一,網絡編程中兩個主要的問題
一個是如何準確的定位網絡上一台或多台主機,另一個就是找到主機後如何可靠高效的進行數據傳輸。
在TCP/IP協議中IP層主要負責網絡主機的定位,數據傳輸的路由,由IP地址可以唯一地確定Internet上的一台主機。
而TCP層則提供面向應用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的數據傳輸機制,這是網絡編程的主要對象,一般不需要關心IP層是如何處理數據的。
目前較為流行的網絡編程模型是客戶機/服務器(C/S)結構。即通信雙方一方作為服務器等待客戶提出請求並予以響應。客戶則在需要服務時向服務器提出申請。服務器一般作為守護進程始終運行,監聽網絡端口,一旦有客戶請求,就會啟動一個服務進程來響應該客戶,同時自己繼續監聽服務端口,使後來的客戶也能及時得到服務。
二,兩類傳輸協議:TCP;UDP
TCP是Tranfer Control Protocol的簡稱,是一種面向連接的保證可靠傳輸的協議。通過TCP協議傳輸,得到的是一個順序的無差錯的數據流。發送方和接收方的成對的兩個socket之間必須建立連接,以便在TCP協議的基礎上進行通信,當一個socket(通常都是server socket)等待建立連接時,另一個socket可以要求進行連接,一旦這兩個socket連接起來,它們就可以進行雙向數據傳輸,雙方都可以進行發送或接收操作。
UDP是User Datagram Protocol的簡稱,是一種無連接的協議,每個數據報都是一個獨立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地,因此能否到達目的地,到達目的地的時間以及內容的正確性都是不能被保證的。
比較:
UDP:
TCP:
應用:
三,基於Socket的java網絡編程
1,什麼是Socket
網絡上的兩個程序通過一個雙向的通訊連接實現數據的交換,這個雙向鏈路的一端稱為一個Socket。 Socket通常用來實現客戶方和服務方的連接。 Socket是TCP/IP協議的一個十分流行的編程界面,一個Socket由一個IP地址和一個端口號唯一確定。
但是,Socket所支持的協議種類也不光TCP/IP一種,因此兩者之間是沒有必然聯繫的。在Java環境下,Socket編程主要是指基於TCP/IP協議的網絡編程。
2,Socket通訊的過程
Server端Listen(監聽)某個端口是否有連接請求,Client端向Server 端發出Connect(連接)請求,Server端向Client端發回Accept(接受)消息。一個連接就建立起來了。 Server端和Client 端都可以通過Send,Write等方法與對方通信。
對於一個功能齊全的Socket,都要包含以下基本結構,其工作過程包含以下四個基本的步驟:
(1) 創建Socket;
(2) 打開連接到Socket的輸入/出流;
(3) 按照一定的協議對Socket進行讀/寫操作;
(4) 關閉Socket.(在實際應用中,並未使用到顯示的close,雖然很多文章都推薦如此,不過在我的程序中,可能因為程序本身比較簡單,要求不高,所以並未造成什麼影響。)
3,創建Socket
Socket(InetAddress address, int port); Socket(InetAddress address, int port, boolean stream); Socket(String host, int prot); Socket(String host, int prot, boolean stream); Socket(SocketImpl impl) Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort) ServerSocket(int port); ServerSocket(int port, int backlog); ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) 其中address、host和port分別是雙向連接中另一方的IP地址、主機名和端口號,stream指明socket是流socket還是數據報socket,localPort表示本地主機的端口號,localAddr和bindAddr是本地機器的地址(ServerSocket的主機地址),impl是socket的父類,既可以用來創建serverSocket又可以用來創建Socket。 count則表示服務端所能支持的最大連接數。例如:學習視頻網http://www.xxspw.com Socket client = new Socket("127.0.01.", 80); ServerSocket server = new ServerSocket(80);注意,在選擇端口時,必須小心。每一個端口提供一種特定的服務,只有給出正確的端口,才能獲得相應的服務。 0~1023的端口號為系統所保留,例如http服務的端口號為80,telnet服務的端口號為21,ftp服務的端口號為23, 所以我們在選擇端口號時,最好選擇一個大於1023的數以防止發生衝突。
在創建socket時如果發生錯誤,將產生IOException,在程序中必須對之作出處理。所以在創建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。
4,簡單的Client/Server程序
1. 客戶端程序
