比尔学Java：Java Socket篇

2019-11-18 12:14:48

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供稿：网友

比尔最近接到一个项目，是要在原来的系统上实现客户端与服务器的连接。原来的系统是用java开发的，项目组讨后，决定应用Java提供的Socket类来解决问题。比尔是C开发的高手，对Java却只略知皮毛。所以，比尔一头扎进Java中，开始他的学习历程。当然，首先还要解决眼前的问题，学习Socket编程。
　　在学习Socket编程之前，先看看自己是否熟悉TCP、UDP、Ports等网络基本概念，要是还不熟悉的话就得先去补补课罗！
　　Socket 的基本概念
　　1、Socket，也就是俗称的套接字。
　　2、Sun Java中的定义：是运行在网络上的两个程序间双向通讯连接的末端，它提供客户端和服务器端的连接通道。Socket绑定于特定端口这样TCP层就知道将数据提供给哪个应用程序。
　　3、字面上的理解，Socket的意思是"插座、孔"，你还可以把它形象地理解为打电话用的电话机，你从听筒里听到对方声音，同时将声音通过话筒传给对方。
　　
　　我想你现在和我刚开始的时候一样：似乎有点明白，又似乎不是很明白，没关系，我希望通过下面例子的讲解你能够彻底地把握它。在实例之前，让我们先来看看Socket实现的基本原理。
　　Socket编程实现原理
　　从连接的建立到连接的结束，每个Socket应用都大致包含以下几个基本步骤：
　　1、服务器端socket绑定于特定端口，服务器侦听socket等待连接请求；
　　2、客户端向服务器和特定端口提交连接请求；
　　3、服务器接受连接，产生一新的socket，绑定到另一端口，由此socket来处理和客户端的交互，服务器继续侦听原socket来接受其他客户端的连接请求；
　　
　　4、连接成功后客户端也产生一socket，并通过它来与服务器端通讯（注重：客户端socket并不与特定端口绑定）；
　　5、接下来，服务器端和客户端就通过读取和写入各自的socket来进行通讯。
　　注重：本文中只讲解基于TCP的Socket应用
　　Java中的Socket类
　　Java中提供两个类（在java.net包中）——Socket和ServerSocket来分别实现客户端和服务器端Socket。但Socket的实际工作是由抽象类SocketImpl的实例来完成的，这其实是设计模式中Abstract Factory模式的一个应用。
　　
　　ServerSocket类的常用构造器和主要方法：
　　
　　ServerSocket(int port) 在指定的端口号上产生一服务器端socket
　　Socket accept()
　　侦听socket，接受连接
　　Socket类的常见构造器和主要方法：
　　
　　Socket(String host, int port) 生成一socket并连接至指定的主机和端口
　　InputStream getInputStream() 返回socket的输入流
　　OutputStream getOuputStream() 返回socket的输出流
　　一个客户服务器实例
　　了解了上面的一些基本知识以后，我想大家现在都迫不及待地想亲自动手编写自己的socket，那就让我们开始吧！在这个例子中，我们模拟了一个Echo服务，它侦听3333端口。客户端接受用户键盘输入并向服务器端发出连接请求，服务器端接受客户端连接，连接成功后建立会话，客户端于是向服务器端发送用户输入信息，服务器端接收此信息并且简单返回给客户端。源码如下：
　　
　　（服务器端）
　　
　　/**
　　 * Title:EchoServer.java 
　　 * Description: EchoServer create a echo-like server at port 3333
　　 * @author Mac
　　 * @version 2002/9/2
　　 */
　　
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　public class EchoServer
　　{
　　 public static void main (String[] args) throws IOException
　　 {
　　 ServerSocket echoServer = null;
　　 try
　　 {
　　 echoServer = new ServerSocket(3333); //creat a server socket at port
　　3333（问题一）
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.PRintln("Couldn't listen on port:3333");
　　 System.exit(-1);
　　 }
　　
　　 Socket echoClient = null;
　　 try
　　 {
　　 echoClient = echoServer.accept(); //accept a connection
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.println("IO error:" + e.getMessage());
　　 System.exit(-1);
　　 }
　　
　　 PrintWriter out = new PrintWriter(echoClient.getOutputStream(),true);
　　 //gets the socket's output stream and opens a PrintWriter on it
　　 //if you remove the argument true,what will happen?（问题三）
　　 BufferedReader in = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(echoClient.getInputStream()));
　　 //gets the socket's input stream and opens a BufferedReader on it
　　 String strFromClient;
　　
　　 while((strFromClient = in.readLine()) != null)
　　 {
　　 out.println("result is :" + strFromClient);
　　 }
　　
　　 in.close();
　　 out.close();
　　 echoClient.close();
　　 echoServer.close();
　　 }
　　}
　　
　　（客户端）
　　/**
　　 *Title:EchoClient.java 
　　 *Description: EchoClient creates a socket thereby getting a connection to
　　echo-like server
　　 * @author Mac Wang
　　 * @version 2002/8/30
　　 */
　　
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　public class EchoClient
　　{
　　
　　 public static void main(String[] args)
　　 {
　　 try
　　 {
　　Socket echoClient = new Socket("yourhostname",3333);
　　//creat a new socket connected to host and port 3333
　　 PrintWriter out = new PrintWriter(echoClient.getOutputStream(),true);
　　
　　 BufferedReader in = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(echoClient.getInputStream()));
　　 String fromServer,fromUser;
　　 BufferedReader stdIn = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(System.in));
　　 //gets the system input stream and opens a BufferedReader on it
　　 while ((fromUser = stdIn.readLine()) != null)
　　 {
　　 if (fromUser.equals("bye")) break;
　　//when user types "bye" then end
　　
　　 System.out.println("input is:" + fromUser);
　　 out.println(fromUser);
　　
　　 fromServer = in.readLine();
　　 System.out.println(fromServer);
　　 }
　　 out.close();
　　 in.close();
　　 echoClient.close();
　　 }
　　 catch(UnknownHostException e)
　　 {
　　 System.err.println("Unknown host:yourhostname");
　　 System.exit(1);
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.println("I/0 error:" + e.getMessage());
　　 System.exit(1);
　　 }
　　 }
　　}
　　现在大家可以分别运行Server和Client，看看程序运行效果（注重：你必须将yourhostname替换成你自己的主机名或IP地址）。并且思考以下几个问题：
　　
　　1、把端口号换成2222后看看程序运行效果？那么89呢？是不是任何数字都可以呢？
　　
　　2、假如不采用我们自己编写的echo server，而是连接到系统本身提供的echo server（端口号为7），试试看会发生什么情况，客户端Socket是否需要改变呢？
　　
　　3、去掉PrintWriter中的参数True，看看程序运行的效果？
　　
　　4、注重程序中是如何读取和写入Socket的？
　　5、试着多打开几个客户端，看看效果如何？
　　从问题5中大家可以看出来，上面的例子只支持一个用户连接，那么如何支持多用户的同时访问呢？最简单有效的方法就是利用多线程实现，每个线程对应一个用户连接，server接受一个client连接后，就新产生一个线程，并交由它去处理余下的工作。下面就是支持多用户的服务器端实现：
　　/**
　　*Title:EchoMultiServer 
　　 *Description: EchoServer create a echo-like server at port 3333 which supports
　　multi-client
　　 * @author Mac Wang
　　 * @version 2002/9/2
　　 */
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　class EchoMultiServerThread extends Thread
　　{
　　 private Socket echoClient = nul

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