站長資訊網本篇文章給大家帶來了關于java的相關知識，其中主要介紹了關于socket編程的相關內容，Socket是網絡驅動層提供給應用程序的一個接口或者說一種機制，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。
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一、Socket知識
1. Socket概述
（1）Java最初是作為網絡編程語言出現的，它對網絡的高度支持，使得客戶端和服務器端流暢的溝通成為現實。
（2）在網絡編程中，使用最多的就是Socket，每一個實用的網絡程序都少不了它的參與。
（3）在計算機網絡編程技術中，兩個進程或者說兩臺計算機可以通過一個網絡通信連接實現數據的交換，這種通信鏈路的端點就被稱為“套接字”（英文名稱也就是Socket）。
（4）Socket是網絡驅動層提供給應用程序的一個接口或者說一種機制。
（5）使用物流送快遞的例子來說明Socket：
–>發件人將有收貨人地址信息的貨物送到快遞站，發件人不用關心物流是如何進行的，貨物被送到收貨人所在地區的快遞站點，進行配送，收貨人等待收貨就可以了。
–>這個過程很形象地說明了信息在網絡中傳遞的過程。其中，貨物就是數據信息，2個快遞站點就是2個端點Socket。
（6）信息如何在網絡中尋址傳遞，應用程序并不用關心，只負責準備發送數據和接收數據即可。
2. Socket通信原理
（1）對于編程人員來說，無須了解Socket底層機制是如何傳送數據的，而是直接將數據提交給Socket，Socket會根據應用程序提供的相關信息，通過一系列計算，綁定IP及信息數據，將數據交給驅動程序向網絡上發送。
（2）Socket的底層機制非常復雜，Java平臺提供了一些簡單但是強大的類，可以簡單有效地使用Socket開發通信程序而無須了解底層機制。
3. java.net包
（1）java.net包提供了若干支持基于套接字的客戶端/服務器通信的類。
（2）java.net包中常用的類有Socket、ServerSocket、DatagramPacket、DatagramSocket、InetAddress、URL、URLConnection和URLEncoder等。
（3）為了監聽客戶端的連接請求，可以使用ServerSocket類。
（4）Socket類實現用于網絡上進程間通信的套接字。
（5）DatagramSocket類使用UDP協議實現客戶端和服務器套接字。
（6）DatagramPacket類使用DatagramSocket類的對象封裝設置和收到的數據報。
（7）InetAddress類表示Internet地址。
（8）在創建數據報報文和Socket對象時，可以使用InetAddress類
二、基于TCP協議的Socket編程
1.Socket類和ServerSocket類
（1）java.net包的兩個類Socket和ServerSocket，分別用來實現雙向安全連接的客戶端和服務器端，它們是基于TCP協議進行工作的，工作過程如同打電話的過程，只有雙方都接通了，才能開始通話。
（2）進行網絡通信時，Socket需要借助數據流來完成數據的傳遞工作。
（3）一個應用程序要通過網絡向另一個應用程序發送數據，只要簡單地創建Socket，然后將數據寫入到與該Socket關聯的輸出流即可。對應的，接收方的應用程序創建Socket，從相關聯的輸入流讀取數據即可。
（4）注意：2個端點在基于TCP協議的Socket編程中，經常一個作為客戶端，一個作為服務器端，也就是遵循client-server模型。
● Socket類
Socket對象在客戶端和服務器之間建立連接。可用Socket類的構造方法創建套接字，并將此套接字連接至指定的主機和端口。
（1）構造方法
–>第一種構造方法以主機名和端口號作為參數來創建一個Socket對象。創建對象時可能拋出UnknownHostException或IOException異常，必須捕獲它們。
Socket s = new Socket(hostName,port);
–>第二種構造方法以InetAddress對象和端口號作為參數來創建一個Socket對象。構造方法可能拋出IOException或UnknownHostException異常，必須捕獲并處理它們。
Socket s = new Socket(address,port);
（2）常用方法 
● ServerSocket類
ServerSocket對象等待客戶端建立連接，連接建立以后進行通信。
（1）構造方法
–>第一種構造方法接受端口號作為參數創建ServerSocket對象，創建此對象時可能拋出IOException異常，必須捕獲和處理它。
ServerSocket ss = new ServerSocket(port);
–>第二種構造方法接受端口號和最大隊列長度作為參數，隊列長度表示系統在拒絕連接前可以擁有的最大客戶端連接數。
ServerSocket ss = new ServerSocket(port,maxqu);
（2）常用方法
–>Socket類中列出的方法也適用于ServerSocket類。
–>ServerSocket類具有accept()方法，此方法用于等待客戶端發起通信，這樣Socket對象就可用于進一步的數據傳輸。
2.使用Socket編程實現登錄功能
● 實現單用戶登錄
–>Socket網絡編程一般分成如下4個步驟進行：
（1）建立連接。
（2）打開Socket關聯的輸入/輸出流。
（3）從數據流中寫入信息和讀取信息。
（4）關閉所有的數據流和Socket。
–>使用兩個類模擬實現用戶登錄的功能，實現客戶端向服務器端發送用戶登錄信息，服務器端顯示這些信息。
客戶端實現步驟：
1）建立連接，連接指向服務器及端口。
2）打開Socket關聯的輸入/輸出流。
3）向輸出流中寫入信息。
4）從輸入流中讀取響應信息。
5）關閉所有的數據流和Socket。
服務器端實現步驟：
1）建立連接，監聽端口。
2）使用accept()方法等待客戶端發起通信
3）打開Socket關聯的輸入/輸出流。
4）從輸入流中讀取請求信息。
5）向輸出流中寫入信息。
6）關閉所有的數據流和Socket。
–>客戶端和服務器端的交互，采用一問一答的模式，先啟動服務器進入監聽狀態，等待客戶端的連接請求，連接成功以后，客戶端先“發言”，服務器給予“回應”。
示例01：實現傳遞對象信息。
♥ user類
