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网络编程
序号 | 文内章节 | 视频 |
---|---|---|
1 | 概述 | - |
2 | Socket编程 | - |
3 | ServerSocket类的方法 | - |
4 | Socket类的方法 | - |
5 | InetAddress类的方法 | - |
6 | Socket客户端实例 | - |
7 | Socket服务端实例 | - |
请参照如上章节导航
进行阅读
1.概述
网络编程是指编写运行在多个设备(计算机)的程序,这些设备都通过网络连接起来。
java.net
包中 J2SE 的 API 包含有类和接口,它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口,来专注于解决问题,而不用关注通信细节。
java.net
包中提供了两种常见的网络协议的支持:
- TCP:
TCP
是传输控制协议的缩写,它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
是用户数据报协议的缩写,一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包。
本教程主要讲解以下两个主题。
- Socket 编程:这是使用最广泛的网络概念,它已被解释地非常详细。
- URL 处理:这部分会在另外的篇幅里讲,点击这里更详细地了解在 Java 语言中的
URL
处理
2.Socket编程
套接字使用 TCP
提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字,并尝试连接服务器的套接字。
当连接建立时,服务器会创建一个 Socket
对象。客户端和服务器现在可以通过对 Socket
对象的写入和读取来进行通信。
java.net.Socket
类代表一个套接字,并且 java.net.ServerSocket
类为服务器程序提供了一种来监听客户端,并与他们建立连接的机制。
以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立 TCP
连接时会出现:
- 服务器实例化一个
ServerSocket
对象,表示通过服务器上的端口通信 - 服务器调用
ServerSocket
类的accept()
方法,该方法将一直等待,直到客户端连接到服务器上给定的端口 - 服务器正在等待时,一个客户端实例化一个
Socket
对象,指定服务器名称和端口号来请求连接 Socket
类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立,则在客户端创建一个Socket
对象能够与服务器进行通信- 在服务器端,
accept()
方法返回服务器上一个新的socket
引用,该socket
连接到客户端的socket
连接建立后,通过使用 I/O
流在进行通信,每一个 socket
都有一个输出流和一个输入流,客户端的输出流连接到服务器端的输入流,而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。
TCP
是一个双向的通信协议,因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket
。
3.ServerSocket类的方法
服务器应用程序通过使用 java.net.ServerSocket
类以获取一个端口,并且侦听客户端请求。
ServerSocket
类有四个构造方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public ServerSocket(int port) throws IOException <br>创建绑定到特定端口的服务器套接字。 |
2 | public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException <br>利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。 |
3 | public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException <br>使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。 |
4 | public ServerSocket() throws IOException <br>创建非绑定服务器套接字。 |
创建非绑定服务器套接字。 如果 ServerSocket
构造方法没有抛出异常,就意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口,并且侦听客户端请求。
这里有一些 ServerSocket
类的常用方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public int getLocalPort() <br> 返回此套接字在其上侦听的端口。 |
2 | public Socket accept() throws IOException <br>侦听并接受到此套接字的连接。 |
3 | public void setSoTimeout(int timeout) <br> 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT ,以毫秒为单位。 |
4 | public void bind(SocketAddress host, int backlog) <br>将 ServerSocket 绑定到特定地址(IP地址 和端口号 )。 |
4.Socket类的方法
java.net.Socket
类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket
对象通过实例化 ,而服务器获得一个 Socket
对象则通过 accept()
方法的返回值。
Socket
类有五个构造方法.
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException <br>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 。 |
2 | public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException <br>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 。 |
3 | public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException <br>创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。 |
4 | public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException <br>创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。 |
5 | public Socket() <br>通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字 |
当 Socket
构造方法返回,并没有简单的实例化了一个 Socket
对象,它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口。
下面列出了一些感兴趣的方法,注意客户端和服务器端都有一个 Socket
对象,所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法。
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException <br>将此套接字连接到服务器,并指定一个超时值。 |
2 | public InetAddress getInetAddress() <br> 返回套接字连接的地址。 |
3 | public int getPort() <br>返回此套接字连接到的远程端口。 |
4 | public int getLocalPort() <br>返回此套接字绑定到的本地端口。 |
5 | public SocketAddress getRemoteSocketAddress() <br>返回此套接字连接的端点的地址,如果未连接则返回 null 。 |
6 | public InputStream getInputStream() throws IOException <br>返回此套接字的输入流。 |
7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException <br>返回此套接字的输出流。 |
8 | public void close() throws IOException <br>关闭此套接字。 |
5.InetAddress类的方法
这个类表示互联网协议(IP
)地址。下面列出了 Socket
编程时比较有用的方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | static InetAddress getByAddress(byte[] addr) <br>在给定原始 IP 地址的情况下,返回 InetAddress 对象。 |
2 | static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) <br>根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress 。 |
3 | static InetAddress getByName(String host) <br>在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。 |
4 | String getHostAddress() <br>回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。 |
5 | String getHostName() <br> 获取此 IP 地址的主机名。 |
6 | static InetAddress getLocalHost() <br>返回本地主机。 |
7 | String toString() <br>将此 IP 地址转换为 String 。 |
6.Socket客户端实例
如下的 GreetingClient
是一个客户端程序,该程序通过 socket
连接到服务器并发送一个请求,然后等待一个响应。
// 文件名 GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingClient
{
public static void main(String [] args)
{
String serverName = args[0];
int port = Integer.parseInt(args[1]);
try
{
System.out.println("连接到主机:" + serverName + " ,端口号:" + port);
Socket client = new Socket(serverName, port);
System.out.println("远程主机地址:" + client.getRemoteSocketAddress());
OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
InputStream inFromServer = client.getInputStream();
DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
System.out.println("服务器响应: " + in.readUTF());
client.close();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
7.Socket服务端实例
如下的 GreetingServer
程序是一个服务器端应用程序,使用 Socket
来监听一个指定的端口。
// 文件名 GreetingServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class GreetingServer extends Thread
{
private ServerSocket serverSocket;
public GreetingServer(int port) throws IOException
{
serverSocket = new ServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(10000);
}
public void run()
{
while(true)
{
try
{
System.out.println("等待远程连接,端口号为:" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
Socket server = serverSocket.accept();
System.out.println("远程主机地址:" + server.getRemoteSocketAddress());
DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
System.out.println(in.readUTF());
DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
out.writeUTF("谢谢连接我:" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
server.close();
}catch(SocketTimeoutException s)
{
System.out.println("Socket timed out!");
break;
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
break;
}
}
}
public static void main(String [] args)
{
int port = Integer.parseInt(args[0]);
try
{
Thread t = new GreetingServer(port);
t.run();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
编译以上两个 Java 文件代码,并执行以下命令来启动服务,使用端口号
为 6066
:
$ javac GreetingServer.java
$ java GreetingServer 6066
等待远程连接,端口号为:6066...
新开一个命令窗口,执行以上命令来开启客户端:
$ javac GreetingClient.java
$ java GreetingClient localhost 6066
连接到主机:localhost ,端口号:6066
远程主机地址:localhost/127.0.0.1:6066
服务器响应: 谢谢连接我:/127.0.0.1:6066
Goodbye!
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