Socket通信机制（学习总结）

一、什么是Socket：
1、Socket是两个程序进行双向数据传输的网络通信的端点，由一个地址和一个端口来标识。
2、两种通信方式：有连接方式TCP、无连接方式UDP（用户数据报协议）。

二、有连接方式TCP
1、通信双方在开始时必须进行一次连接过程（三次握手），建立一条通信链路。通信链路提供了可靠的，全双工的字节流服务。
Socket是两个进程间通信链的端点，每个socket有两个流：一个输入流和输出流；其中：
（1）只要向Socket的输出流写，一个进程就可以通过网络连接向其他进程发送数据；
（2）通过读Socket的输入流，就可以读取传输来的数据。
2、基于TCP协议进行通信
（1）服务器端步骤：

• 创建ServerSocket对象，绑定监听端口，并监听。
• 通过accept（）方法监听客户端的请求。
• 连接建立后，通过输入流（InputStream）读取客户端发送到请求信息
• 通过输出流（OutputStream）向客户端发送响应信息。
• 关闭相关资源

（2）客户端步骤：

• 创建Socket对象，知名需要连接的服务器端的地址和端口号
• 连接建立后，通过输出流OutputStream向服务器端发送请求信息。
• 通过输入流InputStream获取服务器端响应的信息。
• 关闭相关资源

多个客户端与服务器通信例子：

服务器线程处理类

//省略导入的包展示//服务器线程处理类public class ServerThread extends Thread{    //和本线程相关的socket    Socket socket=null;    public ServerThread(Socket socket){        this.socket=socket;    }    //线程执行的操作，响应客户端的请求    public void run(){        InputStream is=null;        InputStreamReader isr=null;        BufferedReader br=null;        OutputStream os=null;        PrintWriter pw=null;        try {            //获取输入流，并读取客户端信息            is=socket.getInputStream();//字节流            //将字节流包装为字符流            isr=new InputStreamReader(is);            //为字符流添加缓冲            br=new BufferedReader(isr);            String info=null;            //循环读取客户端的信息            while((info=br.readLine())!=null){                System.out.println("我是服务器，客户端说："+info);             }            socket.shutdownInput();//关闭输入流            //获取输出流，响应客户端的请求            os=socket.getOutputStream();            pw=new PrintWriter(os);//将字节流包装为打印流            pw.write("客户端，欢迎您！");            pw.flush();//调用flush()方法将缓冲输出        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }finally{            try {                if(pw!=null)                    pw.close();                if(os!=null)                    os.close();                if(br!=null)                    br.close();                if(isr!=null)                    isr.close();                if(is!=null)                    is.close();                if(socket!=null)                    socket.close();            } catch (IOException e) {                               e.printStackTrace();            }                   }    }}

服务器端代码

public class TCPServer {    public static void main(String[] args) {        try {            //创建一个服务器端ServerSocket，指定绑定端口，并监听            ServerSocket server=new ServerSocket(8866);            Socket socket=null;            //记录客户端的数量            int count=0;            System.out.println("####服务器即将启动，等待客户端的连接####");            //循环监听等待客户端的连接            while(true){                //调用accept()方法开始监听。等待客户端的连接                socket=server.accept();                //创建一个新的线程                ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);                serverThread.start();//启动线程                count++;//统计客户端的数量                System.out.println("客户端的数量："+count);                InetAddress address=socket.getInetAddress();                System.out.println("当前客户端的IP："+address.getHostAddress());            }                   } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

客户端代码：

public class TCPClient {    public static void main(String[] args) {        try {            //1.创建客户端Socket，指定服务器地址和端口            Socket socket=new Socket("localhost",8866);            //2.获取输出流，向服务器端发送信息            OutputStream os=socket.getOutputStream();//字节输出流                        //将输出流包装为打印流            PrintWriter pw=new PrintWriter(os);            pw.write("用户名：fyz；密码：111222");            pw.flush();            socket.shutdownOutput();//关闭输出流            //3.获取输入流，并读取服务器端的响应信息            InputStream is=socket.getInputStream();            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));            String info=null;            while((info=br.readLine())!=null){                System.out.println("我是客户端，服务器说："+info);            }            //4.关闭资源            br.close();            is.close();            pw.close();            os.close();            socket.close();        } catch (Exception e) {                     e.printStackTrace();        }    }}

显示结果：

三、无连接方式UDP（用户数据报协议）
1、通信双方不存在一个连接过程，一次网络I/O以一个数据包形式进行，而且每次网络I/O可以和不同主机的不同进程进行。 无连接方式开销小于有连接方式，但是无连接方式所提供的数据传输服务不可靠，不能保证数据报一定达到目的地。
2、DatagramSocket对象用来表示数据报通信的端点，应用程序通过该Socket接收或发送数据报，然后使用DatagramPacket对象封装数据报。
DatagramSocket类：

