java socket 数组 java中的socket

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mob6454cc6d3e23 2023-06-08 09:47:11

文章标签 java socket 数组 java 客户端套接字服务器 文章分类 Java 后端开发

一.Socket概述

Java网络编程主要涉及的内容是Socket编程。

Socket（套接字），是网络上两个程序之间实现数据交换的一端，它既可以发送请求，也可以接受请求，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定，利用Socket能比较方便的实现两端（服务端和客户端）的网络通信。

在Java中，有专门的Socket类来处理用户请求和响应，学习使用Socket类方法，就可以实现两台机器之间通信。

Socket通信是有两种方式的：TCP和UDP。

TCP通信：客户端提供了java.net.Socket类，服务器端提供了java.net.ServerSocket类。

UDP通信：UDP通信不建立逻辑连接，使用DatagramPacket类打包数据包，使用DatagramSocket类发送数据包。

Socket通信模型如下图：

二. TCP通信客户端Socket

Java中专门用来实现Socket客户端的类就叫Socket,这个类实现了客户端套接字，用于向服务器发出连接请求等。

构造方法：
Socket(String host, int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定IP地址的指定端口号。
如果host为null，则相当于指定地址为回送地址。

回送地址（来自百度百科）：
127.x.x.x是本机的会送地址，即主机IP堆栈内部的IP地址，主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。

主要方法：

InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流。
关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流。
关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
void close()：关闭此套接字

三. TCP通信服务器端ServerSocket

Java中专门用来建立Socket服务器的类叫ServerSocket，这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。

构造方法：
ServerSocket(int port)：创建绑定到特定端口的服务器套接字。
主要方法：

Socket accept()：监听并接受连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端通信，该方法会一直阻塞直到建立连接。
void close()：关闭此套接字。

四.基于TCP的Socket通信

步骤分析：

服务端先启动，创建ServerSocket对象，等待连接。
客户端启动，创建Socket对象，请求连接。
服务器端接收请求，调用accept方法，并返回一个Socket对象。
客户端的Socket对象获取OutputStream，向服务器端发送数据。
服务器端Socket对象获取InputStream，读取客户端的数据。
服务器端Socket对象获取OutputStream，向客户端发送数据。
客户端的Socket对象获取InputStream，读取服务器的数据。
客户端释放资源，断开连接。

主要代码

服务器端

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


public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("Server start...");
        ServerSocket server = new ServerSocket(1234);
        
        while (true) {
            Socket client = server.accept();

            // 字节流转为字符流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(client.getInputStream());
            // 字符流转换为缓冲流
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

            // 读取
            String line = null;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("接收到客户端信息：" + line);
            }

            // 发送信息到客户端 字节流转字符流
            OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream());
            // 字符流转换为缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(out);
            
            String str = "你好，服务器收到了";
            bw.write(str);
            bw.flush();

            // 关闭资源
            client.close();
        }
    }
}

客户端

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

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("Client start...");
        Socket client = new Socket("localhost", 1234);

        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream());
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);

        String str = "你好，我是客户端";
        bw.write(str);
        bw.flush();

        // 发送一个终结符，告诉服务器，已经发送完毕
        client.shutdownOutput();

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(client.getInputStream());
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

        String line = null;

        while((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println("接收到服务器消息：" + line);
        }

        // 释放资源
        client.close();
    }
}

注意：
在交互时，服务器accept是阻塞的，read也是阻塞的，所以在发送完数据后，需要调用shutdownOutput来告知发送结束，否则会一直阻塞。

五.UDP相关类DatagramPacket类和DatagramSocket类

数据包类DatagramPacket

作用：用来封装发送端或接收端要发送或接收的数据。
构造方法

DatagramPacket(byte[] buf, int length)：构造DatagramPacket，用来接收长度为length的数据包。
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)：构造数据报包，用来将长度为length的包发送到指定主机上的指定端口号。

常用方法

public int getLength()：获得发送端实际发送的字节数或接收端世界接收的字节数
public int getPort()：获得发送端或接收端端口号

发送数据包类DatagramSocket

作用：用来发送和接收数据包对象
构造方法

DatagramSocket()：构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上任何可用的端口。
DatagramSocket(int port)：创建数据包套接字并将其绑定到本地主机上指定端口。

常用方法

public void send(DatagramPacket p)：从此套接字发送数据报包
public void receive(DatagramPacket p)：从此套接字接收数据报包
public void close()：关闭此数据报套接字

InetAddress类（无构造方法）

作用：代表一个IP地址
静态方法

public static InetAddress getLocalHost()：返回本地主机
public static InetAddress getByName()：在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。

普通方法

public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名。
public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）

六.基于UDP的Socket通信

步骤分析

服务器端先启动，创建DatagramSocket对象，监听端口，用于接收
服务器端创建DatagramPacket对象，打包用于接收的数据包
服务器阻塞等待接收
客户端启动，创建DatagramSocket对象，监听端口，用于接收
客户端创建DatagramPacket对象，打包用于发送的数据包
客户端发送数据，服务端接收
服务端接收数据后，创建DatagramPacket对象，打包用于发送的数据包，发送数据
客户端创建DatagramPacket对象，打包用于接收的数据包，阻塞等待接收
客户端接收服务端数据，断开连接，释放资源

主要代码

服务器

import java.io.IOException;
import java.net.*;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("Server Start...");

        // 保存接收的数据
        byte[] rData = new byte[1024];

        // 接收时监听端口8888
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);
        DatagramPacket rdp = new DatagramPacket(rData, rData.length);

        while (true) {
            ds.receive(rdp);
            System.out.println("Receive:" + new String(rData));

            // 发送数据
            byte[] sData = "你好，我是服务器".getBytes();
            DatagramPacket sdp = new DatagramPacket(sData, sData.length, rdp.getAddress(), rdp.getPort());
    
            ds.send(sdp);
        }
    }
}

客户端

import java.io.IOException;
import java.net.*;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("Client login...");
        // 构建数据包
        byte[] sendData = "Hello，I am Client".getBytes();
        InetAddress sendAddress = InetAddress.getLocalHost();
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, sendAddress, 8888);
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(1234);
        ds.send(dp);

        // 创建数据包，接收数据
        byte[] receiveData = new byte[1024];
        DatagramPacket rdp = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);
        ds.receive(rdp);

        System.out.println("Receive:" + new String(receiveData));

        ds.close();
    }
}