学习资料大全javasocket编程.docx
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学习资料大全javasocket编程
知识改变命运勤奋塑造成功
整理人
落叶
时间
2011-4-15
天才是百分之九十九的勤奋加百分之一的灵感
总结javasocket编程
2009年05月17日07:
54
一,网络编程中两个主要的问题
一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机,另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。
在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。
而TCP层则提供面向应用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的数据传输机制,这是网络编程的主要对象,一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器(C/S)结构。
即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。
客户则在需要服务时向服务器提出申请。
服务器一般作为守护进程始终运行,监听网络端口,一旦有客户请求,就会启动一个服务进程来响应该客户,同时自己继续监听服务端口,使后来的客户也能及时得到服务。
二,两类传输协议:
TCP;UDP
TCP是TranferControlProtocol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serversocket)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UserDatagramProtocol的简称,是一种无连接的协议,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,基于Socket的java网络编程
1,什么是Socket
网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换,这个双向链路的一端称为一个Socket。
Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。
Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面,一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。
但是,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。
2,Socket通讯的过程
Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求,Client端向Server端发出Connect(连接)请求,Server端向Client端发回Accept(接受)消息。
一个连接就建立起来了。
Server端和Client端都可以通过Send,Write等方法与对方通信。
对于一个功能齐全的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。
)
3,创建Socket
创建Socket
java在包中提供了两个类Socket和ServerSocket,分别用来表示双向连接的客户端和服务端。
这是两个封装得非常好的类,使用很方便。
其构造方法如下:
Socket(InetAddressaddress,intport);
Socket(InetAddressaddress,intport,booleanstream);
Socket(Stringhost,intprot);
Socket(Stringhost,intprot,booleanstream);
Socket(SocketImplimpl)
Socket(Stringhost,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)
Socket(InetAddressaddress,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)
ServerSocket(intport);
ServerSocket(intport,intbacklog);
ServerSocket(intport,intbacklog,InetAddressbindAddr)
其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端口号,stream指明socket是流socket还是数据报socket,localPort表示本地主机的端口号,localAddr和bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址),impl是socket的父类,既可以用来创建serverSocket又可以用来创建Socket。
count则表示服务端所能支持的最大连接数。
例如:
Socketclient=newSocket("127.0.01.",80);
ServerSocketserver=newServerSocket(80);
注意,在选择端口时,必须小心。
每一个端口提供一种特定的服务,只有给出正确的端口,才能获得相应的服务。
0~1023的端口号为系统所保留,例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23,所以我们在选择端口号时,最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。
在创建socket时如果发生错误,将产生IOException,在程序中必须对之作出处理。
所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。
4,简单的Client/Server程序
1.客户端程序
importjava.io.*;
import.*;
publicclassTalkClient{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
try{
Socketsocket=newSocket("127.0.0.1",4700);
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
Stringreadline;
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(Exceptione){
System.out.println("Error"+e);//出错,则打印出错信息
}
}
}
2.服务器端程序
importjava.io.*;
import.*;
importjava.applet.Applet;
publicclassTalkServer{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
try{
ServerSocketserver=null;
try{
server=newServerSocket(4700);
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch(Exceptione){
System.out.println("cannotlistento:
"+e);
//出错,打印出错信息
}
Socketsocket=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(Exceptione){
System.out.println("Error."+e);
//出错,打印出错信息
}
Stringline;
BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(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(Exceptione){
System.out.println("Error:
"+e);
//出错,打印出错信息
}
}
}
5,支持多客户的client/server程序
前面的Client/Server程序只能实现Server和一个客户的对话。
在实际应用中,往往是在服务器上运行一个永久的程序,它可以接收来自其他多个客户端的请求,提供相应的服务。
为了实现在服务器方给多个客户提供服务的功能,需要对上面的程序进行改造,利用多线程实现多客户机制。
服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求,一旦监听到客户请求,服务器就会启动一个专门的服务线程来响应该客户的请求,而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态,等待下一个客户的到来。
ServerSocketserverSocket=null;
booleanlistening=true;
try{
serverSocket=newServerSocket(4700);
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch(IOExceptione){ }
while(listening){//永远循环监听
newServerThread(serverSocket.accept(),clientnum).start();
//监听到客户请求,根据得到的Socket对象和
客户计数创建服务线程,并启动之
clientnum++;//增加客户计数
}
serverSocket.close();//关闭ServerSocket
设计ServerThread类
publicclassServerThreadextendsThread{
Socketsocket=null;//保存与本线程相关的Socket对象
intclientnum;//保存本进程的客户计数
publicServerThread(Socketsocket,intnum){//构造函数
this.socket=socket;//初始化socket变量
clientnum=num+1;//初始化clientnum变量
}
publicvoidrun(){//线程主体
try{//在这里实现数据的接受和发送}
四,Datagram通讯
在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议,相比而言UDP的应用不如TCP广泛,几个标准的应用层协议HTTP,FTP,SMTP…使用的都是TCP协议。
但是,UDP协议可以应用在需要很强的实时交互性的场合,如网络游戏,视频会议等。
1,什么是Datagram
数据报(Datagram)就跟日常生活中的邮件系统一样,是不能保证可靠的寄到的,而面向链接的TCP就好比电话,双方能肯定对方接受到了信息。
TCP,可靠,传输大小无限制,但是需要连接建立时间,差错控制开销大。
UDP,不可靠,差错控制开销较小,传输大小限制在64K以下,不需要建立连接。
2,Datagram使用
包中提供了两个类DatagramSocket和DatagramPacket用来支持数据报通信,DatagramSocket用于在程序之间建立传送数据报的通信连接,DatagramPacket则用来表示一个数据报。
DatagramSocket的构造方法:
DatagramSocket();
DatagramSocket(intprot);
DatagramSocket(intport,InetAddressladdr)
其中,port指明socket所使用的端口号,如果未指明端口号,则把socket连接到本地主机上一个可用的端口。
laddr指明一个可用的本地地址。
给出端口号时要保证不发生端口冲突,否则会生成SocketException类例外。
注意:
上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外SocketException,程序中必须进行处理,或者捕获、或者声明抛弃。
用数据报方式编写client/server程序时,无论在客户方还是服务方,首先都要建立一个DatagramSocket对象,用来接收或发送数据报,然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。
DatagramPacket的构造方法:
DatagramPacket(bytebuf[],intlength);
DatagramPacket(bytebuf[],intlength,InetAddressaddr,intport);
DatagramPacket(byte[]buf,intoffset,intlength);
DatagramPacket(byte[]buf,intoffset,intlength,InetAddressaddress,intport);
其中,buf中存放数据报数据,length为数据报中数据的长度,addr和port旨明目的地址,offset指明了数据报的位移量。
在接收数据前,应该采用上面的第一种方法生成一个DatagramPacket对象,给出接收数据的缓冲区及其长度。
然后调用DatagramSocket的方法receive()等待数据报的到来,receive()将一直等待,直到收到一个数据报为止。
DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buf,256);
Socket.receive(packet);
发送数据前,也要先生成一个新的DatagramPacket对象,这时要使用上面的第二种构造方法,在给出存放发送数据的缓冲区的同时,还要给出完整的目的地址,包括IP地址和端口号。
发送数据是通过DatagramSocket的方法send()实现的,send()根据数据报的目的地址来寻径,以传递数据报。
DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buf,length,address,port);
Socket.send(packet);
在构造数据报时,要给出InetAddress类参数。
类InetAddress在包中定义,用来表示一个Internet地址,我们可以通过它提供的类方法getByName()从一个表示主机名的字符串获取该主机的IP地址,然后再获取相应的地址信息。
3,用Datagram进行广播通讯(MulticastSocket)
DatagramSocket只允许数据报发送一个目的地址,包中提供了一个类MulticastSocket,允许数据报以广播方式发送到该端口的所有客户。
MulticastSocket用在客户端,监听服务器广播来的数据。
1.客户方程序:
MulticastClient.java
importjava.io.*;
import.*;
importjava.util.*;
publicclassMulticastClient{
publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsIOException
{
MulticastSocketsocket=newMulticastSocket(4446);
//创建4446端口的广播套接字
InetAddressaddress=InetAddress.getByName("230.0.0.1");
//得到230.0.0.1的地址信息
socket.joinGroup(address);
//使用joinGroup()将广播套接字绑定到地址上
DatagramPacketpacket;
for(inti=0;i<5;i++){
byte[]buf=newbyte[256];
//创建缓冲区
packet=newDatagramPack