import java.io.*; import java.net.*; public class TalkClient { public static void main(String args[]) { try{ Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700); //向本機的4700端口發出客戶請求BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //由系統標準輸入設備構造BufferedReader對象PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream()); //由Socket對象得到輸出流,並構造PrintWriter對象BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //由Socket對象得到輸入流,並構造相應的BufferedReader對象String readline; readline=sin.readLine(); //從系統標準輸入讀入一字符串while(!readline.equals("bye")){ //若從標準輸入讀入的字符串為"bye"則停止循環os.println(readline); //將從系統標準輸入讀入的字符串輸出到Server os.flush(); //刷新輸出流,使Server馬上收到該字符串System.out.println("Client:"+readline); //在系統標準輸出上打印讀入的字符串System.out.println("Server:"+is.readLine()); //從Server讀入一字符串,並打印到標準輸出上readline=sin.readLine(); //從系統標準輸入讀入一字符串} //繼續循環os.close(); //關閉Socket輸出流is.close(); //關閉Socket輸入流socket.close(); //關閉Socket }catch(Exception e) { System.out.println("Error"+e); //出錯,則打印出錯信息} }}2. 服務器端程序
import java.io.*; import java.net.*; import java.applet.Applet; public class TalkServer{ public static void main(String args[]) { try{ ServerSocket server=null; try{ server=new ServerSocket(4700); //創建一個ServerSocket在端口4700監聽客戶請求}catch(Exception e) { System.out.println("can not listen to:"+e); //出錯,打印出錯信息} Socket socket=null; try{ socket=server.accept(); //使用accept()阻塞等待客戶請求,有客戶//請求到來則產生一個Socket對象,並繼續執行}catch(Exception e) { System.out.println("Error."+e); //出錯,打印出錯信息} String line; BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //由Socket對象得到輸入流,並構造相應的BufferedReader對象PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream()); //由Socket對象得到輸出流,並構造PrintWriter對象BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //由系統標準輸入設備構造BufferedReader對象System.out.println("Client:"+is.readLine()); //在標準輸出上打印從客戶端讀入的字符串line=sin.readLine(); //從標準輸入讀入一字符串while(!line.equals("bye")){ //如果該字符串為"bye",則停止循環os.println(line); //向客戶端輸出該字符串os.flush(); //刷新輸出流,使Client馬上收到該字符串System.out.println("Server:"+line); //在系統標準輸出上打印讀入的字符串System.out.println("Client:"+is.readLine()); //從Client讀入一字符串,並打印到標準輸出上line=sin.readLine(); //從系統標準輸入讀入一字符串} //繼續循環os.close(); //關閉Socket輸出流is.close(); //關閉Socket輸入流socket.close(); //關閉Socket server.close(); //關閉ServerSocket }catch(Exception e){ System.out.println("Error:"+e); //出錯,打印出錯信息} } }5,支持多客戶的client/server程序
前面的Client/Server程序只能實現Server和一個客戶的對話。在實際應用中,往往是在服務器上運行一個永久的程序,它可以接收來自其他多個客戶端的請求,提供相應的服務。為了實現在服務器方給多個客戶提供服務的功能,需要對上面的程序進行改造,利用多線程實現多客戶機制。服務器總是在指定的端口上監聽是否有客戶請求,一旦監聽到客戶請求,服務器就會啟動一個專門的服務線程來響應該客戶的請求,而服務器本身在啟動完線程之後馬上又進入監聽狀態,等待下一個客戶的到來。