DatagramPacket类：
此对象封装了数据报（数据）、数据长度、数据报地址等信息。
用途：

• 接收外来数据的数据报（创建Socket的receive()方法）
  DatagramPacket(byte[] buf, int length)
  构造 DatagramPacket，用来接收长度为 length 的数据包。
  DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)
  构造 DatagramPacket，用来接收长度为 length 的包，在缓冲区中指定了偏移量。
• 要向外发送到数据报（调用send()方法）
  DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
  构造数据报包，用来将长度为 length 的包发送到指定主机上的指定端口号。
  DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)
  构造数据报包，用来将长度为 length 偏移量为 offset 的包发送到指定主机上的指定端口号。

一个客户端与服务器端通信例子

服务器端：

/* * 服务器端，实现基于UDP的用户登陆 */public class UDPServer {    public static void main(String[] args) throws IOException {        /*         * 接收客户端发送的数据         */        //1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8800);        //2.创建数据报，用于接收客户端发送的数据        byte[] data=new byte[1024];//创建字节数组，指定接收的数据包的大小        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data,data.length);         //3.接收客户端发送的数据        System.out.println("****服务器端已经启动，等待客户端发送数据****");        socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞        //4.读取数据        String info=new String(data,0,packet.getLength());        System.out.println("我是服务器，客户端说："+info);        /*         * 向客户端响应数据         */        //1.定义客户端的地址、端口号、数据        InetAddress address=packet.getAddress();        int port=packet.getPort();        byte[] data2="欢迎您！".getBytes();        //2.创建数据报，包含响应的数据信息        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2,data2.length,address,port);        //3.响应客户端        socket.send(packet2);        //4.关闭资源        socket.close();    }}

客户端：

/* * 客户端 */public class UDPClient {    public static void main(String[] args) throws IOException {        /*         * 向服务器端发送数据         */        //1.定义服务器的地址、端口号、数据        InetAddress address=InetAddress.getByName("localhost");        int port=8800;        byte[] data="用户名：admin；密码：123".getBytes();        //2.创建数据报，包含发送的数据信息        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data,data.length,address,port);        //3.创建DatagramSocket对象        DatagramSocket socket=new DatagramSocket();//与本机任意可用的端口绑定        //4.向服务器端发送数据报        socket.send(packet);        /*         * 接收服务器端响应的数据         */        //1.创建数据报，用于接收服务器端响应的数据        byte[] data2=new byte[1024];        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2,data2.length);        //2.接收服务器响应的数据        socket.receive(packet2);        //3.读取数据        String reply=new String(data2,0,packet2.getLength());        System.out.println("我是客户端，服务器说："+reply);        //4.关闭资源        socket.close();    }}

显示结果：

基于数据报的多播通信

/* * 服务器端，基于UDP */public class UDPServer {    DatagramSocket socket=null;    BufferedReader br=null;    boolean moreQuotes=true;    public void serverWork() throws IOException{                //创建数据包        socket=new DatagramSocket(4445);                while(moreQuotes){            //构造发往多播组的数据报并发送            byte[] data="欢迎大家！".getBytes();            DatagramPacket packet;                      InetAddress addrgroup=InetAddress.getByName("228.5.6.7");            packet=new DatagramPacket(data,data.length,addrgroup,4446);            socket.send(packet);            try {                Thread.sleep(5000);//间隔5秒钟            } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();            }            //moreQuotes=false;        }           //所有句子发送完毕，关闭socket        //socket.close();    }    public static void main(String[] args) throws IOException {        UDPServer server=new UDPServer();        try {            server.serverWork();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

/* * 客户端 */public class UDPClient {    public static void main(String[] args) throws IOException {        //1.创建多播数据报，并加入到一个多播组        MulticastSocket socket=new MulticastSocket(4446);        //目的主机地址组        InetAddress group=InetAddress.getByName("228.5.6.7");        //创建MulticastSocket并绑定4446端口，并加入到228.5.6.7多播组中        socket.joinGroup(group);                /*         * 接收服务器端响应的数据         */        //创建数据报，用于接收服务器端响应的数据        DatagramPacket packet;        for(int i=0;i<5;i++){            byte[] data=new byte[1024];            packet=new DatagramPacket(data,data.length);            //接收服务器响应的数据            socket.receive(packet);             String received=new String(packet.getData());             System.out.println("服务器广播给客户端的数据是："+received);        }        socket.leaveGroup(group);//离开多播组        //4.关闭资源        socket.close();    }}

显示结果：