Socket网络编程

Socket

1 环境查看

1. 通过cmd窗口的命令:ipconfig查看本机IP地址
   
2. 查看网络情况是否正常:ping百度官网
   

用来进行本地测试的地址 127.0.0.1,回环测试地址,默认代表的就是本机的IP

2 Socket概述

socket编程也叫套接字编程,应用程序可以通过它发送或者接受数据,可对其像打开文件一样打开/关闭/读写等操作.
套接字允许应用程序将I/O插入到网络中,并与网络中的其他应用程序进行通信.
网络套接字是IP地址与端口号TCP协议的组合
Socket就是为网络编程提供的一种机制,通信的两端都有Socket
网络通信其实就是Socket之间的通信,数据在两个Socket之间通过I/O进行传输.
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3 服务器端

3.1 ServerSocket

在服务器端选择一个端口号,在指定端口上等待客户端发起连接

构造方法:
ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字
常用方法:
Socket accept() 侦听并接收到此套接字的连接
void close() 关闭此套接字
启动服务:
ServerSocket ss = new ServerSocket(端口号);
等待客户端发起连接,连接后会建立起通道:Socket socket = ss.accept();

4 客户端Socket

我们经常使用的就是客户端

构造方法:
Socket(String host,int port) 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
常用方法:
InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流
OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流
void close() 关闭此套接字
新建Socket对象,连接指定IP指定的端口
Socket s = new Socket(IP,port);
从Socket获取双向的流:
InputStream in = s.getInputStream();
OutputStream out = s.getOutputStream();

5 入门案例

5.1服务器端代码编写

需求: 服务器端接收客户端发来的数据”hello”,并且给客户端响应数据”world”

创建包: cn.tedu.net
创建类: Server.java

package cn.tedu.net;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**本类用来表示Socket网络编程案例的服务器端
 * 完成步骤分析:
 * 1.启动服务器
 * 2.接收客户端的连接请求
 * 3.接收客户端发来的数据
 * */
/**测试注意事项:先启动服务器端,再启动客户端*/
public class Server {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.启动服务器,指定端口号为8888,等待客户端的连接
		/**注意:
		 * 1.使用ServerSocket需要导包java.net.ServerSocket
		 * 2.此操作会抛出异常
		 * 3.指定的端口号范围是:0-655535,而0-1024是系统端口号,不能指定
		 * */
		ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
		//2.接收客户端的连接请求,并建立数据通信通道
		Socket socket = ss.accept();
		//3.获取到读取流,接收并读取客户端发来的数据
		InputStream in = socket.getInputStream();
		//通过循环挨个读取显示读到的内容
		for(int i = 0;i < 5;i++) {
			//int b = in.read();//此方法读取的结果是把字符转成数字
			char c = (char) in.read();//为了直接显示读取到的字符,需要强制类型转换(大转小,int转char)
			System.out.print(c);//print()同行输出,注意细节哦
		}
		//5.给客户端发送数据
		OutputStream out = socket.getOutputStream();
		out.write("world".getBytes());
		out.flush();
		
		//4.释放资源
		/**注意关流的顺序,后出现的先关闭*/
		in.close();
		ss.close();
	}
}
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5.2 客户端代码编写

创建包: cn.tedu.net
创建类: Client.java

package cn.tedu.net;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

/**本类用来表示Socket网络编程案例的客户端
 * 完成步骤分析:
 * 1.指定要连接的服务器
 * 2.给服务器发送hello
 * */
public class Client {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.指定要连接的服务器,需要同时指定服务器的IP & Port
		/**注意:
		 * 1.使用Socket需要导包java.net.Socket
		 * 2.此操作会抛出异常
		 * 3.如果使用的是本机的IP,地址是固定值,用来测试时使用127.0.0.1
		 * */
		Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
		//2.给服务器端发送hello
		OutputStream out = socket.getOutputStream();
		//把要输出的数据hello字符串转变成byte[]的形式进行输出
		out.write("hello".getBytes());
		out.flush();
		
		//4.读取从服务器端返回的数据
		InputStream in = socket.getInputStream();
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			char c = (char) in.read();//为了显示字符而不是数字,强制类型转换成char
			System.out.print(c);//不换行展示获取到的数据
		}
		
		//3.释放资源
		//out.close();
		socket.close();
		
	}
}
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5.3 测试注意事项:

1.测试顺序:先启动服务器端,再启动客户端
2.可以打开多个控制台显示窗口,方便查看
3.可以将其中一个控制台显示窗口固定,否则多个窗口的显示内容是一样的
4.注意每次测试完毕后,都需要将之前的控制台窗口都关闭后再次进行新一轮的测试

注意:要先启动服务器端再启动客户端,否则会报错,如下所示:

注意，下次测试的时候，把上次测试的窗口都关掉,重复启动多次,正在使用,新次测试就无法使用

6 服务器端线程模型

入门案例中,存在两种阻塞状态:

