java tcp异步数据接收 java nio tcp

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墨香四溢 2023-09-14 14:33:27

文章标签 java tcp异步数据接收 java网络编程客户端socket serverSocket 服务器 文章分类 Java 后端开发

一、客户端Socket

定义：Socket是两台主机之间的一个连接，一单建立了连接，本地和远程主机就从这个socket得到输入流和输出流，使用这个流可以同时发送和接收数据。Socket对程序员掩盖了网络的底层细节，如错误检测、包大小、包分解、包重传、网络地址等。

1.构造和连接 Socket

javanetSocket 类是java完成客户端 TCP 操作的基础类，这个类使用原生代码与主机操作系统的本地 TCP 栈进行通信。

构造函数：

pubic Socket(String host,int port) throws UnknownHostException,IOException 
public Socket(InetAddress host,int port)  throws IOException
/**
下面两个构造函数可以指定本地网络接口和端口来连接，网络接口可以是物理接口也可以是虚拟接口，如果localPort传入 0，java则会随机选择 1024 到 65535 之间的一个可用端口
*/
public Socket(String host,int port,InetAddress interface,int localPort) throws IOException,UnknownHostException
public Socket(InetAddress host,int port,InetAddress interface,int localPort) throws IOException
//看源码其实可以发现传入的参数其实是两个 SocketAddress（Address + port），一个是连接的主机，一个是本地网络接口。
/**

以上的所有的构造方法中都会调用另外一个构造函数：

public Socket （SocketAddress address，SocketAddress localAddr，boolean stream）：在这个构造函数中会调用 bind（localAddress）；connect（address）；所以建立连接时是要先创建一个 Socket，然后调用 bind 方法开始绑定，最后调用 connect 方法进行连接。
所以以下3个构造函数是没有进行连接的
*/
public Socket()
public Socket(Proxy proxy)
protected Socket(SocketImpl impl)

当建立起了连接，这时候就可以开始相互发送数据了。

public InputStream getInputStream() throws IOException；//获得输入流，可以从中获取服务端发来的数据
public OutputStream getOutputStream() throws IOException;//获得输出流，可以用其向服务端发送数据
半关闭 Socket

        
        
public void close();//同时关闭 Socket的输入和输出流
public void shutdownInput() throws  IOException ;//关闭输入流，shutdown方法并不关闭socket
public void shutdownOutput() throws IOException ;//关闭输出流，

获取 Socket的信息

public InetAddress getInetAddress();//返回远程主机的地址
public int getPort();//返回远程主机的端口
public InetAddress getLocalAddress();//返回本地主机的地址
public int getLocalPort();//返回本地主机的端口
public boolean isClosed();//是否已经关闭
public boolean isConnected();//表示的是：是否从未连接过一个远程主机，只要连接过，就返回true
Socket选项：都有对应的getter 与 setter 方法

TCP_NODELAY:是否关闭 Socket 的缓冲，如果关闭了，则一旦就绪就会发送，而不会等到缓冲区满

SO_LINGER:表示当socket关闭时如何处理尚未发送的数据报，可以设置延迟的秒数，一旦时间到，无论还有没有数据都关闭连接。最大延迟时间为65535秒

SO_TIMEOUT:表示从socket获取数据时，read方法会阻塞的时长。0为无限，也是默认值

SO_REVBUF:设置接收缓冲区的大小，头层皮利用缓冲区提升网络的性能

SO_SNDBUF:设置发送缓冲区的大小，但是实际上会设置为发送和接收缓冲区大小较小的一个

SO_KEEPALIVE:客户端会偶尔通过一个空闲连接发送一个数据包，以确保服务器未崩溃

OOBINLINE:Out Of Band ，紧急数据，会立即发送

SO_REUSEADDR:重用端口，可能会出现前一个Socket 未接收的数据

2.Socket地址

定义：SocketAddress类表示一个连接端点，这是个空的抽象类，其主要用途是为暂时的 Socket连接信息（如 ip地址和端口）提供一个方便的存储

方法：

public SocketAddress getRemoteSocketAddress();//返回的是所连接系统的地址
public SocketAddress getLocalSocketAddress();//返回的是发起连接的地址

