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Java入门 - 高级教程 - 05.网络编程网络编程

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网络编程

请参照如上

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1.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。

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

2.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

3.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:

方法描述

public ServerSocket(int port) throws IOException

创建绑定到特定端口的服务器套接字。

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。

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。

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:

public int getLocalPort()

返回此套接字在其上侦听的端口。

public Socket accept() throws IOException

侦听并接受到此套接字的连接。

public void setSoTimeout(int timeout)

通过指定超时值启用/禁用

SO_TIMEOUT

,以毫秒为单位。

public void bind(SocketAddress host, int backlog)

ServerSocket

绑定到特定地址(

IP地址

端口号

)。

4.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.

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

public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException

IP地址

的指定

端口号

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。

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。

public Socket()

通过系统默认类型的

SocketImpl

创建未连接套接字

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。

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。

public InetAddress getInetAddress()

返回套接字连接的地址。

public int getPort()

返回此套接字连接到的远程端口。

public int getLocalPort()

返回此套接字绑定到的本地端口。

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

public InputStream getInputStream() throws IOException

返回此套接字的输入流。

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。

5.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:

static InetAddress getByAddress(byte[] addr)

在给定原始

IP

地址的情况下,返回

InetAddress

对象。

static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)

根据提供的主机名和

IP

地址创建

InetAddress

static InetAddress getByName(String host)

在给定主机名的情况下确定主机的

IP

地址。

String getHostAddress()

IP

地址字符串(以文本表现形式)。

String getHostName()

获取此

IP

地址的主机名。

static InetAddress getLocalHost()

返回本地主机。

String toString()

将此

IP

地址转换为

String

6.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。

// 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("连接到主机:" + serverName + " ,端口号:" + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("远程主机地址:" + 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("服务器响应: " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}           

7.Socket服务端实例

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。

// 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("等待远程连接,端口号为:" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("远程主机地址:" + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("谢谢连接我:" + 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.run();
      }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

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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