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java生下来一开始就是为了计算机之间的通信,因此这篇文章也将开始介绍一下java使用socket进行计算机之间的通信,在上一篇文章中已经对网络通信方面的基础知识进行了总结,这篇文章将通过代码案例来解释说明。
一、网络编程基础
因为java网络编程这块是从基础开始讲解的,所以知识点也是由浅入深,因此还是有必要对一些基础的知识进行回顾和掌握,如果你是大神,不喜勿喷。
1、两台计算机之间的通信
两台计算机如何实现通信呢?人类交流是通过定义一定的语言,计算机也是,他们之间必须要有相应的协议才可以。
也就是说,两台计算机要想通信必须要遵循一定的规则协议。通信流程基本上就是,一台计算机上的一个端口号数据,然后通过协议发送到另外一台计算机上的同一个端口号。这里面有三个重要的部分需要我们去理解一下,当然不会细讲,因为在上一篇文章中已经提出。(1)TCP/IP协议
(2)IP地址
(3)端口
我们先讲一下TCP/IP模型。
2、TCP/IP模型
TCP/IP模型就是上面的协议,它定义了一些规则来用于计算机之间的通信,同时也是世界上应用最为广泛的协议。这个协议模型建立在TCP和IP协议上面(从名字也可以看出来)。
从上图我们可以看到TCP/IP其实是处于传输层的,也就是我们的协议核心所在,TCP/IP协议定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。
3、IP地址
为了实现两个网络中不同计算机之间的通信,每台计算机都必须有一个唯一的标识,就是中国公民每一个人都有一个惟一的身份证号码一样。
4、端口
我们知道一台计算机其实是可以跑很多个程序的,那么我们的程序怎么就能准确无误的到达另外一个程序呢?这其实就是使用了端口号来区分不同的应用程序。
端口号的范围也很大0到65535。其中0到1023是保留的,也就是我们不能用的。那我们的今天所讲的socket是如何组成的呢?其实就是由IP地址和端口号组成的。
二、socket通信
在上面其实我们对通讯需要掌握的一些基础知识进行了分析,这里我们开始使用java语言来演示一下这个过程。
socket通信其实是有两种方式:TCP和UDP过程。
(1)TCP是可靠地面向连接的通信过程,含有三次握手四次挥手的机制。
(2)UDP是不可靠的无连接的通信过程,客户端只管发,不管服务端有没有接受到。
那这两种通信方式的基本模型是什么呢?我们使用一张图来看一下:
从上图我们可以看到,Socket实现的步骤大体包含一下几个步骤:
(1)创建Server和client的ServerSocket和Socket。
(2)打开链接到Socket的输入输出流
(3)按照协议对Socket进行读取操作
(4)关闭输入输出流、关闭Socket。
下面我们就直接来看例子,然后再来分析这个例子:
1、基于TCP的socket通信
我们拿男孩做客户端,女孩因为有很多人追求,所以做服务端,一个服务端可被多个男孩客户端请求表白。我们这里先看女孩服务端的具体步骤:
(1)创建ServerSocket对象,绑定监听端口。
(2)通过accept()方法监听客户端请求
(3)连接建立后,通过输入流读取客户端的数据
(4)通过输出流,向客户端回应信息
OK,基本的步骤就是这,我们就看一下代码。
public class Server { public static void main(String[] args) throws IOException { // 端口号 int port = 8888; // 保留客户端发来的信息 String info=null; // 1、创建ServerSocket并监听指定的端口 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port); // 2、使用accept监听来自客户端的连接 Socket socket = serverSocket.accept(); //3、获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中 InputStreamReader is=new InputStreamReader(socket.getInputStream()); BufferedReader br=new BufferedReader(is); while ((info=br.readLine())!=null) { System.out.println("女孩收到了男孩的来信,内容是:"+info); } socket.shutdownInput();//关闭输入流 //4、通过输出流回应客户端 PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream()); os.write("我同意你的请求"); os.flush();//将缓冲区输出 socket.shutdownOutput(); //5、关闭资源 is.close(); os.close(); br.close(); socket.close(); serverSocket.close(); }}
具体的步骤已经很清晰了,我们再来看看男孩客户端的步骤:
(1)创建Socket并指定端口
(2)通过输出流向服务端发送一个请求
(3)等待服务端的回应 获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中
(4)关闭资源
下面同样使用java代码来演示一下。
