Java Sockett的理解

一、Socket定义

 对于Java Socket编程而言，有两个概念，一个是ServerSocket(服务端的)，一个是Socket(客户端的)。服务端和客户端之间通过Socket建立连接，之后它们就可以进行通信了。首先ServerSocket将在服务端监听某个端口，当发现客户端有Socket来试图连接它时，它会accept该Socket的连接请求，同时在服务端建立一个对应的Socket与之进行通信。这样就有两个Socket了，客户端和服务端各一个。

       对于Socket之间的通信其实很简单，因为Socket与Socket之间是双向连通的，就比如，客户端请求，将内容发送给服务端，服务端链接socket后处理并返回结果给socket，然后客户端接收到传输过来的socket的内容并显示给客户端，所以客户端也可以往对应的Socket输出流里面写东西，然后服务端对应的Socket的输入流就可以读出对应的内容。这就是个简单的理解，当然其中涉及到二进制字节流的使用及相关协议的使用，这是计算机网络的内容，需要的同学，建议将这本书看一遍。以上为我的理解.

Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

二、两类传输协议：TCP和UDP

TCP是Tranfer Control Protocol的 简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。

UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的非可靠协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

比较：

UDP：1，每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。

           2，UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。

           3，UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方

TCP：  1，面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。

            2，TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。

            3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

应用：

1，TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。

2，UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

三、建立Socket的基本步骤

功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：

　　（1） 创建Socket；

　　（2） 打开连接到Socket的输入/出流；

　　（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；

　　（4） 关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。但是在一定的情况下还是关闭最好，不然可能会出现堵塞的情况，知道线程的都知道。)

四、案例

1.客户端

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">　import java.io.*;

　　import java.net.*;

　　public class TalkClient {

　　　　public static void main(String args[]) {

　　　　　　try{

　　　　　　　　Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);

　　　　　　　　//向本机的4700端口发出客户请求

　　　　　　　　BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　　　　　　　//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

　　　　　　　　PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());

　　　　　　　　//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象

　　　　　　　　BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

　　　　　　　　//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象

　　　　　　　　String readline;

　　　　　　　　readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

　　　　　　　　while(!readline.equals("bye")){

　　　　　　　　//若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环

　　　　　　　　　　os.println(readline);

　　　　　　　　　　//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server

　　　　　　　　　　os.flush();

　　　　　　　　　　//刷新输出流，使Server马上收到该字符串

　　　　　　　　　　System.out.println("Client:"+readline);

　　　　　　　　　　//在系统标准输出上打印读入的字符串

　　　　　　　　　　System.out.println("Server:"+is.readLine());

　　　　　　　　　　//从Server读入一字符串，并打印到标准输出上

　　　　　　　　　　readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

　　　　　　　　} //继续循环

　　　　　　　　os.close(); //关闭Socket输出流

　　　　　　　　is.close(); //关闭Socket输入流

　　　　　　　　socket.close(); //关闭Socket

　　　　　　}catch(Exception e) {

　　　　　　　　System.out.println("Error"+e); //出错，则打印出错信息

　　　　　　}

　　}

}</span>

2.服务端

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">　import java.io.*;

　　import java.net.*;

　　import java.applet.Applet;

　　public class TalkServer{

　　　　public static void main(String args[]) {

　　　　　　try{

　　　　　　　　ServerSocket server=null;

　　　　　　　　try{

　　　　　　　　　　server=new ServerSocket(4700);

　　　　　　　　//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求

　　　　　　　　}catch(Exception e) {

　　　　　　　　　　System.out.println("can not listen to:"+e);

　　　　　　　　//出错，打印出错信息

　　　　　　　　}

　　　　　　　　Socket socket=null;

　　　　　　　　try{

　　　　　　　　　　socket=server.accept();

　　　　　　　　　　//使用accept()阻塞等待客户请求，有客户

　　　　　　　　　　//请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行

　　　　　　　　}catch(Exception e) {

　　　　　　　　　　System.out.println("Error."+e);

　　　　　　　　　　//出错，打印出错信息

　　　　　　　　}

　　　　　　　　String line;

　　　　　　　　BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

　　　　　　　　　//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象

　　　　　　　　PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());

　　　　　　　　　//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象

　　　　　　　　BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　　　　　　　　//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

　　　　　　　　System.out.println("Client:"+is.readLine());

　　　　　　　　//在标准输出上打印从客户端读入的字符串

　　　　　　　　line=sin.readLine();

　　　　　　　　//从标准输入读入一字符串

　　　　　　　　while(!line.equals("bye")){

　　　　　　　　//如果该字符串为 "bye"，则停止循环

　　　　　　　　　　os.println(line);

　　　　　　　　　　//向客户端输出该字符串

　　　　　　　　　　os.flush();

　　　　　　　　　　//刷新输出流，使Client马上收到该字符串

　　　　　　　　　　System.out.println("Server:"+line);

　　　　　　　　　　//在系统标准输出上打印读入的字符串

　　　　　　　　　　System.out.println("Client:"+is.readLine());

　　　　　　　　　　//从Client读入一字符串，并打印到标准输出上

　　　　　　　　　　line=sin.readLine();

　　　　　　　　　　//从系统标准输入读入一字符串

　　　　　　　　} 　//继续循环

　　　　　　　　os.close(); //关闭Socket输出流

　　　　　　　　is.close(); //关闭Socket输入流

　　　　　　　　socket.close(); //关闭Socket

　　　　　　　　server.close(); //关闭ServerSocket

　　　　　　}catch(Exception e){

　　　　　　　　System.out.println("Error:"+e);