package cn.bdqn.demo02; import java.io.Serializable; public class User implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; /** 用戶名 */ private String loginName; /** 用戶密碼 */ private String pwd; public User() { super(); } public User(String loginName, String pwd) { super(); this.loginName = loginName; this.pwd = pwd; } public String getLoginName() { return loginName; } public void setLoginName(String loginName) { this.loginName = loginName; } public String getPwd() { return pwd; } public void setPwd(String pwd) { this.pwd = pwd; } }登錄后復制♥ LoginServer類
package cn.bdqn.demo02; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class LoginServer { public static void main(String[] args) { ServerSocket serverSocket = null; Socket socket = null; InputStream is = null; ObjectInputStream ois = null; OutputStream os = null; try { // 建立一個服務器Socket（ServerSocket），指定端口8800并開始監聽 serverSocket = new ServerSocket(8800); // 使用accept()方法等待客戶端發起通信 socket = serverSocket.accept(); // 打開輸入流 is = socket.getInputStream(); // 反序列化 ois = new ObjectInputStream(is); // 獲取客戶端信息，即從輸入流讀取信息 User user = (User) ois.readObject(); if (user != null) { System.out.println("我是服務器，客戶登錄信息為：" + user.getLoginName() + "，" + user.getPwd()); } // 給客戶端一個響應，即向輸出流中寫入信息 String reply = "歡迎你，登錄成功"; os = socket.getOutputStream(); os.write(reply.getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 關閉資源 try { os.close(); ois.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制LoginClient類
package cn.bdqn.demo02; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class LoginClient { /* * 示例02：升級演示示例01，實現傳遞對象信息。 */ public static void main(String[] args) { Socket socket = null; OutputStream os = null; ObjectOutputStream oos = null; InputStream is = null; BufferedReader br = null; try { // 建立客戶端Socket連接，指定服務器的位置為本機以及端口為8800 socket = new Socket("localhost", 8800); // 打開輸出流 os = socket.getOutputStream(); // 對象序列化 oos = new ObjectOutputStream(os); // 發送客戶端信息，即向輸出流中寫入信息 User user = new User("Tom", "123456"); oos.writeObject(user); socket.shutdownOutput(); // 接收服務器端的響應，即從輸入流中讀取信息 is = socket.getInputStream(); br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); String reply; while ((reply = br.readLine()) != null) { System.out.println("我是客戶端，服務器的響應為：" + reply); } } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { br.close(); is.close(); oos.close(); os.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制
示例02：升級演示示例01，實現傳遞多個對象信息。
user類
package cn.bdqn.demo03; import java.io.Serializable; public class User implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; /** 用戶名 */ private String loginName; /** 用戶密碼 */ private String pwd; public User() { super(); } public User(String loginName, String pwd) { super(); this.loginName = loginName; this.pwd = pwd; } public String getLoginName() { return loginName; } public void setLoginName(String loginName) { this.loginName = loginName; } public String getPwd() { return pwd; } public void setPwd(String pwd) { this.pwd = pwd; } }登錄后復制LoginServer類
