Java入门笔记 9 Socket

    技术2022-05-11  107

    1. Client/Server Networking Java通过socket来完成它所有的网络底层的通讯,socket是一种通讯的通道,通过它可以将数据通过特定的端中发送及接收。Java中的socket可以分成二大类: (1) Datagram Sockets:数据包socket; (2) Stream Sockets:流socket; 1.2 Datagram Socket Datagram socket使用UDP来实现数据通讯,因此它不能保证数据能够到达目的地,但是由于它不需要专用的网络链接,所以它所需的资源相对少的多。 Datagram以包的方式发送数据,但它不能保证这些数据包以特定的顺序到达目的,因此包中往往需要包含序列号的信息,接收方可以根据序列号的信息决定是否所有的包都已收到,并按正常顺序重组这些包。 Java通过两个类DatagramSocket和DatagramPacket来支持Datagram socket。DatagramSocket实现了Datagram socket的基本功能,而DatagramPacket则提供了对包的一些支持。 DatagramSocket的几个重要方法: (1) DatagramSocket():随机绑定一个有效的端口; (2) DatagramSocket(int port):绑定指定的端口; (3) Void send(DatagramPacket p):发送数据报,由于目的地的地址信息已包含在数据报中,所以不需要在本函数中提供地址信息; (4) synchronized void receive(DatagramPacket p):接收数据包,线程安全; (5) synchronized void close():关闭socket; 在DatagramSocket中并不区分ServerSocket和ClientSocket,如果一定要区分,那么发送的是client,而接收的是server。 DatagramPacket有以几个重要的方法: (1) DatagramPacket(byte ibuf[], int ilength):用于接收数据报; (2) DatagramPacket(byte ibuf[], int ilength, InetAddressiaddr, int iport):用于发送的数据报; (3) byte[] getData() (4) int getLength() 以下是完整的Datagram Socket的例子: 接收端,Server端代码: import java.io.*; import java.net.*; class FortuneServer1 extends Thread { DatagramSocket ServerSocket; public FortuneServer1() { super("FortuneServer1"); try { ServerSocket = new DatagramSocket(1114); System.out.println("FortuneServer up and running..."); } catch (SocketException e) { System.err.println("Exception: couldn@#t create datagram socket"); System.exit(1); } } public static void main(String[] args) { FortuneServer1 server = new FortuneServer1(); server.start(); } public void run() { if (ServerSocket == null) return; while (true) { try { InetAddress address; int port; DatagramPacket packet; byte[] data = new byte[256]; int num = 1; packet = new DatagramPacket(data, data.length); ServerSocket.receive(packet); address = packet.getAddress(); port = packet.getPort(); File inFile = new File("Fortunes.txt"); FileInputStream inStream = new FileInputStream(inFile); if (inStream.read(data) <= 0) { System.err.println("Error: couldn@#t read fortunes"); } packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port); ServerSocket.send(packet); } catch (Exception e) { System.err.println("Exception: " + e); e.printStackTrace(); } } } } 说明: (1) 这个例子中接收端的socket使用了多线程,多线程的概念可以参考本文的多线程部分; (2) 在构造函数中创建了DatagramSocket,并且使用了1114这个端口; (3) 本例子的关键函数是run,它使用了死循环,在循环中使用了receive这方法来临听1114端口,如果1114端口没有请求数据到来,那么这个程序就一直停留在receive这个位置,不再往下执行; (4) 当1114端有数据时,receive方法将接收到的DatagramPacket数据包放在packet这个对象中,然后解析其中的数据,获取发送方的地址信息; (5) 然后再创建DatagramPacket包,并填充数据,发送到原接收端。 以下是发送端的代码: import java.io.*; import java.net.*; class FortuneClient { public static void main(String args[]) { FortuneClient client = new FortuneClient(); System.out.println(client.getMessage()); } public String getMessage() { String fortune; try { DatagramSocket socket; DatagramPacket packet; byte[] data = new byte[256]; socket = new DatagramSocket(); packet = new DatagramPacket(data, data.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 1114); socket.send(packet); packet = new DatagramPacket(data, data.length); socket.receive(packet); fortune = new String(packet.getData(), 0); socket.close(); } catch (UnknownHostException e) { System.err.println("Exception: host could not be found"); return null; } catch (Exception e) { System.err.println("Exception: " + e); e.printStackTrace(); return null; } return fortune; } } 客户端的代码与服务器端的代码基本相同,只是没有了循环,并且处理步骤与服务器端的基本相反。这也说明了Datagram Socket不真正区分Server和Client。 1.3 Stream Socket Stream Socket与Datagram Socket不同,它有一个永久性的链接,可以确保数据可靠的发送到对方。但是Stream Socket所占的资源更多。 Java主要通过Socket及ServerSocket来实现Stream Socket,一个用于客户端,另一个用户服务器端。 Socket类的几个重要方法如下: (1) Socket(String host, int port) (2) Socket(InetAddress address, int port) (3) synchronized void close() (4) InputStream getInputStream() (5) OutputStream getOutputStream() 可以看出Stream Socket中的Socket与Datagram Socket中的Socket的区别: (1) 在构造函数中,这里需要指定服务器的地址与端口,用于它发送数据之前建立链接,而Datagram的Socket不需要建立链接,它仅需要在要发送的数据包中包含地址信息即可; (2) Stream Socket的两个重要方法和其它流的方法类似,而且在操作上也相似,其实在操作Stream Socket时,只要建立了链接,那么以后的操作和流的操作一样了,你可以忘了你在操作Socket,只当做自己在操作普通的流。 