協議：
是目前世界上應用最為廣泛的協議，是以TCP和IP為基礎的不同層次上多個協議的集合，也成TCP/IP協議族、或TCP/IP協議棧
TCP：Transmission Control Protocol 傳輸控制協議
IP：Internet Protocol 互聯網協議
3、TCP/IP五層模型
應用層：HTTP、FTP、SMTP、Telnet等
傳輸層：TCP/IP
網絡層：
數據鏈路層：
物理層：網線、雙絞線、網卡等
4、IP地址
為實現網絡中不同計算機之間的通信，每台計算機都必須有一個唯一的標識---IP地址。
32位二進制
5、端口
區分一台主機的多個不同應用程序，端口號范圍為0-65535，其中0-1023位為系統保留。
如：HTTP：80 FTP：21 Telnet：23
IP地址+端口號組成了所謂的Socket，Socket是網絡上運行的程序之間雙向通信鏈路的終結點，是TCP和UDP的基礎
6、Socket套接字：
網絡上具有唯一標識的IP地址和端口組合在一起才能構成唯一能識別的標識符套接字。
Socket原理機制：
通信的兩端都有Socket
網絡通信其實就是Socket間的通信
數據在兩個Socket間通過IO傳輸
7、Java中的網絡支持
針對網絡通信的不同層次，Java提供了不同的API，其提供的網絡功能有四大類：
InetAddress:用於標識網絡上的硬件資源，主要是IP地址
URL：統一資源定位符，通過URL可以直接讀取或寫入網絡上的數據
Sockets：使用TCP協議實現的網絡通信Socket相關的類
Datagram:使用UDP協議，將數據保存在用戶數據報中，通過網絡進行通信。
二、InetAddress
InetAddress類用於標識網絡上的硬件資源，標識互聯網協議(IP)地址。
該類沒有構造方法
1 //獲取本機的InetAddress實例
2 InetAddress address =InetAddress.getLocalHost();
3 address.getHostName();//獲取計算機名
4 address.getHostAddress();//獲取IP地址
5 byte[] bytes = address.getAddress();//獲取字節數組形式的IP地址,以點分隔的四部分
6
7 //獲取其他主機的InetAddress實例
8 InetAddress address2 =InetAddress.getByName("其他主機名");
9 InetAddress address3 =InetAddress.getByName("IP地址");
三、URL類
1、URL(Uniform Resource Locator)統一資源定位符，表示Internet上某一資源的地址，協議名：資源名稱
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1 //創建一個URL的實例 2 URL baidu =new URL("http://www.baidu.com"); 3 URL url =new URL(baidu,"/index.html?username=tom#test");//？表示參數，#表示錨點 4 url.getProtocol();//獲取協議 5 url.getHost();//獲取主機 6 url.getPort();//如果沒有指定端口號，根據協議不同使用默認端口。此時getPort()方法的返回值為 -1 7 url.getPath();//獲取文件路徑 8 url.getFile();//文件名，包括文件路徑+參數 9 url.getRef();//相對路徑，就是錨點，即#號后面的內容 10 url.getQuery();//查詢字符串，即參數
2、使用URL讀取網頁內容
通過URL對象的openStream()方法可以得到指定資源的輸入流，通過流能夠讀取或訪問網頁上的資源
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1 //使用URL讀取網頁內容 2 //創建一個URL實例 3 URL url =new URL("http://www.baidu.com"); 4 InputStream is = url.openStream();//通過openStream方法獲取資源的字節輸入流 5 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is,"UTF-8");//將字節輸入流轉換為字符輸入流,如果不指定編碼，中文可能會出現亂碼 6 BufferedReader br =newBufferedReader(isr);//為字符輸入流添加緩沖，提高讀取效率 7 String data = br.readLine();//讀取數據 8 while(data!=null){ 9 System.out.println(data);//輸出數據 10 data = br.readerLine(); 11 } 12 br.close(); 13 isr.colose(); 14 is.close();
四、TCP編程
1、TCP協議是面向連接的、可靠的、有序的、以字節流的方式發送數據，通過三次握手方式建立連接，形成傳輸數據的通道，在連接中進行大量數據的傳輸，效率會稍低
2、Java中基於TCP協議實現網絡通信的類
客戶端的Socket類
服務器端的ServerSocket類
3、Socket通信的步驟
① 創建ServerSocket和Socket
② 打開連接到Socket的輸入/輸出流
③ 按照協議對Socket進行讀/寫操作
④ 關閉輸入輸出流、關閉Socket
4、服務器端：
① 創建ServerSocket對象，綁定監聽端口
② 通過accept()方法監聽客戶端請求
③ 連接建立后，通過輸入流讀取客戶端發送的請求信息
④ 通過輸出流向客戶端發送鄉音信息
⑤ 關閉相關資源
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1 /** 2 * 基於TCP協議的Socket通信，實現用戶登錄，服務端 3 */ 4 //1、創建一個服務器端Socket，即ServerSocket，指定綁定的端口，並監聽此端口 5 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);//1024-65535的某個端口 6 //2、調用accept()方法開始監聽，等待客戶端的連接 7 Socket socket = serverSocket.accept(); 8 //3、獲取輸入流，並讀取客戶端信息 9 InputStream is = socket.getInputStream(); 10 InputStreamReader isr =newInputStreamReader(is); 11 BufferedReader br =newBufferedReader(isr); 12 String info =null; 13 while((info=br.readLine())!=null){ 14 System.out.println("我是服務器，客戶端說："+info)； 15 } 16 socket.shutdownInput();//關閉輸入流 17 //4、獲取輸出流，響應客戶端的請求 18 OutputStream os = socket.getOutputStream(); 19 PrintWriter pw = new PrintWriter(os); 20 pw.write("歡迎您！"); 21 pw.flush(); 22 23 24 //5、關閉資源 25 pw.close(); 26 os.close(); 27 br.close(); 28 isr.close(); 29 is.close(); 30 socket.close(); 31 serverSocket.close();
5、客戶端：
① 創建Socket對象，指明需要連接的服務器的地址和端口號
② 連接建立后，通過輸出流想服務器端發送請求信息