package cn.bdqn.demo03; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class LoginServer { public static void main(String[] args) { ServerSocket serverSocket = null; Socket socket = null; InputStream is = null; ObjectInputStream ois = null; OutputStream os = null; try { // 建立一個服務器Socket（ServerSocket），指定端口8800并開始監聽 serverSocket = new ServerSocket(8800); // 使用accept()方法等待客戶端發起通信 socket = serverSocket.accept(); // 打開輸入流 is = socket.getInputStream(); // 反序列化 ois = new ObjectInputStream(is); // 獲取客戶端信息，即從輸入流讀取信息 User[] users = (User[]) ois.readObject(); for (int i = 0; i < users.length; i++) { System.out.println("我是服務器，客戶登錄信息為：" + users[i].getLoginName() + "，" + users[i].getPwd()); } // 給客戶端一個響應，即向輸出流中寫入信息 String reply = "歡迎你，登錄成功"; os = socket.getOutputStream(); os.write(reply.getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 關閉資源 try { os.close(); ois.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制LoginClient類
package cn.bdqn.demo03; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class LoginClient { /* * 示例02：升級演示示例01，實現傳遞對象信息。 */ public static void main(String[] args) { Socket socket = null; OutputStream os = null; ObjectOutputStream oos = null; InputStream is = null; BufferedReader br = null; try { // 建立客戶端Socket連接，指定服務器的位置為本機以及端口為8800 socket = new Socket("localhost", 8800); // 打開輸出流 os = socket.getOutputStream(); // 對象序列化 oos = new ObjectOutputStream(os); // 發送客戶端信息，即向輸出流中寫入信息 User user1 = new User("Tom", "123456"); User user2 = new User("bob", "123456"); User user3 = new User("lisa", "123456"); User[] users = {user1,user2,user3}; oos.writeObject(users); socket.shutdownOutput(); // 接收服務器端的響應，即從輸入流中讀取信息 is = socket.getInputStream(); br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); String reply; while ((reply = br.readLine()) != null) { System.out.println("我是客戶端，服務器的響應為：" + reply); } } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { br.close(); is.close(); oos.close(); os.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制
● 實現多客戶端用戶登錄
–>一問一答的模式在現實中顯然不是人們想要的。一個服務器不可能只針對一個客戶端服務，一般是面向很多的客戶端同時提供服務的，但是單線程實現必然是這樣的結果。
–>解決這個問題的辦法是采用多線程的方式，可以在服務器端創建一個專門負責監聽的應用主服務程序、一個專門負責響應的線程程序。這樣可以利用多線程處理多個請求。
->客戶端實現步驟：
1）建立連接，連接指向服務器及端口。
2）打開Socket關聯的輸入/輸出流。
3）向輸出流中寫入信息。
4）從輸入流中讀取響應信息。
5）關閉所有的數據流和Socket。
–>服務器端實現步驟：
1）創建服務器線程類，run()方法中實現對一個請求的響應處理。
2）修改服務器端代碼，讓服務器端Socket一直處于監聽狀態。
3）服務器端每監聽到一個請求，創建一個線程對象并啟動。
示例03：升級演示示例02，實現多客戶端的響應處理。
user類
package cn.bdqn.demo04; import java.io.Serializable; public class User implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; /** 用戶名 */ private String loginName; /** 用戶密碼 */ private String pwd; public User() { super(); } public User(String loginName, String pwd) { super(); this.loginName = loginName; this.pwd = pwd; } public String getLoginName() { return loginName; } public void setLoginName(String loginName) { this.loginName = loginName; } public String getPwd() { return pwd; } public void setPwd(String pwd) { this.pwd = pwd; } }登錄后復制LoginThread
