一文讲明TCP网络编程、Socket套接字的讲解使用、网络编程案例

简介: 这篇文章全面讲解了基于Socket的TCP网络编程,包括Socket基本概念、TCP编程步骤、客户端和服务端的通信过程,并通过具体代码示例展示了客户端与服务端之间的数据通信。同时,还提供了多个案例分析,如客户端发送信息给服务端、客户端发送文件给服务端以及服务端保存文件并返回确认信息给客户端的场景。

文章目录

  • 1 Socket讲解
  • 2 基于Socket的TCP编程
  • 3 客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤
    • 3.1 客户端创建Socket对象
  • 4 服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:
    • 4.1 服务器建立`ServerSocket`对象
  • 5 案例实现 客户端和服务端通信
    • 5.1 代码实现
    • 5.2 实现结果
  • 6 更多案例分析
    • 6.1 客户端发送信息给服务端,服务端将数据显示在控制台上
    • 6.2 客户端发送文件给服务端,服务端将文件保存在本地
    • 6.3 从客户端发送文件给服务端,服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端

1 Socket讲解

  • 利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用,以至于成为事实

上的标准。

  • 网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标

识符套接字。

  • 通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点。

  • 网络通信其实就是Socket间的通信。

  • Socket允许程序把网络连接当成一个流,数据在两个Socket间通过IO传输。

  • 一般主动发起通信的应用程序属客户端,等待通信请求的为服务端。

  • Socket分类:

    • 1、流套接字(stream socket):使用TCP提供可依赖的字节流服务。
    • 2、 数据报套接字(datagram socket):使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务

Socket类的常用构造器:

  • public Socket(InetAddress address,int port) :创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。

  • public Socket(String host,int port):创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

Socket类的常用方法:

  • public InputStream getInputStream():返回此套接字的输入流。可以用于接收网络消息

  • public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。可以用于发送网络消息

  • public InetAddress getInetAddress():此套接字连接到的远程 IP 地址;如果套接字是未连接的,则返回 null。

  • public InetAddress getLocalAddress():获取套接字绑定的本地地址。 即本端的IP地址

  • public int getPort():此套接字连接到的远程端口号;如果尚未连接套接字,则返回 0。

  • public int getLocalPort():返回此套接字绑定到的本地端口。 如果尚未绑定套接字,则返回 -1。即本端的

端口号。

  • public void close():关闭此套接字。套接字被关闭后,便不可在以后的网络连接中使用(即无法重新连接

或重新绑定)。需要创建新的套接字对象。 关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream

OutputStream

  • public void shutdownInput():如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容,则流将

返回 EOF(文件结束符)。 即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。

  • public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。对于 TCP 套接字,任何以前写入的数据都将被发

送,并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。 如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流,

则该流将抛出 IOException。 即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

2 基于Socket的TCP编程

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程,其通信模型如图所示:

在这里插入图片描述

3 客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤

  • 创建 Socket:根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应,则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败,会出现异常。

  • 打开连接到 Socket的输入/出流: 使用 getInputStream()方法获得输入流,使用

getOutputStream()方法获得输出流,进行数据传输

  • 按照一定的协议对Socket进行读写操作:通过输入流读取服务器放入线路的信息

(但不能读取自己放入线路的信息),通过输出流将信息写入线程。

  • 关闭Socket:断开客户端到服务器的连接,释放线路

3.1 客户端创建Socket对象

  • 客户端程序可以使用Socket类创建对象,创建的同时会自动向服务器方发起连接。Socket的构造器是:

    • Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException:向服务器(域名是host端口号为port)发起TCP连接,若成功,则创建Socket对象,否则抛出异常。

    • Socket(InetAddress address,int port)throws IOException:根据InetAddress对象所表示的

      IP地址以及端口号port发起连接

  • 客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

在这里插入图片描述

4 服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:

  • 调用ServerSocket(int port):创建一个服务器端套接字,并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。

  • 调用 accept():监听连接请求,如果客户端请求连接,则接受连接,返回通信套接字对象。

  • 调用 该Socket类对象的 getOutputStream()getInputStream ()获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接收。

  • 关闭ServerSocketSocket对象:客户端访问结束,关闭通信套接字

4.1 服务器建立ServerSocket对象

  • ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接,类似邮局某个窗口

    中的业务员。也就是说,服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字

    连接的ServerSocket对象。

  • 所谓“接收”客户的套接字请求,就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

在这里插入图片描述

5 案例实现 客户端和服务端通信

基本思路:

  • 客户端和服务端建立连接
  • 发送接收数据进行通信
  • 关闭连接

具体实现的过程:(提示:需要客户端先发送数据给服务端,服务端在接收数据后,发送数据给客户端,然后客户端接收数据。如果客户端先接收数据后发送数据,会阻塞)

在这里插入图片描述

5.1 代码实现


import org.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @author zyz
 * @version 1.0
 * @data 2023/2/18 12:39
 * @Description:
 */
public class TCPTest4 {

    @Test
    public void Myclient() throws IOException {
        //1、准备Scoket,连接服务器,需要指定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);

        //3、获取输出流,用来发送数据给服务器
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

        //2、获取输入流,用来接收服务器发给客户端的数据
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();

        //4、通信

        //发送数据
        outputStream.write("你好,我是客户端发来的数据".getBytes());
        outputStream.flush();
        socket.shutdownOutput();
        //会在流末写一个“流的末尾”标记,对方才能读到-1,否则对方的读取方法会一直阻塞

        //4、接收
        byte[] data = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = inputStream.read(data)) != -1) {
            System.out.println(new String(data, 0, len));
        }

        //5、关闭socket,不再与服务器通信,即断开与服务器的连接
        //socker关闭,意味着InputStream和OutputStrem也关闭了
        socket.close();

