Java网络编程

简介: Java网络编程

一. Socket 编程


   Socket套接字,是由系统提供用于网络通信的技术,是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程;


   java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:

  • TCP:TCP(英语:Transmission Control Protocol,传输控制协议) 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,TCP 层是位于 IP 层之上,应用层之下的中间层。TCP 保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议,被称 TCP / IP。

  • UDP:UDP (英语:User Datagram Protocol,用户数据报协议),位于 OSI 模型的传输层,一个无连接的协议,提供了应用程序之间要发送数据的数据报。由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议,所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。


二. 基于Udp的回显程序


1.服务器端

publicclassUdpServer {
// 定义一个 soctet 对象privateDatagramSocketsocket=null;
publicUdpServer(intport) throwsSocketException {
//构造 socket ,要绑定相关的端口号socket=newDatagramSocket(port);
    }
//启动服务器publicvoidstart() throwsIOException {
System.out.println("服务器启动!");
while (true) {
// 1.读取请求并解析// 构造DatagramPacket包,用来接收DatagramPacketrequestPacket=newDatagramPacket(newbyte[10000], 10000);
socket.receive(requestPacket);
//方便处理这个请求,把数据包转成String(这个操作不是非必须得)Stringrequest=newString(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());
Stringresponse=process(request);
// 2.把响应结果写到客户端DatagramPacketresponsePacket=newDatagramPacket(response.getBytes(),
response.getBytes().length,
requestPacket.getSocketAddress());
socket.send(responsePacket);
System.out.printf("[%s:%d] req: %s,resp: %s\n", requestPacket.getAddress().toString(),
requestPacket.getPort(), request, response);
        }
    }
publicStringprocess(Stringrequest) {
returnrequest;
    }
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
UdpServerudpServer=newUdpServer(9090);
udpServer.start();
    }
}

2. 客户端

publicclassUdpClient {
privateDatagramSocketsocket=null;
privateStringserverIP;
privateintserverPort;
publicUdpClient(StringserverIP, intserverPort) throwsSocketException {
// 客户端不需要显示关联端口,系统自动分配空闲端口socket=newDatagramSocket();
this.serverIP=serverIP;
this.serverPort=serverPort;
    }
Scannerscanner=newScanner(System.in);
// 客户端和服务器进行多次交互publicvoidstart() throwsIOException {
while (true) {
// 1.先从控制读取字符串System.out.println("请输入: ");
Stringrequest=scanner.next();
// 2.把字符串构造DatagramPacket包,用来存储要发送的信息DatagramPacketdatagramPacket=newDatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
InetAddress.getByName(serverIP), serverPort);
socket.send(datagramPacket);
// 3.客户端读取服务器返回的响应DatagramPacketresponsePacket=newDatagramPacket(newbyte[10000], 10000);
socket.receive(responsePacket);
// 4.把响应数据转化成String显示出来Stringresponse=newString(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
System.out.printf("req: %s, resp: %s\n", request, response);
        }
    }
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
UdpClientudpClient=newUdpClient("127.0.0.1", 9090);
udpClient.start();
    }
}

步骤:


1.服务器先启动, 等待客户端发送数据,执行到receive,此时服务端进入一个阻塞状态;


2.客户端开始输入操作,并进行send;


3.客户端send之后,走到receive读取响应,会阻塞等待;同时服务器这边就从receive返回,走到process生成响应,再走到send;


4. 客户端收到服务器端send之后发来的数据后,会解除阻塞;服务器进入下一轮循环,走到receive,等待下一个请求;



三. 基于Tcp的回显程序


1. 服务器端

publicclassTcpServer {
privateServerSocketserverSocket=null;
publicTcpServer(intport) throwsIOException {
serverSocket=newServerSocket(port);
    }
publicvoidstart() throwsIOException {
ExecutorServiceexecutorService=Executors.newCachedThreadPool();
System.out.println("服务器启动!");
while (true) {
SocketclientSocket=serverSocket.accept();
//写法1// 每次来一个新的客户端,都创建一个心得线程/*Thread thread = new Thread(()->{try {processConnect(clientSocket);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}});thread.start();*///写法2,使用线程池executorService.submit(newRunnable() {
@Overridepublicvoidrun() {
try {
processConnect(clientSocket);
                    } catch (IOExceptione) {
e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
privatevoidprocessConnect(SocketclientSocket) throwsIOException {
System.out.printf("[%s:%d] req: 客户端上线\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
try (InputStreaminputStream=clientSocket.getInputStream();
OutputStreamoutputStream=clientSocket.getOutputStream()) {
Scannerscanner=newScanner(inputStream);
PrintWriterprintWriter=newPrintWriter(outputStream);
while (true) {
// 1.读取请求if (!scanner.hasNext()) {
// 读取的流到了结尾了System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线!", clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
break;
                }
Stringrequest=scanner.next();
// 2.根据请求计算响应Stringresponse=process(request);
// 3.把响应写回到客户端printWriter.println(response);
System.out.printf("[%s:%d] req: %s;resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort()
                ,request,response);
            }
        } catch (IOExceptione) {
e.printStackTrace();
        }finally {
clientSocket.close();
        }
    }
privateStringprocess(Stringrequest) {
returnrequest;
    }
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
TcpServertcpServer=newTcpServer(9090);
tcpServer.start();
    }
}

2. 客户端

publicclassTcpClient {
privateSocketsocket=null;
publicTcpClient(StringserverIP, intport) throwsIOException {
//服务器和客户端建立连接socket=newSocket(serverIP, port);
    }
publicvoidstart() {
Scannerscanner=newScanner(System.in);
try (OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();
InputStreaminputStream=socket.getInputStream()) {
PrintWriterprintWriter=newPrintWriter(outputStream);
ScannerscannerFromSocket=newScanner(inputStream);
while (true) {
// 1.从键盘上读取用户输入的内容System.out.println("请输入:");
Stringrequest=scanner.next();
// 2.读取的内容构造成请求,发送给服务器//这里只是把数据写到内存的缓存区,等到缓存区满了,才会写到网卡printWriter.println(request);
//手动刷新缓冲区printWriter.flush();
// 3.从服务器读取响应内容Stringresponse=scannerFromSocket.next();
// 4.把响应结果显示到控制台上System.out.printf("req: %s;resp:%s\n", request, response);
            }
        } catch (IOExceptione) {
e.printStackTrace();
        }
    }
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
TcpClienttcpClient=newTcpClient("127.0.0.1",9090);
tcpClient.start();
    }
}

步骤:


1. 服务器先执行strat方法,执行到accept这里进入阻塞状态,等待客户端建立连接


2.客户端启动,和服务器建立连接,连接成功之后,服务器的accept就会返回;


3.服务器尝试从客户端读取请求,此时会进入阻塞状态


4.客户端从控制台读取用户输入,输入完之后,客户端开始发送请求出去,同时读取服务器响应,进入阻塞状态;


5.服务器收到客户端的请求之后,把响应写回到客户端;同时客户端收到服务器的响应,就可以处理数据了;


6.双方都进入下一次循环

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