广西玉林网站建设,windows7 花生壳做网站服务器,做定制网站多少钱,汉口网站建设文章目录 Socket套接字TCP和UDP的区别有连接/无连接可靠传输/不可靠传输面向字节流/面向数据报全双工/半双工 UDP/TCP api的使用UDPDatagramSocketDatagramPacketInetSocketAddress练习 TCPServerSocketSocket练习 Socket套接字
Socket是计算机网络中的一种通信机制#xff0… 文章目录 Socket套接字TCP和UDP的区别有连接/无连接可靠传输/不可靠传输面向字节流/面向数据报全双工/半双工 UDP/TCP api的使用UDPDatagramSocketDatagramPacketInetSocketAddress练习 TCPServerSocketSocket练习 Socket套接字
Socket是计算机网络中的一种通信机制通过在应用程序之间建立网络连接实现数据的传输和交流。它提供了一组接口和协议使得网络上的不同设备或进程能够进行通信。
换句话说,就是操作系统给应用程序(传输层给应用层)提供的API起了个名字,就叫做Socket. 我们通过代码来直接操作网卡,不太好操作. 因为网卡有很多种型号,之间提供的api都会有差别. 为了方便程序员操作网卡,操作系统就把网卡这个概念给封装成Socket,应用程序员就不必关注硬件的差异和细节,只需要操作Socket对象就能间接的操作网卡. 就跟遥控器差不多~ 需要注意的是,接下来要说的都是操作系统提供的Java版本的Socket api.不是系统原生的api,而是JDK封装好的!
Socket api提供了两组不同的api
UDP有一套TCP也有一套
TCP和UDP的区别
TCP: 有连接,可靠传输,面向字节流,全双工. UDP: 无连接,不可靠传输,面向数据包,全双工.
有连接/无连接
此处谈到的连接,是抽象的连接. 通信双方,如果保存了通信对端的信息,就相当于是有连接,如果不保存对端的信息,就是无连接.
举个例子,比方说结婚.
结婚证,一式两份,本子上写着新郎和新娘两个人的名字/照片等信息.
一份由新郎保存. 一份由新娘保存.
此时结婚的这两个人就相当于建立了抽象的/逻辑上的连接.
可靠传输/不可靠传输
此处谈到的可靠,不是指100%能到达对方,而是尽可能. 因为网络环境非常复杂,存在很多不确定的因素~ 再厉害的技术,也顶不过挖掘机一铲子~ 相对来说不可靠,就是指完全不考虑数据是否能到达对方.
TCP内置了一些机制,能够保证可靠传输
感知到对方是不是收到了重传机制,在对方没收到的时候进行重试
UDP则没有可靠性机制,完全不管发出去的数据是否能够到达对方.
面向字节流/面向数据报
TCP是面向字节流的,TCP的传输过程就和文件流/水流是一样的特点. UDP是面向数据报的. 此时,传输数据的基本单位就不是字节了,而是UDP数据报. 一次发送/接收,必须发送/接收完整的UDP数据报.
全双工/半双工
全双工: 一个通信链路,可以发送数据,也可以接收数据.(双向通信)
半双工: 一个通信链路,只能发送/接收(单向通信).
UDP/TCP api的使用
UDP
DatagramSocket
DatagramSocket是UDP Socket,用于发送和接收UDP数据报.
DatagramSocket构造方法:
DatagramSocket方法:
DatagramPacket
DatagramPacket是UDP Socket发送和接收的数据报.
DatagramPacket构造方法:
DatagramPacket方法: 构造UDP发送的数据报时,需要传入SocketAddress,该对象可以使用InetSocketAddress来创建.
InetSocketAddress
InetSocketAddress (SocketAddress的子类)构造方法:
练习
写一个最简单的客户端服务器程序,“回显服务器”(echo server).客户端发啥样的请求,服务器就返回啥样的响应.