package cn.bdqn.demo04; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; public class LoginThread extends Thread { /* * 示例03：升級示例02，實現多客戶端的響應處理。 * * 分析如下： * （1）創建服務器端線程類，run()方法中實現對一個請求的響應處理。 * （2）修改服務器端代碼，讓服務器端Socket一直處于監聽狀態。 * （3）服務器端每監聽到一個請求，創建一個線程對象并啟動 */ Socket socket = null; //每啟動一個線程，連接對應的Socket public LoginThread(Socket socket) { this.socket = socket; } //啟動線程，即響應客戶請求 public void run() { InputStream is = null; ObjectInputStream ois = null; OutputStream os = null; try { //打開輸入流 is = socket.getInputStream(); //反序列化 ois = new ObjectInputStream(is); //獲取客戶端信息，即從輸入流讀取信息 User user = (User)ois.readObject(); if(user!=null){ System.out.println("我是服務器，客戶登錄信息為："+user.getLoginName()+"，"+user.getPwd()); } //給客戶端一個響應，即向輸出流中寫入信息 os = socket.getOutputStream(); String reply = "歡迎你，登錄成功"; os.write(reply.getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }finally{ try { os.close(); ois.close(); is.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制LoginServer類
package cn.bdqn.demo04; import java.io.IOException; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class LoginServer { public static void main(String[] args) { ServerSocket serverSocket = null; try { // 建立一個服務器Socket(ServerSocket)指定端口并開始監聽 serverSocket = new ServerSocket(8800); // 監聽一直進行中 while (true) { // 使用accept()方法等待客戶發起通信 Socket socket = serverSocket.accept(); LoginThread loginThread = new LoginThread(socket); loginThread.start(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }登錄后復制♥ LoginClient1類
package cn.bdqn.demo04; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class LoginClient01 { /* * 客戶端通過輸出流向服務器端發送請求信息 * 服務器偵聽客戶端的請求得到一個Socket對象，將這個Socket對象傳遞給線程類 * 線程類通過輸入流獲取客戶端的請求并通過輸出流向客戶端發送響應信息 * 客戶端通過輸入流讀取服務器發送的響應信息 * */ /* * 示例03：升級演示示例02，實現多客戶端的響應處理 */ public static void main(String[] args) { Socket socket = null; OutputStream os = null; ObjectOutputStream oos = null; InputStream is = null; BufferedReader br = null; try { // 建立客戶端Socket連接，指定服務器的位置為本機以及端口為8800 socket = new Socket("localhost", 8800); // 打開輸出流 os = socket.getOutputStream(); // 對象序列化 oos = new ObjectOutputStream(os); // 發送客戶端信息，即向輸出流中寫入信息 User user = new User("Tom", "123456"); oos.writeObject(user); socket.shutdownOutput(); // 接收服務器端的響應，即從輸入流中讀取信息 is = socket.getInputStream(); br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); String reply; while ((reply = br.readLine()) != null) { System.out.println("我是客戶端，服務器的響應為：" + reply); } } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { br.close(); is.close(); oos.close(); os.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }登錄后復制♥ LoginClient2類和LoginClient3類
同LoginClient1類一樣，創建不同的User對象即可
–>java.net包中的InetAddress類用于封裝IP地址和DNS。要創建InetAddress類的實例，可以使用工廠方法，因為此類沒有構造方法。
–>InetAddress類中的工廠方法
–>如果找不到主機，兩種方法都將拋出UnknownHostNameException異常。
三、基于UDP協議的Socket編程
| TCP | UDP | |
| 是否連接 | 面向連接 | 面向非連接 |
| 傳輸可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 速度 | 慢 | 快 |
1.DatagramPacket類和DatagramSocket類
（1）基于TCP的網絡通信是安全的，是雙向的，如同打電話，需要先有服務端，建立雙向連接后，才開始數據通信。
（2）基于UDP的網絡通信只需要指明對方地址，然后將數據送出去，并不會事先連接。這樣的網絡通信是不安全的，所以只應用在如聊天系統、咨詢系統等場合下。
（3）數據報是表示通信的一種報文類型，使用數據報進行通信時無須事先建立連接，它是基于UDP協議進行的。
（4）Java中有兩個可使用數據報實現通信的類，即DatagramPacket和DatagramSocket。
（5）DatagramPacket類起到容器的作用，DatagramSocket類用于發送或接收DatagramPacket。
（6）DatagramPacket類不提供發送或接收數據的方法，而DatagramSocket類提供send()方法和receive()方法，用于通過套接字發送和接收數據報。
