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JAVA Socket网络开发基础

时间:2014-04-14 16:36:18  来源:  作者:

 第一步 充分理解Socket

1.什么是socket

所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

以J2SDK-1.3为例,Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

重要的Socket API:

java.net.Socket继承于java.lang.Object,有八个构造器,其方法并不多,下面介绍使用最频繁的三个方法,其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

.Accept方法用于产生"阻塞",直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语,它使程序运行暂时"停留"在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常"阻塞"是由循环产生的。

.getInputStream方法获得网络连接输入,同时返回一个IutputStream对象实例,。

.getOutputStream方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例。

注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。

2.如何开发一个Server-Client模型的程序

开发原理:

服务器,使用ServerSocket监听指定的端口,端口可以随意指定(由于1024以下的端口通常属于保留端口,在一些操作系统中不可以随意使用,所以建议使用大于1024的端口),等待客户连接请求,客户连接后,会话产生;在完成会话后,关闭连接。

客户端,使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求,一旦连接成功,打开会话;会话完成后,关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口,通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

01 import java.net.*;
02 import java.io.*;
03 public class Server
04 {
05     private ServerSocket ss;
06     private Socket socket;
07     private BufferedReader in;
08     private PrintWriter out;
09     public Server(){
10         try{
11             ss = new ServerSocket(10000);
12             while (true){
13                 socket = ss.accept();
14                 in = new BufferedReader(new InputStreamReader
15                     (socket.getInputStream()));
16                 out = new PrintWriter(socket.
17                     getOutputStream(),true);
18                 String line = in.readLine();
19                 out.println("you input is :" + line);
20                 out.close();
21                 in.close();
22                 socket.close();
23         }
24         ss.close();
25         }catch (IOException e){
26       
27         }
28     }
29     public static void main(String[] args){
30         new Server();
31     }
32 }

这个程序建立了一个服务器,它一直监听10000端口,等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息,然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

01 import java.io.*;
02 import java.net.*;
03 public class Client
04 {
05     Socket socket;
06     BufferedReader in;
07     PrintWriter out;
08     public Client(){
09         try{
10             socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);
11             in = new BufferedReader(new InputStreamReader
12                 (socket.getInputStream()));
13             out = new PrintWriter(socket.
14                 getOutputStream(),true);
15             BufferedReader line = new BufferedReader
16                 (new InputStreamReader(System.in));
17             out.println(line.readLine());
18             line.close();
19             out.close();
20             in.close();
21             socket.close();
22         }catch (IOException e){
23           
24         }
25     }
26     public static void main(String[] args){
27         new Client();
28     }
29 }

这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器,端口为10000,并从键盘输入一行信息,发送到服务器,然后接受服务器的返回信息,最后结束会话。

第二步 多个客户同时连接

在实际的网络环境里,同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息,还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中,实现以上功能特点是非常容易的。

设计原理:

主程序监听一端口,等待客户接入;同时构造一个线程类,准备接管会话。当一个Socket会话产生后,将这个会话交给线程处理,然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。

01 //实现消息共享
02   
03 import java.io.*;
04 import java.net.*;
05   
06 public class Server extends ServerSocket {
07     private static final int SERVER_PORT = 10000;
08   
09     public Server() throws IOException {
10         super(SERVER_PORT);
11         try {
12             while (true) {
13                 Socket socket = accept();
14                 new CreateServerThread(socket);
15             }
16         } catch (IOException e) {
17         } finally {
18             close();
19         }
20     }
21   
22     // --- CreateServerThread
23     class CreateServerThread extends Thread {
24         private Socket client;
25         private BufferedReader in;
26         private PrintWriter out;
27   
28         public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
29             client = s;
30             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
31                     client.getInputStream(), "GB2312"));
32             out = new PrintWriter(client.getOutputStream(),
33                     true);
34             out.println("--- Welcome ---");
35             start();
36         }
37   
38         public void run() {
39             try {
40                 String line = in.readLine();
41                 while (!line.equals("bye")) {
42                     String msg = createMessage(line);
43                     out.println(msg);
44                     line = in.readLine();
45                 }
46                 out.println("--- See you, bye! ---");
47                 client.close();
48             } catch (IOException e) {
49             }
50         }
51   
52         private String createMessage(String line){
53             //xxxxxxxxx;
54         }
55     }
56   
57     public static void main(String[] args) 
58             throws IOException {
59         new Server();
60     }
61 }

