Java中网络编程之TCP协议

一、TCP的基本概念

TCP是专门设计用于在不可靠的英特网上提供可靠的、端到端的字节流通信的协议，是一个面向连接的协议，TCP连接是字节流而非报文流。UDP和TCP各有65536个端口号互不影响。

二、单线程服务端

以下代码只能实现服务端和客户端的同步对话。服务端处理完一个客户端请求，才会处理另一个客户端请求。服务器端的输出效果是Client1阻塞20秒，Client2不会执行。必须等Client1阻塞结束之后，Client2才会执行。该例子可用来学习TCP的基本语法。

/**
 * TCP客户端1
 * 
 * @author 徐越
 * 
 */
public class Client1
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8821);
		OutputStream os = socket.getOutputStream();
		String msg = "我是徐越1";
		Thread.sleep(20000);
		os.write(msg.getBytes());
		os.flush();
		os.close();socket.close();
	}
}


/**
 * TCP客户端2
 * 
 * @author 徐越
 * 
 */
public class Client2
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8821);
		OutputStream os = socket.getOutputStream();
		String msg = "我是徐越2";
		os.write(msg.getBytes());
		os.flush();
		os.close();socket.close();
	}
}

/**
 * 单线程TCP服务端
 * 
 * @author 徐越
 * 
 */
public class Server
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		// 创建端口为8821的TCP服务器端对象
		// 8821是服务器端的端口号而客户端从某端口A连到8821，端口A是随机的
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8821);
		while (true)
		{
			// 若无客户端发送请求则线程在此阻塞，方法不继续执行
			Socket socket = serverSocket.accept();
			System.out.println("connected");
			InputStream instream = socket.getInputStream();
			ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
			int len = 0;
			byte[] buffer = new byte[1024];
			while ((len = instream.read(buffer)) != -1)
			{
				bos.write(buffer, 0, len);
			}
			instream.close();
			bos.flush();
			bos.close();
			String msg = bos.toString();
			System.out.println("客户端的IP：" + socket.getInetAddress().getHostAddress());
			System.out.println("客户端的端口：" + socket.getPort());
			System.out.println("客户端的信息：" + msg);
		}
	}
}

执行结果

connected
客户端的IP：127.0.0.1
客户端的端口：3775
客户端的信息：我是徐越1
connected
客户端的IP：127.0.0.1
客户端的端口：3787
客户端的信息：我是徐越2

三、多线程服务器

在实际应用中是在服务器上运行一个永久的程序，接收来自其他多个客户端的请求，提供相应的服务。需要利用多线程实现多客户机制。服务器在指定的端口上监听是否有客户请求，一旦监听到就会启动一个专门的服务线程来响应该请求，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。只要将服务端为如下代码，Client1和Client2就会异步执行。

/**
 * 多线程服务端0
 * 
 * @author 徐越
 * 
 */
public class MultiThreadServer0
{
	// 端口号
	private int port = 8821;
	// 服务端
	private ServerSocket serverSocket;

	public MultiThreadServer0() throws IOException
	{
		// 创建服务器端
		serverSocket = new ServerSocket(port);
		System.out.println("服务器启动");
	}

	public void service()
	{
		while (true)
		{
			Socket socket = null;
			try
			{
				// 客户端进行连接时会触发accept方法从而建立连接
				socket = serverSocket.accept();
				new MultiThreadHandler(socket).start();
			}
			catch (Exception e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException
	{
		new MultiThreadServer1().service();
	}
}

/**
 * 多线程处理类
 */
class MultiThreadHandler extends Thread
{
	private Socket socket;

	public MultiThreadHandler(Socket socket)
	{
		this.socket = socket;
	}

	private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException
	{
		InputStream socketIn = socket.getInputStream();
		// InputStreamReader为转换流
		// InputStream本是字节流，现加一个Reader，表示用字符流的方式读取字节流
		InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socketIn);
		return new BufferedReader(isr);
	}

	public void run()
	{
		try
		{
			BufferedReader br = getReader(socket);
			String msg = null;
			while ((msg = br.readLine()) != null)
			{
				System.out.println("客户端的IP：" + socket.getInetAddress().getHostAddress());
				System.out.println("客户端的端口：" + socket.getPort());
				System.out.println("客户端的信息：" + msg);
			}
		}
		catch (IOException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		finally
		{
			try
			{
				if (socket != null)
				{
					socket.close();
				}
			}
			catch (IOException e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}


/**
 * 多线程服务端1
 */
public class MultiThreadServer1
{
	// 端口号
	private int port = 8821;
	// 服务端
	private ServerSocket serverSocket;
	// 线程池
	private ExecutorService executorService;
	// 单个CPU线程池大小
	private final int POOL_SIZE = 10;

	public MultiThreadServer1() throws IOException
	{
		// 创建服务器端
		serverSocket = new ServerSocket(port);
		// 获取当前系统的CPU数目
		int cpuNums = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
		// 根据系统资源情况灵活定义线程池大小
		executorService = Executors.newFixedThreadPool(cpuNums * POOL_SIZE);
		System.out.println("服务器启动");
	}

	public void service()
	{
		while (true)
		{
			Socket socket = null;
			try
			{
				// 客户进行连接就会触发accept方法从而建立连接
				socket = serverSocket.accept();
				// 调用线程池操作
				executorService.execute(new Handler(socket));
			}
			catch (Exception e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException
	{
		new MultiThreadServer1().service();
	}

}

/**
 * 多线程处理类
 */
class Handler implements Runnable
{
	private Socket socket;

	public Handler(Socket socket)
	{
		this.socket = socket;
	}

	private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException
	{
		InputStream socketIn = socket.getInputStream();
		// InputStreamReader为转换流
		// InputStream本是字节流，现加一个Reader，表示用字符流的方式读取字节流
		InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socketIn);
		return new BufferedReader(isr);
	}

	public void run()
	{
		try
		{
			BufferedReader br = getReader(socket);
			String msg = null;
			while ((msg = br.readLine()) != null)
			{
				System.out.println("客户端的IP：" + socket.getInetAddress().getHostAddress());
				System.out.println("客户端的端口：" + socket.getPort());
				System.out.println("客户端的信息：" + msg);
			}
		}
		catch (IOException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		finally
		{
			try
			{
				if (socket != null)
				{
					socket.close();
				}
			}
			catch (IOException e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

两个多线程服务端执行结果相同

服务器启动
客户端的IP：127.0.0.1
客户端的端口：3931
客户端的信息：我是徐越2
客户端的IP：127.0.0.1
客户端的端口：3928
客户端的信息：我是徐越1

参考地址:http://www.2cto.com/kf/201209/158518.html