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Socket通信機制（學習總結）

來源：程序員人生發布時間：2016-06-30 16:05:07 閱讀次數：2587次

1、甚么是Socket：
1、Socket是兩個程序進行雙向數據傳輸的網絡通訊的端點，由1個地址和1個端口來標識。
2、兩種通訊方式：有連接方式TCP、無連接方式UDP（用戶數據報協議）。

2、有連接方式TCP
1、通訊雙方在開始時必須進行1次連接進程（3次握手），建立1條通訊鏈路。通訊鏈路提供了可靠的，全雙工的字節流服務。
Socket是兩個進程間通訊鏈的端點，每一個socket有兩個流：1個輸入流和輸出流；其中：
（1）只要向Socket的輸出流寫，1個進程就能夠通過網絡連接向其他進程發送數據；
（2）通過讀Socket的輸入流，就能夠讀取傳輸來的數據。
2、基于TCP協議進行通訊
（1）服務器端步驟：

創建ServerSocket對象，綁定監聽端口，并監聽。
通過accept（）方法監聽客戶真個要求。
連接建立后，通過輸入流（InputStream）讀取客戶端發送到要求信息
通過輸出流（OutputStream）向客戶端發送響應信息。
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（2）客戶端步驟：

創建Socket對象，知名需要連接的服務器真個地址和端口號
連接建立后，通過輸出流OutputStream向服務器端發送要求信息。
通過輸入流InputStream獲得服務器端響應的信息。
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多個客戶端與服務器通訊例子：

服務器線程處理類

//省略導入的包展現
//服務器線程處理類
public class ServerThread extends Thread{
    //和本線程相干的socket
    Socket socket=null;
    public ServerThread(Socket socket){
        this.socket=socket;
    }
    //線程履行的操作，響應客戶真個要求
    public void run(){
        InputStream is=null;
        InputStreamReader isr=null;
        BufferedReader br=null;
        OutputStream os=null;
        PrintWriter pw=null;
        try {
            //獲得輸入流，并讀取客戶端信息
            is=socket.getInputStream();//字節流
            //將字節流包裝為字符流
            isr=new InputStreamReader(is);
            //為字符流添加緩沖
            br=new BufferedReader(isr);
            String info=null;
            //循環讀取客戶真個信息
            while((info=br.readLine())!=null){
                System.out.println("我是服務器，客戶端說："+info); 
            }
            socket.shutdownInput();//關閉輸入流

            //獲得輸出流，響應客戶真個要求
            os=socket.getOutputStream();
            pw=new PrintWriter(os);//將字節流包裝為打印流
            pw.write("客戶端，歡迎您！");
            pw.flush();//調用flush()方法將緩沖輸出
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                if(pw!=null)
                    pw.close();
                if(os!=null)
                    os.close();
                if(br!=null)
                    br.close();
                if(isr!=null)
                    isr.close();
                if(is!=null)
                    is.close();
                if(socket!=null)
                    socket.close();
            } catch (IOException e) {               
                e.printStackTrace();
            }           
        }
    }
}

服務器端代碼

public class TCPServer {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //創建1個服務器端ServerSocket，指定綁定端口，并監聽
            ServerSocket server=new ServerSocket(8866);
            Socket socket=null;
            //記錄客戶真個數量
            int count=0;
            System.out.println("####服務器行將啟動，等待客戶真個連接####");
            //循環監聽等待客戶真個連接
            while(true){
                //調用accept()方法開始監聽。等待客戶真個連接
                socket=server.accept();
                //創建1個新的線程
                ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);
                serverThread.start();//啟動線程
                count++;//統計客戶真個數量
                System.out.println("客戶真個數量："+count);
                InetAddress address=socket.getInetAddress();
                System.out.println("當前客戶真個IP："+address.getHostAddress());
            }           
        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();
        }

    }

}

客戶端代碼：

public class TCPClient {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.創建客戶端Socket，指定服務器地址和端口
            Socket socket=new Socket("localhost",8866);
            //2.獲得輸出流，向服務器端發送信息
            OutputStream os=socket.getOutputStream();//字節輸出流            
            //將輸出流包裝為打印流
            PrintWriter pw=new PrintWriter(os);
            pw.write("用戶名：fyz；密碼：111222");
            pw.flush();
            socket.shutdownOutput();//關閉輸出流
            //3.獲得輸入流，并讀取服務器真個響應信息
            InputStream is=socket.getInputStream();
            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));

            String info=null;
            while((info=br.readLine())!=null){
                System.out.println("我是客戶端，服務器說："+info);
            }
            //4.關閉資源
            br.close();
            is.close();
            pw.close();
            os.close();
            socket.close();
        } catch (Exception e) {         
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