这个程序监听10000端口,并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入,并将输入回应客户,直到客户输入"bye",线程结束。我们可以在createMessage方法中,对输入进行处理,并产生结果,然后把结果返回给客户。

第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流

网络的伟大之一也是信息共享,Server可以主动向所有Client广播消息,同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

设计原理:

服务器端接受客户端的连接请求,同时启动一个线程处理这个连接,线程不停的读取客户端输入,然后把输入加入队列中,等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中,以便在需要的时候定位和取出。

001 import java.io.BufferedReader;
002 import java.io.FileNotFoundException;
003 import java.io.FileOutputStream;
004 import java.io.IOException;
005 import java.io.InputStreamReader;
006 import java.io.PrintWriter;
007 import java.net.ServerSocket;
008 import java.net.Socket;
009 import java.util.ArrayList;
010 import java.util.Calendar;
011 import java.util.LinkedList;
012   
013 public class Server extends ServerSocket {
014     private static ArrayList User_List = new ArrayList();
015     private static ArrayList Threader = new ArrayList();
016     private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();
017     private static int Thread_Counter = 0;
018     private static boolean isClear = true;
019     protected static final int SERVER_PORT = 10000;
020     protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream(
021             "d:/connect.log", true);
022   
023     public Server() throws FileNotFoundException, IOException {
024         super(SERVER_PORT);
025         new Broadcast();
026         // append connection log
027         Calendar now = Calendar.getInstance();
028         String str = "[" + now.getTime().toString()
029                 + "] Accepted a connection1512";
030         byte[] tmp = str.getBytes();
031         LOG_FILE.write(tmp);
032         try {
033             while (true) {
034                 Socket socket = accept();
035                 new CreateServerThread(socket);
036             }
037         } finally {
038             close();
039         }
040     }
041   
042     public static void main(String[] args) throws IOException {
043         new Server();
044     }
045   
046     // --- Broadcast
047     class Broadcast extends Thread {
048         public Broadcast() {
049             start();
050         }
051   
052         public void run() {
053             while (true) {
054                 if (!isClear) {
055                     String tmp = (String) Message_Array.getFirst();
056                     for (int i = 0; i < Threader.size(); i++) {
057                         CreateServerThread client = 
058                                 (CreateServerThread) Threader.get(i);
059                         client.sendMessage(tmp);
060                     }
061                     Message_Array.removeFirst();
062                     isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;
063                 }
064             }
065         }
066     }
067   
068     // --- CreateServerThread
069     class CreateServerThread extends Thread {
070         private Socket client;
071         private BufferedReader in;
072         private PrintWriter out;
073         private String Username;
074   
075         public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
076             client = s;
077             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
078                     client.getInputStream()));
079             out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
080             out.println("--- Welcome to this chatroom ---");
081             out.println("Input your nickname:");
082             start();
083         }
084   
085         public void sendMessage(String msg) {
086             out.println(msg);
087         }
088   
089         public void run() {
090             try {
091                 int flag = 0;
092                 Thread_Counter++;
093                 String line = in.readLine();
094                 while (!line.equals("bye")) {
095                     if (line.equals("l")) {
096                         out.println(listOnlineUsers());
097                         line = in.readLine();
098                         continue;
099                     }
100                     if (flag++ == 0) {
101                         Username = line;
102                         User_List.add(Username);
103                         out.println(listOnlineUsers());
104                         Threader.add(this);
105                         pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
106                     } else {
107                         pushMessage("<" + Username + ">" + line);
108                     }
109                     line = in.readLine();
110                 }
111                 out.println("--- See you, bye! ---");
112                 client.close();
113             } catch (IOException e) {
114             } finally {
115                 try {
116                     client.close();
117                 } catch (IOException e) {
118                 }
119                 Thread_Counter--;
120                 Threader.remove(this);
121                 User_List.remove(Username);
122                 pushMessage("[< " + Username + " left>]");
123             }
124         }
125   
126         private String listOnlineUsers() {
127             String s = "-+- Online list -+-1512";
128             for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) {
129                 s += "[" + User_List.get(i) + "]1512";
130             }
131             s += "-+---------------------+-";
132             return s;
133         }
134   
135         private void pushMessage(String msg) {
136             Message_Array.addLast(msg);
137             isClear = false;
138         }
139     }
140 }

这就是程序运行后,多用户登陆并且输入信息后的屏幕。实现了信息的实时广播。用户输入"l"就可以列出在线人员表。

来顶一下
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