    }

    @Test
    public void MyServer() throws IOException {
        //1、准备一个ServerSocker
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);

        //2、监听一个客户端的连接。accept()是一个阻塞的方法,如果没有客户端连接,将一直等待
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("一个客户端连接成功");

        //3、获取输出流,用来发送数据给客户端
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

        //获取输入流,用来接收客户端发送给服务器的数据
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();

        //4、通信

        //接收数据
        byte[] data = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=inputStream.read(data))!=-1){
            System.out.println(new String(data,0,len));
        }

        //发送数据
        outputStream.write("我是服务端发来的信息".getBytes());
        outputStream.flush();
        socket.shutdownOutput();

        //socker关闭,意味着InputStream和OutputStrem也关闭了
        socket.close();

        //6、如果不在接收任何客户端通信,可以关闭ServerSocker
        serverSocket.close();
    }
}

5.2 实现结果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

6 更多案例分析

6.1 客户端发送信息给服务端,服务端将数据显示在控制台上

代码位置:代码仓库链接

6.2 客户端发送文件给服务端,服务端将文件保存在本地

代码位置:代码仓库链接

6.3 从客户端发送文件给服务端,服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端

代码位置:代码仓库链接

相关文章
|
安全 算法 网络安全
网络安全与信息安全:构建数字世界的坚固防线在数字化浪潮席卷全球的今天,网络安全与信息安全已成为维系社会秩序、保障个人隐私和企业机密的关键防线。本文旨在深入探讨网络安全漏洞的本质、加密技术的前沿进展以及提升公众安全意识的重要性,通过一系列生动的案例和实用的建议,为读者揭示如何在日益复杂的网络环境中保护自己的数字资产。
本文聚焦于网络安全与信息安全领域的核心议题,包括网络安全漏洞的识别与防御、加密技术的应用与发展,以及公众安全意识的培养策略。通过分析近年来典型的网络安全事件,文章揭示了漏洞产生的深层原因,阐述了加密技术如何作为守护数据安全的利器,并强调了提高全社会网络安全素养的紧迫性。旨在为读者提供一套全面而实用的网络安全知识体系,助力构建更加安全的数字生活环境。
|
11月前
|
网络协议 安全 API
WebSocket、Socket、TCP 和 HTTP 的差别与应用场景
WebSocket、Socket、TCP 和 HTTP 是网络通信中的四大“使者”,各具特色:HTTP 适合短时请求,TCP 稳定可靠,Socket 灵活定制,WebSocket 实现实时双向通信。本文用通俗语言解析它们的区别与应用场景,助你为项目选择最合适的通信方式。
3268 3
|
人工智能 运维 监控
阿里云携手神州灵云打造云内网络性能监测标杆 斩获中国信通院高质量数字化转型十大案例——金保信“云内网络可观测”方案树立云原生运维新范式
2025年,金保信社保卡有限公司联合阿里云与神州灵云申报的《云内网络性能可观测解决方案》入选高质量数字化转型典型案例。该方案基于阿里云飞天企业版,融合云原生引流技术和流量“染色”专利,解决云内运维难题,实现主动预警和精准观测,将故障排查时间从数小时缩短至15分钟,助力企业降本增效,形成可跨行业复制的数字化转型方法论。
739 6
|
存储 缓存 监控
Docker容器性能调优的关键技巧,涵盖CPU、内存、网络及磁盘I/O的优化策略,结合实战案例,旨在帮助读者有效提升Docker容器的性能与稳定性。
本文介绍了Docker容器性能调优的关键技巧,涵盖CPU、内存、网络及磁盘I/O的优化策略,结合实战案例,旨在帮助读者有效提升Docker容器的性能与稳定性。
1470 8
|
Kubernetes 网络协议 Python
Python网络编程:从Socket到Web应用
在信息时代,网络编程是软件开发的重要组成部分。Python作为多用途编程语言,提供了从Socket编程到Web应用开发的强大支持。本文将从基础的Socket编程入手,逐步深入到复杂的Web应用开发,涵盖Flask、Django等框架的应用,以及异步Web编程和微服务架构。通过本文,读者将全面了解Python在网络编程领域的应用。
352 1
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
深度学习入门案例:运用神经网络实现价格分类
深度学习入门案例:运用神经网络实现价格分类
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
深度学习入门:循环神经网络------RNN概述,词嵌入层,循环网络层及案例实践!(万字详解!)
深度学习入门:循环神经网络------RNN概述,词嵌入层,循环网络层及案例实践!(万字详解!)
1103 1
|
网络协议 Linux 网络性能优化
Linux基础-socket详解、TCP/UDP
综上所述,Linux下的Socket编程是网络通信的重要组成部分,通过灵活运用TCP和UDP协议,开发者能够构建出满足不同需求的网络应用程序。掌握这些基础知识,是进行更复杂网络编程任务的基石。
666 1
|
网络协议 算法 网络性能优化
C语言 网络编程(十五)套接字选项设置
`setsockopt()`函数用于设置套接字选项,如重复使用地址(`SO_REUSEADDR`)、端口(`SO_REUSEPORT`)及超时时间(`SO_RCVTIMEO`)。其参数包括套接字描述符、协议级别、选项名称、选项值及其长度。成功返回0,失败返回-1并设置`errno`。示例展示了如何创建TCP服务器并设置相关选项。配套的`getsockopt()`函数用于获取这些选项的值。
751 12
|
JSON 前端开发 JavaScript
socket.io即时通信前端配合Node案例
本文介绍了如何使用socket.io库在Node.js环境下实现一个简单的即时通信前端配合案例,包括了服务端和客户端的代码实现,以及如何通过socket.io进行事件的发送和监听来实现实时通信。
405 3