ServerSocket有以下几个重要的方法: (1) ServerSocket(int port):监听指定端口,监听时间为默认值50; (2) ServerSocket(int port, int count):监听指定端口,并指定监听时间; (3) ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr):只接收指定接口发过来的数据; (4) Socket accept():accpet方法会返回一个Socket对象,使用该Socket对象的getInputStream及getOutputStream方法获取输入及输出流。由此可见无论是服务器端还是客户端,它们都是通过Socket对象来收发数据的。程序执行到accpet时会进入监听状态,不再向下执行一直到接收到数据。 (5) void close() 以下是关于Stream Socket的一个例子,在这个例子中使用单独的二个类Receiver和Sender负责对指定的输入及输出流进行操作,用另一个类SocketPerformer来创建Receiver和Sender这两个类的实例,并传入指定的输入及输出流,而在Client及Server这两个类中,负责创建SocketPerformer对象,并传入指定的Socket。因此这五个类在功能上分为三层,第一层负责对流进行操作,第二层负责创建指定的Socket流,并这些Socket流传到第一层,第三层负责创建Socket并将这些Socket传到第二层。 Receriver代码: package socketChat; import java.io.BufferedReader; public class Receiver extends Thread { BufferedReader reader; public Receiver(BufferedReader theSocketReader) { reader = theSocketReader; } public void run() { while (true) { try { String words = reader.readLine(); System.out.println("/r/n<<< " + words); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return; } } }} Sender代码: package socketChat; import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintWriter; public class Sender extends Thread { PrintWriter writer; public Sender(PrintWriter theWriter) { writer = theWriter; } public void run() { try { while (true) { BufferedReader consoleReader = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); String userInput = consoleReader.readLine(); writer.write(userInput + "/r/n"); writer.flush(); // send the data in buffer immediately } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return; } }} SocketPerformer代码: package socketChat; import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintWriter; import java.net.Socket; public class SocketPerformer { Socket socket; public SocketPerformer(Socket theSoc){ socket = theSoc; } public void execut() throws Exception{ BufferedReader socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader( socket.getInputStream())); PrintWriter socketWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); System.out.println("connection built !"); Receiver rec = new Receiver(socketReader); rec.start(); Sender sender = new Sender(socketWriter); sender.start(); }} Server代码: package socketChat; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class Server { public static void main(String[] args) throws Exception { ServerSocket server = new ServerSocket(30000, 5); Socket socket = null; System.out.println("waiting incoming connection..."); socket = server.accept(); System.out.println("a connection built!"); System.out.println("the peer ip is: " + socket.getInetAddress().getHostAddress()); new SocketPerformer(socket).execut(); server.close(); }} Client端代码如下: package socketChat; import java.net.Socket; public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception { String ip = "127.0.0.1"; int port = 30000; System.out.println("connecting to server: " + ip + " at port: " + port + " ..."); Socket soc = new Socket(ip, port); new SocketPerformer(soc).execut(); }} 2. 其它 (1) 常量定义以final做修饰符,如final int I = 3;final还可以用在class及method上,如果用在class上,那么该class不能被继承,如果用在method上,那么该method不能被重载 (2) 类变量定义:static int sum (3) 判断对象类型:objName instanceof className,如"helloWorld" instanceof String,判断的结果是true (4) 提取对象的类名:objName.getClass().getName() (5) java.lang:Java最基本的包,包含java语言最基本的定义 (6) java.util:包含如Date,及基本的集合类,如Vector、Hashtable等 (7) java.io:包含输入输出的定义 (8) java.net:包含如Socket等 (9) java.awt:用于Window界面开发 (10) java.applet:用于applet开发 (11) null关键字引用null对象,注意大小写 (12) 每个基本的数据类型如int,都有相应的类与之对应中Int (13) 构造函数名与类名相同,并且不需要返回类型,即在构造函数前不需要加类型修饰符 (14) 调用自身的构造函数:this(参数列表); (15) 调用父类的构造函数:super(参数列表); (16) 调用父类已被重载的函数:super.方法名(参数列表); (17) 在同一文件中可以有多个类的定义,但只能有一个类是public并且类名与文件一样,该文件编译成功后会生成多个.class文件,与类的定义一一对应; (18) 接口比抽象类功能强有:抽象类属于特定的类结构树中,它不能被其它树中的类共享; (19) 接口的定义与类的定义类似,只需将class改成interface即可,但接口定义必须是public或者缺省的(package); (20) 在接口中可以定义方法和变量,接口中的定义的方法应是public并且是abstract的(缺省);变量的定义必须是public static final(缺省); (21) String.copyValueOf(buffer, 0, offset):用于从字符数组中取出字符,并形成字符串; (22) new String(buf, 0, count) (23) System.in(标准输入)是一个InputStream; (24) System.err是一个PrintStream; (25) System.out是一个PrintStream;   

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