三、使用Socket进行数据传输
通过Socket对象,我们就可以获取到对应的I/O流进行网络数据传输:
public static void main(String[] args) { try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080); Scanner scanner = new Scanner(System.in)){ System.out.println("已连接到服务端!"); OutputStream stream = socket.getOutputStream(); OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(stream); //通过转换流来帮助我们快速写入内容 System.out.println("请输入要发送给服务端的内容:"); String text = scanner.nextLine(); writer.write(text+'\n'); //因为对方是readLine()这里加个换行符 writer.flush(); System.out.println("数据已发送:"+text); }catch (IOException e){ System.out.println("服务端连接失败!"); e.printStackTrace(); }finally { System.out.println("客户端断开连接!"); } } }
public static void main(String[] args) { try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){ //将服务端创建在端口8080上 System.out.println("正在等待客户端连接..."); Socket socket = server.accept(); System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress()); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //通过 System.out.print("接收到客户端数据:"); System.out.println(reader.readLine()); socket.close(); //和服务端TCP连接完成之后,记得关闭socket }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } }
同理,既然服务端可以读取客户端的内容,客户端也可以在发送后等待服务端给予响应:
public static void main(String[] args) { try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080); Scanner scanner = new Scanner(System.in)){ System.out.println("已连接到服务端!"); OutputStream stream = socket.getOutputStream(); OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(stream); //通过转换流来帮助我们快速写入内容 System.out.println("请输入要发送给服务端的内容:"); String text = scanner.nextLine(); writer.write(text+'\n'); //因为对方是readLine()这里加个换行符 writer.flush(); System.out.println("数据已发送:"+text); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); System.out.println("收到服务器返回:"+reader.readLine()); }catch (IOException e){ System.out.println("服务端连接失败!"); e.printStackTrace(); }finally { System.out.println("客户端断开连接!"); } }
public static void main(String[] args) { try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){ //将服务端创建在端口8080上 System.out.println("正在等待客户端连接..."); Socket socket = server.accept(); System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress()); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //通过 System.out.print("接收到客户端数据:"); System.out.println(reader.readLine()); OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()); writer.write("已收到!"); writer.flush(); }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } }
我们可以手动关闭单向的流:
socket.shutdownOutput(); //关闭输出方向的流 socket.shutdownInput(); //关闭输入方向的流
如果我们不希望服务端等待太长的时间,我们可以通过调用setSoTimeout()方法来设定IO超时时间:
socket.setSoTimeout(3000);
当超过设定时间都依然没有收到客户端或是服务端的数据时,会抛出异常:
java.net.SocketTimeoutException: Read timed out at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method) at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116) at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171) at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141) at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284) at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326) at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178) at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184) at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161) at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324) at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389) at com.test.Main.main(Main.java:41)
我们之前使用的都是通过构造方法直接连接服务端,那么是否可以等到我们想要的时候再去连接呢?
try (Socket socket = new Socket(); //调用无参构造不会自动连接 Scanner scanner = new Scanner(System.in)){ socket.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080), 1000); //手动调用connect方法进行连接
如果连接的双方发生意外而通知不到对方,导致一方还持有连接,这样就会占用资源,因此我们可以使用setKeepAlive()方法来防止此类情况发生:
socket.setKeepAlive(true);
当客户端连接后,如果设置了keeplive为 true,当对方没有发送任何数据过来,超过一个时间(看系统内核参数配置),那么我们这边会发送一个ack探测包发到对方,探测双方的TCP/IP连接是否有效。
TCP在传输过程中,实际上会有一个缓冲区用于数据的发送和接收:
此缓冲区大小为:8192,我们可以手动调整其大小来优化传输效率:
socket.setReceiveBufferSize(25565); //TCP接收缓冲区 socket.setSendBufferSize(25565); //TCP发送缓冲区
四、使用Socket传输文件
既然Socket为我们提供了IO流便于数据传输,那么我们就可以轻松地实现文件传输了。
五、使用浏览器访问Socket服务器
在了解了如何使用Socket传输文件后,我们来看看,浏览器是如何向服务器发起请求的:
public static void main(String[] args) { try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){ //将服务端创建在端口8080上 System.out.println("正在等待客户端连接..."); Socket socket = server.accept(); System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress()); InputStream in = socket.getInputStream(); //通过 System.out.println("接收到客户端数据:"); while (true){ int i = in.read(); if(i == -1) break; System.out.print((char) i); } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }
我们现在打开浏览器,输入http://localhost:8080或是http://127.0.0.1:8080/,来连接我们本地开放的服务器。
我们发现浏览器是无法打开这个链接的,但是我们服务端却收到了不少的信息:
GET / HTTP/1.1 Host: 127.0.0.1:8080 Connection: keep-alive Cache-Control: max-age=0 sec-ch-ua: "Chromium";v="94", "Google Chrome";v="94", ";Not A Brand";v="99" sec-ch-ua-mobile: ?0 sec-ch-ua-platform: "macOS" Upgrade-Insecure-Requests: 1 User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/94.0.4606.81 Safari/537.36 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9 Sec-Fetch-Site: none Sec-Fetch-Mode: navigate Sec-Fetch-User: ?1 Sec-Fetch-Dest: document Accept-Encoding: gzip, deflate, br Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,und;q=0.8,en;q=0.7
实际上这些内容都是Http协议规定的请求头内容。HTTP是一种应用层协议,全称为超文本传输协议,它本质也是基于TCP协议进行数据传输,因此我们的服务端能够读取HTTP请求。但是Http协议并不会保持长连接,在得到我们响应的数据后会立即关闭TCP连接。
既然使用的是Http连接,如果我们的服务器要支持响应HTTP请求,那么就需要按照HTTP协议的规则,返回一个规范的响应文本,首先是响应头,它至少要包含一个响应码:
HTTP/1.1 200 Accpeted
然后就是响应内容(注意一定要换行再写),我们尝试来编写一下支持HTTP协议的响应内容:
public static void main(String[] args) { try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){ //将服务端创建在端口8080上 System.out.println("正在等待客户端连接..."); Socket socket = server.accept(); System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress()); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //通过 System.out.println("接收到客户端数据:"); while (reader.ready()) System.out.println(reader.readLine()); //ready是判断当前流中是否还有可读内容 OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()); writer.write("HTTP/1.1 200 Accepted\r\n"); //200是响应码,Http协议规定200为接受请求,400为错误的请求,404为找不到此资源(不止这些,还有很多) writer.write("\r\n"); //在请求头写完之后还要进行一次换行,然后写入我们的响应实体(会在浏览器上展示的内容) writer.write("lbwnb!"); writer.flush(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }
我们可以打开浏览器的开发者模式(这里推荐使用Chrome/Edge浏览器,按下F12即可打开),我们来观察一下浏览器的实际请求过程。