public class Client { public static void main(String[] args) { try { //1、创建Socket并指定端口 Socket socket = new Socket("localhost",8888); //2、向服务端发送一个请求 PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); System.out.println("男孩要向女孩表白,消息是:我是张三客户端,做我女朋友可好"); os.write("我是张三客户端,做我女朋友可好"); os.flush();//将缓冲区输出 socket.shutdownOutput(); //3、等待服务端的回应 获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中 InputStreamReader is=new InputStreamReader(socket.getInputStream()); BufferedReader br=new BufferedReader(is); String info=null; while ((info=br.readLine())!=null) { System.out.println("男孩焦急等待收到了女孩的回应是:"+info); } socket.shutdownInput();//关闭输入流 //4、关闭资源 os.close(); is.close(); br.close(); socket.close(); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }}
这就是男孩追求女孩的代码示例,说起来也很简单。如果我们之前学习过socket编程,可能上述的这些代码难不倒我们,不过如果从基础开始入门学习,还是有必要对其两个类进行说明一下。高手可跳过:
第一个:Socket
当我们想要在Java中使用TCP/IP通过网络连接到服务器时,就需要创建Socket对象并连接到服务器。在服务端的Socket对应着连接的一个个客户端。
第二个:ServerSocket
用ServerSocket实现java服务通过TCP/IP监听客户端连接,他只存在于服务端。
2、基于UDP的Socket通信
UDP的通信模式其实是无连接的不可靠的通信协议,举个例子,花心男孩向女孩表白,就给女孩写了一封情书,然后不管女孩有没有收到情书,自己继续向其他女孩表白。我们这里还是以女孩为服务端。
我们首先来看一下服务端的步骤:
接收客户端发送的数据
(1)创建服务器端DatagramSocket指定端口
(2)创建数据报DatagramPacket,接收客户端发送的数据
(3)接收客户端发送的数据
(4)读取数据
向客户端响应数据
(1)定义客户端的地址、端口号、数据
(2)创建数据报,包含响应的数据信息
(3)响应客户端
(4)关闭资源
具体代码来演示一下。
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("女孩收到了男孩的信息:"+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="我不同意,你个渣男".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(); }}
然后再来看一下客户端的请求:
向服务器端发送数据
(1)定义服务器的地址、端口号、数据
(2)创建数据报,包含发送的数据信息
(3)创建DatagramSocket对象
(4)向服务器端发送数据报
接收服务器端响应的数据
(1)创建数据报DatagramPacket,用于接收服务器端响应的数据
(2)接收服务器响应的数据
(3)读取数据
(4)关闭资源
我们再使用java语言来演示一下客户端代码
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="我是花心男,我要和你做男女朋友".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(); //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("我是花心男,女孩给我回复了:"+reply); //4.关闭资源 socket.close(); }}
OK,以上就是socket通信的两种基本方式,这里只是给出了一个最最简单的例子演示,这也是最基础的代码,后续文章会继续加深难度。我们现在来总结一下这个Socket通信
从上面我们可以看到Java提供了非常易用的网络API,调用这些API我们可以很方便的通过建立TCP/IP或UDP套接字,在网络之间进行相互通信,但是其中TCP要比UDP更加常用。但是在一些场景下面。使用无连接的UDP要优于TCP。
欢迎关注微信公众号:java的架构师技术栈,回复关键字可获取各种计算机视频教程和资源,后续文章也将持续更新。
socket.close();}
}
``OK,以上就是socket通信的两种基本方式,这里只是给出了一个最最简单的例子演示,这也是最基础的代码,后续文章会继续加深难度。我们现在来总结一下这个Socket通信
从上面我们可以看到Java提供了非常易用的网络API,调用这些API我们可以很方便的通过建立TCP/IP或UDP套接字,在网络之间进行相互通信,但是其中TCP要比UDP更加常用。但是在一些场景下面。使用无连接的UDP要优于TCP。
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