服务器代码
package javaEE.Internet;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class A {private DatagramSocket socket null;// SocketException 这个异常是IOException的子类public A(int port) throws SocketException {// 对于服务器这一端来说,需要在Socket对象创建的时候,就指定一个端口号,作为构造方法的参数// 后续服务器开始运行之后,操作系统就会把端口号和该进程关联起来.// 创建Socket一定要指定端口号,服务器必须是指定了端口号,客户端主动发起请求的时候,才能找到服务器socket new DatagramSocket(port);// 在调用这个构造方法的过程中,jvm就会调用系统的Socket api来完成端口号-进程之间的关联动作// 对于一个系统来说,同一时刻,一个端口号,只能被一个进程绑定// 但是一个进程可以绑定多个端口号(通过多个Socket对象来完成)}// 通过start来启动服务器的核心流程public void start() throws IOException {System.out.println(服务器启动!);while (true) {// 通过死循环来不停的处理客户端的请求// 1. 读取客户端的请求并解析// DatagramPacket自身需要存储数据,但是存储数据的空间具体多大,需要外部来定义DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);// receive是从网卡上读取的数据,但是调用receive的时候,网卡上可不一定就有数据.// 如果网卡上收到数据了,receive立即返回获取到的数据,如果网卡上没有收到数据,receive就会阻塞等待,一直等待到真正收到数据为止.socket.receive(requestPacket);// 上述收到的数据是二进制byte[]的形式体现的,后续代码如果要进行打印之类的处理操作// 那就需要转换成字符串才好处理String request new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());// 2. 根据请求计算响应,由于此处是回显服务器,响应就是请求.String response process(request);// 3. 把响应写回到客户端// response.getBytes().length 这里容易写错,容易写成response.length().// response.getBytes().length获取字节数组,得到字节数组的长度,单位是字节.// response.length()获取字符串中字符的个数,单位是字符.DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(response.getBytes(), response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());// UDP有一个特点,无连接.// 所谓的连接,就是通信双方,保存对方的信息(IP端口)// DatagramPacket 这个对象中,不持有对方(客户端)的ip和端口.// 在进行send的时候,就需要在send的数据包里,把要发给谁这样的信息写进去,才能够正确的把数据返回.socket.send(responsePacket);// 4. 把日志打印一下System.out.printf([%s:%d] req%s, resp%s\n, requestPacket.getAddress(), requestPacket.getPort(),request, response);}}public String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {A a new A(9090);a.start();}
} 客户端代码
package javaEE.Internet;import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;public class B {private DatagramSocket socket null;private String serverIP;private int severPort;public B(String serverIP, int severPort) throws SocketException {// 客户端这边,创建Socket,最好不要指定端口号// 客户端是主动的一方,不需要让服务器来找他// 客户端就不需要指定端口号了(不指定不代表没有,客户端这边的端口号是系统自动分配了一个端口)// 这里还有一个重要的原因,如果客户端这里指定了端口号之后,由于客户端是在用户的电脑上运行的,天知道用户的电脑上都有哪些程序,都已经占用了哪些端口号了socket new DatagramSocket();this.serverIP serverIP;this.severPort severPort;}public void start() throws IOException {System.out.println(启动客户端!);Scanner scanner new Scanner(System.in);while (true) {// 1. 从控制台读取到用户的输入System.out.print(- );String request scanner.next();// 2. 构造出一个UDP请求,发送给服务器// 此处是给服务器发送数据,发送数据的时候UDP数据报里就需要带有目标的IP和端口// 接收数据的时候,构造出的UDP数据报,就是一个空的数据报.DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length, InetAddress.getByName(this.serverIP),this.severPort);socket.send(requestPacket);// 3. 从服务器读取到响应DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(responsePacket);String response new String(responsePacket.getData(),0,responsePacket.getLength());// 4. 把响应打印到控制台上System.out.println(response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {B b new B(127.0.0.1,9090);// 127.0.0.1这个是特殊的IP,环回IP// 这个IP就代表本机,如果客户端和服务器在同一个主机上,就使用这个IPb.start();}
}
运行结果:
在以上代码的基础上,实现一个英译汉的效果.
英译汉服务器代码:
package javaEE.Internet;import java.io.IOException;
import java.net.SocketException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;// 实现一个英译汉
public class C extends A{private MapString,String dict new HashMap();Overridepublic String process(String request) {return dict.getOrDefault(request,未知单词);}public C(int port) throws SocketException {super(port);dict.put(cat,小猫);dict.put(dog,小狗);dict.put(pig,小猪);dict.put(sheep,小羊);// 真实的服务器,需要很多的单词,可能是上万个.}public static void main(String[] args) throws IOException {C server new C(9090);server.start();}
}客户端代码不需要改动~ 运行效果:
TCP
ServerSocket
ServerSocket是创建TCP服务端Socket的API.