● DatagramPacket類
（1）構造方法
–>客戶端要向外發送數據，必須首先創建一個DatagramPacket對象，再使用DatagramSocket對象發送。
（2）常用方法
● DatagramSocket類
（1）構造方法
–>DatagramSocket類不維護連接狀態，不產生輸入/輸出數據流，它的唯一作用就是接收和發送DatagramPacket對象封裝好的數據報。
（2）常用方法
2.使用Socket編程實現客戶咨詢
–>利用UDP通信的兩個端點是平等的，也就是說通信的兩個程序關系是對等的，沒有主次之分，甚至它們的代碼都可以完全是一樣的，這一點要與基于TCP協議的Socket編程區分開來。
–>基于UDP協議的Socket網絡編程一般按照以下4個步驟進行：
（1）利用DatagramPacket對象封裝數據包。
（2）利用DatagramSocket對象發送數據包。
（3）利用DatagramSocket對象接收數據包。
（4）利用DatagramPacket對象處理數據包。
–>模擬客戶咨詢功能，實現發送方發送咨詢問題，接收方接收并顯示發送來的咨詢問題。
發送方實現步驟：
1）獲取本地主機的InetAddress對象。
2）創建DatagramPacket對象，封裝要發送的信息。
3）利用DatagramSocket對象將DatagramPacket對象數據發送出去。
接收方實現步驟：
1）創建DatagramPacket對象，準備接收封裝的數據。
2）創建DatagramSocket對象，接收數據保存于DatagramPacket對象中。
3）利用DatagramPacket對象處理數據。
示例04：發送方發送咨詢問題，接收方回應咨詢。
♥ Receive類
package cn.bdqn.demo05; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.SocketAddress; import java.net.SocketException; public class Receive { public static void main(String[] args) { /* * 示例06：發送方發送咨詢問題，接收方回應咨詢。 * * 接收方實現步驟如下： * （1）創建DatagramPacket對象，準備接收封裝的數據。 * （2）創建DatagramSocket對象，接收數據保存于DatagramPacket對象中。 * （3）利用DatagramPacket對象處理數據。 */ DatagramSocket ds = null; DatagramPacket dp = null; DatagramPacket dpto = null; // 創建DatagramPacket對象，用來準備接收數據 byte[] buf = new byte[1024]; dp = new DatagramPacket(buf, 1024); try { // 創建DatagramSocket對象，接收數據 ds = new DatagramSocket(8800); ds.receive(dp); // 顯示接收到的信息 String mess = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()); System.out.println(dp.getAddress().getHostAddress() + "說：" + mess); String reply = "你好，我在，請咨詢！"; // 顯示與本地對話框 System.out.println("我 說：" + reply); // 創建DatagramPacket對象，封裝數據 SocketAddress sa = dp.getSocketAddress(); dpto = new DatagramPacket(reply.getBytes(), reply.getBytes().length, sa); ds.send(dpto); } catch (SocketException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { ds.close(); } } }登錄后復制♥ Send類
package cn.bdqn.demo05; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; import java.net.SocketException; import java.net.UnknownHostException; public class Send { /* * 示例06：升級示例05，發送方發送咨詢問題，接收方回應咨詢。 * * 發送方實現步驟如下： * （1）獲取本地主機的InetAddress對象。 * （2）創建DatagramPacket對象，封裝要發送的信息。 * （3）利用DatagramSocket對象將DatagramPacket對象數據發送出去。 */ public static void main(String[] args) { DatagramSocket ds = null; InetAddress ia = null; String mess = "你好，我想咨詢一個問題。"; System.out.println("我說：" + mess); try { // 獲取本地主機地址 ia = InetAddress.getByName("localhost"); // 創建DatagramPacket對象，封裝數據 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(mess.getBytes(), mess.getBytes().length, ia, 8800); // 創建DatagramSocket對象，向服務器發送數據 ds = new DatagramSocket(); ds.send(dp); byte[] buf = new byte[1024]; DatagramPacket dpre = new DatagramPacket(buf, buf.length); ds.receive(dpre); // 顯示接收到的信息 String reply = new String(dpre.getData(), 0, dpre.getLength()); System.out.println(dpre.getAddress().getHostAddress() + "說：" + reply); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (SocketException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { ds.close(); } } }登錄后復制
推薦學習：《java視頻教程》