③ 通過輸入流獲取服務器響應的信息
④ 關閉響應資源
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1 //客戶端 2 //1、創建客戶端Socket，指定服務器地址和端口 3 Socket socket =newSocket("localhost",10086); 4 //2、獲取輸出流，向服務器端發送信息 5 OutputStream os = socket.getOutputStream();//字節輸出流 6 PrintWriter pw =newPrintWriter(os);//將輸出流包裝成打印流 7 pw.write("用戶名：admin；密碼：123"); 8 pw.flush(); 9 socket.shutdownOutput(); 10 //3、獲取輸入流，並讀取服務器端的響應信息 11 InputStream is = socket.getInputStream(); 12 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); 13 String info = null; 14 while((info=br.readLine())!null){ 15 System.out.println("我是客戶端，服務器說："+info); 16 } 17 18 //4、關閉資源 19 br.close(); 20 is.close(); 21 pw.close(); 22 os.close(); 23 socket.close();
6、應用多線程實現服務器與多客戶端之間的通信
① 服務器端創建ServerSocket，循環調用accept()等待客戶端連接
② 客戶端創建一個socket並請求和服務器端連接
③ 服務器端接受苦讀段請求，創建socket與該客戶建立專線連接
④ 建立連接的兩個socket在一個單獨的線程上對話
⑤ 服務器端繼續等待新的連接
1 //服務器線程處理
2 //和本線程相關的socket
3 Socket socket =null;
4 //
5 public serverThread(Socket socket){
6 this.socket = socket;
7 }
8
9 publicvoid run(){
10 //服務器處理代碼
11 }
12
13 //============================================
14 //服務器代碼
15 ServerSocket serverSocket =newServerSocket(10086);
16 Socket socket =null;
17 int count =0;//記錄客戶端的數量
18 while(true){
19 socket = serverScoket.accept();
20 ServerThread serverThread =newServerThread(socket);
21 serverThread.start();
22 count++;
23 System.out.println("客戶端連接的數量："+count);
24 }
五、UDP編程
UDP協議（用戶數據報協議）是無連接的、不可靠的、無序的,速度快
進行數據傳輸時，首先將要傳輸的數據定義成數據報（Datagram），大小限制在64k，在數據報中指明數據索要達到的Socket（主機地址和端口號），然后再將數據報發送出去
DatagramPacket類:表示數據報包
DatagramSocket類：進行端到端通信的類
1、服務器端實現步驟
① 創建DatagramSocket，指定端口號
② 創建DatagramPacket
③ 接受客戶端發送的數據信息
④ 讀取數據
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1 //服務器端，實現基於UDP的用戶登錄 2 //1、創建服務器端DatagramSocket，指定端口 3 DatagramSocket socket =new datagramSocket(10010); 4 //2、創建數據報，用於接受客戶端發送的數據 5 byte[] data =newbyte[1024];// 6 DatagramPacket packet =newDatagramPacket(data,data.length); 7 //3、接受客戶端發送的數據 8 socket.receive(packet);//此方法在接受數據報之前會一致阻塞 9 //4、讀取數據 10 String info =newString(data,o,data.length); 11 System.out.println("我是服務器，客戶端告訴我"+info); 12 13 14 //========================================================= 15 //向客戶端響應數據 16 //1、定義客戶端的地址、端口號、數據 17 InetAddress address = packet.getAddress(); 18 int port = packet.getPort(); 19 byte[] data2 = "歡迎您！".geyBytes(); 20 //2、創建數據報，包含響應的數據信息 21 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port); 22 //3、響應客戶端 23 socket.send(packet2); 24 //4、關閉資源 25 socket.close();
2、客戶端實現步驟
① 定義發送信息
② 創建DatagramPacket，包含將要發送的信息
③ 創建DatagramSocket
④ 發送數據
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1 //客戶端 2 //1、定義服務器的地址、端口號、數據 3 InetAddress address =InetAddress.getByName("localhost"); 4 int port =10010; 5 byte[] data ="用戶名：admin;密碼：123".getBytes(); 6 //2、創建數據報，包含發送的數據信息 7 DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data,length,address,port); 8 //3、創建DatagramSocket對象 9 DatagramSocket socket =newDatagramSocket(); 10 //4、向服務器發送數據 11 socket.send(packet); 12 13 14 //接受服務器端響應數據 15 //====================================== 16 //1、創建數據報，用於接受服務器端響應數據 17 byte[] data2 = new byte[1024]; 18 DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length); 19 //2、接受服務器響應的數據 20 socket.receive(packet2); 21 String raply = new String(data2,0,packet2.getLenth()); 22 System.out.println("我是客戶端，服務器說："+reply); 23 //4、關閉資源 24 socket.close();
六、注意問題：
1、多線程的優先級問題：
根據實際的經驗，適當的降低優先級，否側可能會有程序運行效率低的情況
2、是否關閉輸出流和輸入流：
對於同一個socket，如果關閉了輸出流，則與該輸出流關聯的socket也會被關閉，所以一般不用關閉流，直接關閉socket即可
3、使用TCP通信傳輸對象，IO中序列化部分
4、socket編程傳遞文件，IO流部分