子类 InetSocketAddress

创建：

public InetSocketAddress（InetAddress address，int port）
public InetSocketAddress（String，int port）
public InetSocketAddress（int port）
//静态构造方法
public static InetSocketAddress  createUnresolved(String host,int port)//不会在DNS 中查找主机
//获取方法
public final InetAddress getAddress()
public final int getPort()
public final String getHostName()

二、服务器 Socket

服务器就像是坐在电话胖等电话的接线员，它不管对方是谁。只管监听入站的TCP连接

1.创建

//监听 端口为 port的入站连接
public ServerSocket（int port） throws BindException，IOException
//queue 代表的是在队列中未处理连接的最大容量，当达到最大值是，主机会拒绝这个端口上的额外连接，知道队列腾出新的位置为止，客户端在首次连接被拒绝后还会尝试建立连接
public ServerSocket（int port，int queueLength） throws BindException，IOException
//InetAddress 绑定一个特定的本地 ip地址，服务器就值监听这个指定地上上的入站连接。因为一个主机有多个网络接口或ip地址，服务器在默认情况下会监听所有的接口和ip地址的指定端口上监听
public Serversocket（int port，int queueLength，InetAddress bindAddress） throws IOException
//创建一个ServerSocket对象，旦没有绑定到某个端口。需要调用 bind(socketAddress)来进行绑定
public ServerSocket（） throws IOException

2.方法

当获取到的 ServerSocket对象过后，可以通过 accept方法获取一个 Socket对象（accept方法会监听指定端口的入站连接，一直阻塞到有客户端尝试建立连接），然后对socket进行操作，可以对其进行数据传输

关闭serverSocket：close()方法。关闭 serverSocket 会释放本地主机的一个端口，允许另一个服务器绑定到这个端口，还会中断该serversocket已经接受的目前处于打开状态的所有socket。当关闭了一个serversocket之后，就不能在重新连接

isBound():判断一个serverSocket是否曾打开过

public InetAddress getInetAddress():返回服务器（本地主机）使用的地址，如果还没绑定，则返回null

public int getLocalPort()：返回端口号，如果没有绑定到某个端口，则返回 -1.如果绑定到所有接口，则

3.服务Socket选项：有对应的getter 与 setter 方法

SO_TIMEOUT:等待入站连接的时间，如果到时了，就会跑出异常

SO_REUSEADDR:是否允许一个新的Socket绑定到之前使用过的一个端口，肯呢个会存在之前Socket的数据

SO_RCVBUF:设置服务器 Socket接收客户端默认接收缓存区大小

三、测试代码

说明：因为socket中的流是阻塞式的，会一直等待数据。所以要双方定义结束协议：这里的协议为 “#标志着结束”

1.服务端 Server.java

public class Server {
public static void main(String[] args) {
   ServerSocket server = null;
   Socket socket = null;
   try {
       server = new ServerSocket(1335);
       if (server.isBound()) {
           System.out.println("server is open");
       }
       socket = server.accept();
       InputStream in = socket.getInputStream();
       StringBuffer buffer = new StringBuffer("");
       int b =  0;
       while (true) {
           if ((b = in.read()) == '#') break;
           buffer.append((char)b);
       }
       System.out.println("Server receive data from client:" + buffer.toString());
       System.out.println("server send data to client...");
       OutputStream out = socket.getOutputStream();
       out.write("hello,client#".getBytes());
   } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
   } finally {
       if (socket != null) {
           try {
               socket.close(); //it close stream as well
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   }
}
}

2.客户端 Client.java

public class Client {
public static  void  main(String[] args){
    Socket socket = null;
    try {
        socket = new Socket("172.22.113.134",1335);
        if (socket.isConnected()){
            System.out.println("client is create");
        }
        System.out.println("client send data to server");
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        out.write("hello,server,i'm client#".getBytes());
        InputStream in = socket.getInputStream();
        StringBuffer buffer = new StringBuffer("");
       int c = 0;
        while (true) {
            if ((c = in.read()) == '#') break;
            buffer.append((char)c);
        }
        System.out.println("client receive data form server:" + buffer.toString());
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        if (socket != null){
            try {
                socket.close();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
}

3.运行结果

对于Server.java

server is open

Server receive data from client:hello,server,i'm client

server send data to client...

对于Client.java

client is create

client send data to server

client receive data fo

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