java 网络编程，Socket编程

Java的网络编程主要涉及到的内容是Socket编程，那么什么是Socket呢？简单地说，Socket，套接字，就是两台主机之间逻辑连接的端点。TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket，本质上就是一组接口，是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。

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。

整体流程

Socket编程主要涉及到客户端和服务器端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字(ServerSocket)，并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，我们可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。

客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

java 网络编程，Socket编程

实例

下面是一个客户端和服务器端进行数据交互的简单例子，客户端输入正方形的边长，服务器端接收到后计算面积并返回给客户端，通过这个例子可以初步对Socket编程有个把握。

服务器端

public class SocketServer {
 public static void main(String[] args) throws IOException {
 // 端口号
 int port = 7000;
 // 在端口上创建一个服务器套接字
 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
 // 监听来自客户端的连接
 Socket socket = serverSocket.accept();
 DataInputStream dis = new DataInputStream(
 new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));
 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
 new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
 do {
 double length = dis.readDouble();
 System.out.println("服务器端收到的边长数据为：" + length);
 double result = length * length;
 dos.writeDouble(result);
 dos.flush();
 } while (dis.readInt() != 0);
 socket.close();
 serverSocket.close();
 }
}

客户端

public class SocketClient {
 public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
 int port = 7000;
 String host = "localhost";
 // 创建一个套接字并将其连接到指定端口号
 Socket socket = new Socket(host, port);
 DataInputStream dis = new DataInputStream(
 new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));
 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
 new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
 Scanner sc = new Scanner(System.in);
 boolean flag = false;
 while (!flag) {
 System.out.println("请输入正方形的边长:");
 double length = sc.nextDouble();
 dos.writeDouble(length);
 dos.flush();
 double area = dis.readDouble();
 System.out.println("服务器返回的计算面积为:" + area);
 while (true) {
 System.out.println("继续计算？(Y/N)");
 String str = sc.next();
 if (str.equalsIgnoreCase("N")) {
 dos.writeInt(0);
 dos.flush();
 flag = true;
 break;
 } else if (str.equalsIgnoreCase("Y")) {
 dos.writeInt(1);
 dos.flush();
 break;
 }
 }
 }
 socket.close();
 }
}

实例二

可以看到上面的服务器端程序和客户端程序是一对一的关系，为了能让一个服务器端程序能同时为多个客户提供服务，可以使用多线程机制，每个客户端的请求都由一个独立的线程进行处理。下面是改写后的服务器端程序。

public class SocketServerM {
 public static void main(String[] args) throws IOException {
 int port = 7000;
 int clientNo = 1;
 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
 // 创建线程池
 ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
 try {
 while (true) {
 Socket socket = serverSocket.accept();
 exec.execute(new SingleServer(socket, clientNo));
 clientNo++;
 }
 } finally {
 serverSocket.close();
 }
 }
}
class SingleServer implements Runnable {
 private Socket socket;
 private int clientNo;
 public SingleServer(Socket socket, int clientNo) {
 this.socket = socket;
 this.clientNo = clientNo;
 }
 @Override
 public void run() {
 try {
 DataInputStream dis = new DataInputStream(
 new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));
 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
 new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()));
 do {
 double length = dis.readDouble();
 System.out.println("从客户端" + clientNo + "接收到的边长数据为：" + length);
 double result = length * length;
 dos.writeDouble(result);
 dos.flush();
 } while (dis.readInt() != 0);
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 } finally {
 System.out.println("与客户端" + clientNo + "通信结束");
 try {
 socket.close();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
}

上面改进后的服务器端代码可以支持不断地并发响应网络中的客户请求。关键的地方在于多线程机制的运用，同时利用线程池可以改善服务器程序的性能。

java 网络编程，Socket编程

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