　　　　　　　　//出错，打印出错信息

　　　　　　}

　　　　}

　　}</span>

五、另一个案例

1.服务端

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">public class Server { 


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

      //为了简单起见，所有的异常信息都往外抛 

      int port = 8899; 

      //定义一个ServerSocket监听在端口8899上 

      ServerSocket server = new ServerSocket(port); 

      //server尝试接收其他Socket的连接请求，server的accept方法是阻塞式的 

      Socket socket = server.accept(); 

      //跟客户端建立好连接之后，我们就可以获取socket的InputStream，并从中读取客户端发过来的信息了。 

      Reader reader = new InputStreamReader(socket.getInputStream()); 

      char chars[] = new char[64]; 

      int len; 

      StringBuilder sb = new StringBuilder(); 

      while ((len=reader.read(chars)) != -1) { 

        sb.append(new String(chars, 0, len)); 

      } 

      System.out.println("from client: " + sb); 

      reader.close(); 

      socket.close(); 

      server.close(); 

  } 


}  </span>

详解：服务端从Socket的InputStream中读取数据的操作也是阻塞式的，如果从输入流中没有读取到数据程序会一直在那里不动，直到客户端往Socket的输出流中写入了数据，或关闭了Socket的输出流。当然，对于客户端的Socket也是同样如此。在操作完以后，整个程序结束前记得关闭对应的资源，即关闭对应的IO流和Socket。

2.客户端

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">public class Client { 


  public static void main(String args[]) throws Exception { 

      //为了简单起见，所有的异常都直接往外抛 

      String host = "127.0.0.1";  //要连接的服务端IP地址 

      int port = 8899;  //要连接的服务端对应的监听端口 

      //与服务端建立连接 

      Socket client = new Socket(host, port); 

      //建立连接后就可以往服务端写数据了 

      Writer writer = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()); 

      writer.write("Hello Server."); 

      writer.flush();//写完后要记得flush 

      writer.close(); 

      client.close(); 

  } 


}  </span>

详解:对于客户端往Socket的输出流里面写数据传递给服务端要注意一点，如果写操作之后程序不是对应着输出流的关闭，而是进行其他阻塞式的操作（比如从输入流里面读数据），记住要flush一下，只有这样服务端才能收到客户端发送的数据，否则可能会引起两边无限的互相等待。在稍后讲到客户端和服务端同时读和写的时候会说到这个问题。

六、Socket的双向通信

  它既可以接收数据，同时也可以发送数据。

服务端:

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">public class Server { 


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

      //为了简单起见，所有的异常信息都往外抛 

      int port = 8899; 

      //定义一个ServerSocket监听在端口8899上 

      ServerSocket server = new ServerSocket(port); 

      //server尝试接收其他Socket的连接请求，server的accept方法是阻塞式的 

      Socket socket = server.accept(); 

      //跟客户端建立好连接之后，我们就可以获取socket的InputStream，并从中读取客户端发过来的信息了。 

      Reader reader = new InputStreamReader(socket.getInputStream()); 

      char chars[] = new char[64]; 

      int len; 

      StringBuilder sb = new StringBuilder(); 

      String temp; 

      int index; 

      while ((len=reader.read(chars)) != -1) { 

        temp = new String(chars, 0, len); 

        if ((index = temp.indexOf("eof")) != -1) {//遇到eof时就结束接收 

            sb.append(temp.substring(0, index)); 

            break; 

        } 

        sb.append(temp); 

      } 

      System.out.println("from client: " + sb); 

      //读完后写一句 

      Writer writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()); 

      writer.write("Hello Client."); 

      writer.flush(); 

      writer.close(); 

      reader.close(); 

      socket.close(); 

      server.close(); 

  } 


}  </span>

客户端:

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">public class Client { 


  public static void main(String args[]) throws Exception { 

      //为了简单起见，所有的异常都直接往外抛 

    String host = "127.0.0.1";  //要连接的服务端IP地址 

    int port = 8899;  //要连接的服务端对应的监听端口 

    //与服务端建立连接 

    Socket client = new Socket(host, port); 

      //建立连接后就可以往服务端写数据了 

    Writer writer = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()); 

      writer.write("Hello Server."); 

      writer.write("eof"); 

      writer.flush(); 

      //写完以后进行读操作 

    Reader reader = new InputStreamReader(client.getInputStream()); 

      char chars[] = new char[64]; 

      int len; 

      StringBuffer sb = new StringBuffer(); 

      String temp; 

      int index; 

      while ((len=reader.read(chars)) != -1) { 

        temp = new String(chars, 0, len); 

        if ((index = temp.indexOf("eof")) != -1) { 

            sb.append(temp.substring(0, index)); 

            break; 

        } 

        sb.append(new String(chars, 0, len)); 

      } 

      System.out.println("from server: " + sb); 

      writer.close(); 

      reader.close(); 

      client.close(); 

  } 


} 

  </span>

我们日常使用的比较多的都是这种客户端发送数据给服务端，服务端接收数据后再返回相应的结果给客户端这种形式。只是客户端和服务端之间不再是这种一对一的关系，而是下面要讲到的多个客户端对应同一个服务端的情况。这里就不便多详解了。

  //为了简单起见，所有的异常信息都往外抛 

    int port = 8899; 

      //定义一个ServerSocket监听在端口8899上 

    ServerSocket server = new ServerSocket(port); 

      while (true) { 

        //server尝试接收其他Socket的连接请求，server的accept方法是阻塞式的 

        Socket socket = server.accept(); 

        //每接收到一个Socket就建立一个新的线程来处理它 

        new Thread(new Task(socket)).start(); 

      } 

  } 

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