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    Java 网络编程
    更新日期: 2017年07月14日 来源: 本站原创 作者: 佚名 阅读:
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    java 网络编程

    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


    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。

    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。


    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。

    这里有一些 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)。
     

    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。

    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
    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。
     

    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。
     

    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。

    GreetingClient.java 文件代码:

    // 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("Connecting to " + serverName + " on port " + port);
    Socket client = new Socket(serverName, port);
    System.out.println("Just connected to " + 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("Server says " + in.readUTF());
    client.close();
    }
    catch(IOException e)
    { e.printStackTrace(); }
    }
    }

    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。

    GreetingServer.java 文件代码:

    // 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("Waiting for client on port " + serverSocket.getLocalPort() + "...");
    Socket server = serverSocket.accept();
    System.out.println("Just connected to " + server.getRemoteSocketAddress());
    DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
    System.out.println(in.readUTF());
    DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
    out.writeUTF("Thank you for connecting to " + 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.start();
    }
    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:

    $ java GreetingServer 6066
    Waiting for client on port 6066...
    

    新开一个命令窗口,执行以上命令来开启客户端:

    $ java GreetingClient localhost 6066
    Connecting to localhost on port 6066
    Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
    Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
    Goodbye!
    
     

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