顯示結果：
這里寫圖片描述

3、無連接方式UDP（用戶數據報協議）
1、通訊雙方不存在1個連接進程，1次網絡I/O以1個數據包情勢進行，而且每次網絡I/O可以和不同主機的不同進程進行。無連接方式開消小于有連接方式，但是無連接方式所提供的數據傳輸服務不可靠，不能保證數據報1定到達目的地。
2、DatagramSocket對象用來表示數據報通訊的端點，利用程序通過該Socket接收或發送數據報，然后使用DatagramPacket對象封裝數據報。
DatagramSocket類：
這里寫圖片描述

DatagramPacket類：
此對象封裝了數據報（數據）、數據長度、數據報地址等信息。
用處：

接收外來數據的數據報（創建Socket的receive()方法）
DatagramPacket(byte[] buf, int length)
構造 DatagramPacket，用來接收長度為 length 的數據包。
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)
構造 DatagramPacket，用來接收長度為 length 的包，在緩沖區中指定了偏移量。
要向外發送到數據報（調用send()方法）
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
構造數據報包，用來將長度為 length 的包發送到指定主機上的指定端口號。
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)
構造數據報包，用來將長度為 length 偏移量為 offset 的包發送到指定主機上的指定端口號。

1個客戶端與服務器端通訊例子

服務器端：

/*
 * 服務器端，實現基于UDP的用戶登陸
 */
public class UDPServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 接收客戶端發送的數據
         */
        //1.創建服務器端DatagramSocket，指定端口
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8800);
        //2.創建數據報，用于接收客戶端發送的數據
        byte[] data=new byte[1024];//創建字節數組，指定接收的數據包的大小
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data,data.length); 
        //3.接收客戶端發送的數據
        System.out.println("****服務器端已啟動，等待客戶端發送數據****");
        socket.receive(packet);//此方法在接收到數據報之前會1直阻塞

        //4.讀取數據
        String info=new String(data,0,packet.getLength());
        System.out.println("我是服務器，客戶端說："+info);
        /*
         * 向客戶端響應數據
         */
        //1.定義客戶真個地址、端口號、數據
        InetAddress address=packet.getAddress();
        int port=packet.getPort();
        byte[] data2="歡迎您！".getBytes();
        //2.創建數據報，包括響應的數據信息
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);

        //3.響應客戶端
        socket.send(packet2);
        //4.關閉資源
        socket.close();

    }

}

客戶端：


/*
 * 客戶端
 */
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 向服務器端發送數據
         */
        //1.定義服務器的地址、端口號、數據
        InetAddress address=InetAddress.getByName("localhost");
        int port=8800;
        byte[] data="用戶名：admin；密碼：123".getBytes();
        //2.創建數據報，包括發送的數據信息
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data,data.length,address,port);

        //3.創建DatagramSocket對象
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket();//與本機任意可用的端口綁定
        //4.向服務器端發送數據報
        socket.send(packet);
        /*
         * 接收伏務器端響應的數據
         */
        //1.創建數據報，用于接收伏務器端響應的數據
        byte[] data2=new byte[1024];
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2,data2.length);
        //2.接收伏務器響應的數據
        socket.receive(packet2);
        //3.讀取數據
        String reply=new String(data2,0,packet2.getLength());
        System.out.println("我是客戶端，服務器說："+reply);
        //4.關閉資源
        socket.close();
    }
}

顯示結果：
這里寫圖片描述

基于數據報的多播通訊

/*
 * 服務器端，基于UDP
 */
public class UDPServer {
    DatagramSocket socket=null;
    BufferedReader br=null;
    boolean moreQuotes=true;
    public void serverWork() throws IOException{        
        //創建數據包
        socket=new DatagramSocket(4445);        
        while(moreQuotes){
            //構造發往多播組的數據報并發送
            byte[] data="歡迎大家！".getBytes();
            DatagramPacket packet;          
            InetAddress addrgroup=InetAddress.getByName("228.5.6.7");
            packet=new DatagramPacket(data,data.length,addrgroup,4446);
            socket.send(packet);
            try {
                Thread.sleep(5000);//間隔5秒鐘
            } catch (InterruptedException e) {              
                e.printStackTrace();
            }
            //moreQuotes=false;
        }   
        //所有句子發送終了，關閉socket
        //socket.close();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UDPServer server=new UDPServer();
        try {
            server.serverWork();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

/*
 * 客戶端
 */
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.創建多播數據報，并加入到1個多播組
        MulticastSocket socket=new MulticastSocket(4446);
        //目的主機地址組
        InetAddress group=InetAddress.getByName("228.5.6.7");
        //創建MulticastSocket并綁定4446端口，并加入到228.5.6.7多播組中
        socket.joinGroup(group);        
        /*
         * 接收伏務器端響應的數據
         */
        //創建數據報，用于接收伏務器端響應的數據
        DatagramPacket packet;
        for(int i=0;i<5;i++){
            byte[] data=new byte[1024];
            packet=new DatagramPacket(data,data.length);
            //接收伏務器響應的數據
            socket.receive(packet);
             String received=new String(packet.getData());
             System.out.println("服務器廣播給客戶真個數據是："+received);
        }
        socket.leaveGroup(group);//離開多播組
        //4.關閉資源
        socket.close();
    }
}

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