1. 服务器端的accept()一直在等待客户端的连接
2. 通信中的read()死等数据
   

7 读一行写一行案例

创建包: cn.tedu.net
创建类: TestIO.java

package cn.tedu.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

/**这个类用来测试一行一行读取,一行一行写出*/
public class TestIO {
	public static void main(String[] args) {
		//method();//初步测试readLine()
		method2();//改进
	}
	public static void method2() {
		BufferedReader in = null;
		PrintWriter out = null;
		try {
			//1.读取一行数据,先拿到读取数据的流,注意文件需要自己在win创建
			in = new BufferedReader(new FileReader("D:\b.txt"));
			//2.定义变量,记录每行读取到的数据
			String line;
			//3.设置循环读取数据,只要有数据就一直读取
			while( (line=in.readLine()) != null) {
				System.out.println(line);
			}
			
			//4.一行行写出数据:PrintWriter
			out = new PrintWriter(new FileWriter("D:\b.txt"));
			out.println("java");
			out.println("hello");
			out.flush();//为了防止有数据没有发送过去,可以刷一下
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				//5.释放资源
				out.close();
				in.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	public static void method() {
		try {
			//1.读取一行数据,先拿到读取数据的流,注意文件需要自己在win创建
			BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("D:\b.txt"));
			//2.调用readLine方法进行测试
			String line = in.readLine();
			String line2 = in.readLine();
			String line3 = in.readLine();
			//测试1:b.txt没有数据时,readLine()返回null
			//测试2:b.txt有数据,而且是1整行数据,readLine()可以返回整行全部数据
			//测试3:b.txt有数据,而且是多行数据,readLine()只可以返回第1行全部数据
			/**原因:readLine()在读取数据时,会读取特殊标记,换行符
,读到换行符就结束
			 * 结论:readLine()只可以读取1整行数据,如果是多行数据,需要多次调用
			 * */
			//3.打印测试结果
			System.out.println(line);
			System.out.println(line2);
			System.out.println(line3);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
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8 拓展 : 回声案例

需求：接收客户端输入的每行数据,服务器再把回应给到用户

8.1 服务器端

接收客户端输入的每行数据,服务器再把回应给到用户

创建包: cn.tedu.net
创建类: Server2.java

package cn.tedu.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

/**这个类用来当做回声案例的服务器端
 * 1.启动服务器
 * 2.接收客户端的连接请求
 * 3.给每个用户分配对应的话务员
 * 4.话务员:主要负责和对应的客户端对象进行沟通I/O
 * */
/**1.创建优化后的Server2类,充当服务器端*/
public class Server2 {
	/**2.创建方法,负责服务多个客户*/
	public void service() {
		/**3.匿名对象+匿名内部类(重写run方法)*/
		new Thread() {
			/**5.把业务写在run()中*/
			@Override
			public void run() {
				try {
					//5.1 启动服务器,设置端口号为8000并等待客户端连接
					ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);
					System.out.println("服务器启动成功!");
					while(true) {//死循环,一直accept,也就是接受客户端的连接请求
						//5.2 一直接受所有客户端的连接请求
						Socket socket = ss.accept();
						System.out.println("客户端连接成功!");
						//5.3 给每个客户分配自己对应的话务员,1v1
						HuaWuThread t = new HuaWuThread(socket);
						t.start();
					}
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				
			};
		}.start();/**4.启动线程*/
	}
	
	/**6.创建话务员内部类,主要负责和客户端沟通 I/O*/
	class HuaWuThread extends Thread{
		//6.1 定义本类中的成员变量socket,用来保持通话
		Socket socket;
		//6.2含参构造,接受当前的连接信息,保持通话,为谁服务就保存谁的数据
		public HuaWuThread(Socket socket) {
			this.socket = socket;
		}
		//6.3把话务员的业务放在run(),一直读取客户端发来的数据,并作出回应
		@Override
		public void run() {
			try {
				//7.1读取一行BufferedReader,并且写出一行PrintWriter --双向流
				BufferedReader in = new BufferedReader(
						new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
				PrintWriter out = new PrintWriter(
						new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
				//7.2读取客户端发来的一行数据
				String line;//定义变量,记录读取到的一行数据
				while((line = in.readLine()) != null) {//只要有数据就一直读
					System.out.println("客户端发来的数据:"+line);
					//7.1可以给客户端作出响应-接收键盘输入的响应
					System.out.println("请输入您的回应:");
					String input = new Scanner(System.in).nextLine();
					//7.2发出作为服务器的响应
					out.println(input);
					out.flush();//把数据刷出去
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Server2 s = new Server2();
		s.service();
	}
}
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8.2 客户端

接收客户端输入的每行数据,服务器再把回应给到用户

创建包: cn.tedu.net
创建类:Client2.java

package cn.tedu.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

/**本类用来做回声案例的客户端
 * 1.连接指定的服务器
 * 2.给服务器发送数据
 * 3.接收服务器响应的数据
 * */
public class Client2 {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			//1.连接指定的服务器,同时指定服务器的IP和端口号
			Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8000);
			//2.给服务器发送数据
			while(true) {
				//向服务器写出一行数据,并且读取服务器响应回来的数据
				PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
				BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
				//3.通过流对象进行发送和读取的操作
				System.out.println("请输入您想给服务器发送的数据:");
				String input = new Scanner(System.in).nextLine();
				out.println(input);//向服务端发送指定数据
				out.flush();//把数据刷出去
				String line = in.readLine();//读取回声数据
				System.out.println("服务器端响应的数据是:"+line);
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
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