java网络编程

一、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。

二、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。

　　1、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 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 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 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 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。

　　　ServerSocket 类的常用方法：

序号	方法描述
1	public int getLocalPort() 返回此套接字在其上侦听的端口。
2	public Socket accept() throws IOException 侦听并接受到此套接字的连接。
3	public void setSoTimeout(int timeout) 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) 将 ServerSocket 绑定到特定地址（IP 地址和端口号）。

　　2、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. 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 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. 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. 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() 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。

　　　　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 将此套接字连接到服务器，并指定一个超时值。
2	public InetAddress getInetAddress() 返回套接字连接的地址。
3	public int getPort() 返回此套接字连接到的远程端口。
4	public int getLocalPort() 返回此套接字绑定到的本地端口。
5	public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 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 返回此套接字的输入流。
7	public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的输出流。
8	public void close() throws IOException 关闭此套接字。

　　3、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) 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) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。
3	static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
4	String getHostAddress() 返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
5	String getHostName() 获取此 IP 地址的主机名。
6	static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机。
7	String toString() 将此 IP 地址转换为 String。

　　　　4、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。　　　

 1 // 文件名 GreetingClient.java
 2  
 3 import java.net.*;  4 import java.io.*;  5  
 6 public class GreetingClient  7 {  8    public static void main(String [] args)  9  { 10       String serverName = args[0]; 11       int port = Integer.parseInt(args[1]); 12       try
13  { 14          System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" + port); 15          Socket client = new Socket(serverName, port); 16          System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress()); 17          OutputStream outToServer = client.getOutputStream(); 18          DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer); 19  
20          out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress()); 21          InputStream inFromServer = client.getInputStream(); 22          DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer); 23          System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF()); 24  client.close(); 25       }catch(IOException e) 26  { 27  e.printStackTrace(); 28  } 29  } 30 }

　　　　5、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。　　　

 1 // 文件名 GreetingServer.java
 2  
 3 import java.net.*;  4 import java.io.*;  5  
 6 public class GreetingServer extends Thread  7 {  8    private ServerSocket serverSocket;  9    
10    public GreetingServer(int port) throws IOException 11  { 12       serverSocket = new ServerSocket(port); 13       serverSocket.setSoTimeout(10000); 14  } 15  
16    public void run() 17  { 18       while(true) 19  { 20          try
21  { 22             System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "..."); 23             Socket server = serverSocket.accept(); 24             System.out.println("远程主机地址：" + server.getRemoteSocketAddress()); 25             DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream()); 26  System.out.println(in.readUTF()); 27             DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream()); 28             out.writeUTF("谢谢连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!"); 29  server.close(); 30          }catch(SocketTimeoutException s) 31  { 32             System.out.println("Socket timed out!"); 33             break; 34          }catch(IOException e) 35  { 36  e.printStackTrace(); 37             break; 38  } 39  } 40  } 41    public static void main(String [] args) 42  { 43       int port = Integer.parseInt(args[0]); 44       try
45  { 46          Thread t = new GreetingServer(port); 47  t.run(); 48       }catch(IOException e) 49  { 50  e.printStackTrace(); 51  } 52  } 53 }

　　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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