ServerSocket构造方法: 同一个协议下,一个端口号只能被一个进程绑定. 比如,9090端口,在UDP下被一个进程绑定了;9090这个端口,还可以在TCP下被另一个进程绑定. ServerSocket方法:
Socket
Socket是客户端Socket,或服务端中接收到客户端建立连接(accept方法)的请求后,返回的服务端Socket.
不管是客户端还是服务端Socket,都是双方建立连接以后,保存的对端信息,及用来与对方收发数据的.
Socket构造方法:
Socket方法: InputStream和OutputStream称为字节流. 前面针对文件操作的方法,针对此处的tcp socket来说,也是完全适用的. 这里为啥没有类,来表示一个TCP数据报呢? TCP是面向字节流的,TCP上传输数据的基本单位就是byte. UDP是面向数据报,UDP这里需要定义专门的类,来表示UDP数据报,作为UDP传输的基本单位 练习
编写TCP回显服务器.
服务器代码:
package javaEE.Internet;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class D {private ServerSocket serverSocket null;public D(int port) throws IOException {serverSocket new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println(启动服务器);while (true) {// 像ServerSocket,DatagramSocket,它们的生命周期,都是跟随整个进程的// 这里的clientSocket是连接级别的数据// 随着客户端断开连接,这个socket也就不再使用了.(即使是同一个客户端,断开之后,重新连接,也是一个新socket,和旧socket不是同一个了)// 因此,这样的socket就应该主动关闭掉,避免出现文件资源泄漏的问题.Socket clientSocket serverSocket.accept();Thread t new Thread(() - {try {processConnection(clientSocket);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}});t.start();}}// 针对一个连接,提供处理逻辑private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {// 先打印一下客户端的信息System.out.printf([%s,%d] 客户端上线!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());// 获取到socket中持有的流对象.// TCP是全双工通信的通信,一个socket对象,既可以读,也可以写~try (InputStream inputStream clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()) {// 使用Scanner包装一下inputStream,就可以更方便的读取这里的请求数据了Scanner scanner new Scanner(inputStream);PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);while (true) {// 1. 读取请求并解析if (!scanner.hasNext()) {// 如果Scanner无法读取出数据,说明客户端关闭了连接,导致服务器这边读取到末尾break;}String request scanner.next();// 2. 根据请求计算相应String response process(request);// 3. 把响应写回给客户端// 此处可以按照字节数组来写,也可以有另一种写法// outputStream.write(response.getBytes());// printWriter.println(response);可以让我们在写入的时候加上 \n // 由于上面if语句里写了!scanner.hasNext(),这就意味着请求应该是以空白符(空格,回车,制表符,垂直制表符,翻页符...)结尾的.// 因此此处就约定,使用\n来作为请求和响应的结尾标志.// 后续客户端,也会使用scanner.next来读取响应.printWriter.println(response);// 由于printWriter这样的类,以及很多IO流中的类,都是自带缓冲区的// 引入缓冲区之后,进行写入操作,不会立即触发IO,而是先放到内存缓冲区中,等缓冲区里攒了一些后,再统一进行发送// 由于此处的数据比较少,因此这样的数据就会一直停留在缓冲区中,出不去了~// 为了让较少的数据也能发送出去,这里就可以引入flush操作,来主动刷新缓冲区.printWriter.flush();// 4. 打印日志System.out.printf([%s,%d] req%s; resp%s\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort(), request, response);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.printf([%s,%d]客户端下线!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());clientSocket.close();}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {D server new D(9090);server.start();}
}客户端代码:
package javaEE.Internet;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class E {private Socket socket null;public E(String serverIp, int severPort) throws IOException {socket new Socket(serverIp, severPort);}public void start() {System.out.println(客户端启动!);try (InputStream inputStream socket.getInputStream();OutputStream outputStream socket.getOutputStream()) {Scanner scanner new Scanner(inputStream);Scanner scannerIn new Scanner(System.in);PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);while ((true)) {// 1. 从控制台读取数据System.out.print(-);String request scannerIn.next();// 2. 把请求发送给服务器printWriter.println(request);printWriter.flush();// 3. 从服务器读取相应if (!scanner.hasNext()) {break;}String response scanner.next();// 4. 打印相应结果System.out.println(response);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}public static void main(String[] args) throws IOException {E client new E(127.0.0.1, 9090);client.start();}
}运行效果:
本文到这里就结束啦~
