美文网首页Java架构师专题
java网络编程(2)socket编程案例(TCP和UDP)

java网络编程(2)socket编程案例(TCP和UDP)

作者: 愚公要移山 | 来源:发表于2019-07-22 15:30 被阅读14次

java生下来一开始就是为了计算机之间的通信,因此这篇文章也将开始介绍一下java使用socket进行计算机之间的通信,在上一篇文章中已经对网络通信方面的基础知识进行了总结,这篇文章将通过代码案例来解释说明。

一、网络编程基础

因为java网络编程这块是从基础开始讲解的,所以知识点也是由浅入深,因此还是有必要对一些基础的知识进行回顾和掌握,如果你是大神,不喜勿喷。

1、两台计算机之间的通信

两台计算机如何实现通信呢?人类交流是通过定义一定的语言,计算机也是,他们之间必须要有相应的协议才可以。

1-计算机通信.png

也就是说,两台计算机要想通信必须要遵循一定的规则协议。通信流程基本上就是,一台计算机上的一个端口号数据,然后通过协议发送到另外一台计算机上的同一个端口号。这里面有三个重要的部分需要我们去理解一下,当然不会细讲,因为在上一篇文章中已经提出。

(1)TCP/IP协议

(2)IP地址

(3)端口

我们先讲一下TCP/IP模型。

2、TCP/IP模型

TCP/IP模型就是上面的协议,它定义了一些规则来用于计算机之间的通信,同时也是世界上应用最为广泛的协议。这个协议模型建立在TCP和IP协议上面(从名字也可以看出来)。

2-TCPIP模型.png

从上图我们可以看到TCP/IP其实是处于传输层的,也就是我们的协议核心所在,TCP/IP协议定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。

3、IP地址

为了实现两个网络中不同计算机之间的通信,每台计算机都必须有一个唯一的标识,就是中国公民每一个人都有一个惟一的身份证号码一样。

4、端口

我们知道一台计算机其实是可以跑很多个程序的,那么我们的程序怎么就能准确无误的到达另外一个程序呢?这其实就是使用了端口号来区分不同的应用程序。

3-端口号.png

端口号的范围也很大0到65535。其中0到1023是保留的,也就是我们不能用的。那我们的今天所讲的socket是如何组成的呢?其实就是由IP地址和端口号组成的。

二、socket通信

在上面其实我们对通讯需要掌握的一些基础知识进行了分析,这里我们开始使用java语言来演示一下这个过程。

socket通信其实是有两种方式:TCP和UDP过程。

(1)TCP是可靠地面向连接的通信过程,含有三次握手四次挥手的机制。

(2)UDP是不可靠的无连接的通信过程,客户端只管发,不管服务端有没有接受到。

那这两种通信方式的基本模型是什么呢?我们使用一张图来看一下:

4-socket通信过程.png

从上图我们可以看到,Socket实现的步骤大体包含一下几个步骤:

(1)创建Server和client的ServerSocket和Socket。

(2)打开链接到Socket的输入输出流

(3)按照协议对Socket进行读取操作

(4)关闭输入输出流、关闭Socket。

下面我们就直接来看例子,然后再来分析这个例子:
1、基于TCP的socket通信

我们拿男孩做客户端,女孩因为有很多人追求,所以做服务端,一个服务端可被多个男孩客户端请求表白。我们这里先看女孩服务端的具体步骤:

(1)创建ServerSocket对象,绑定监听端口。

(2)通过accept()方法监听客户端请求

(3)连接建立后,通过输入流读取客户端的数据

(4)通过输出流,向客户端回应信息

OK,基本的步骤就是这,我们就看一下代码。

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 端口号
        int port = 8888;
        // 保留客户端发来的信息
        String info=null;
        // 1、创建ServerSocket并监听指定的端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        // 2、使用accept监听来自客户端的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3、获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中
        InputStreamReader is=new InputStreamReader(socket.getInputStream());
        BufferedReader br=new BufferedReader(is);
        while ((info=br.readLine())!=null) {
            System.out.println("女孩收到了男孩的来信,内容是:"+info);
        }
        socket.shutdownInput();//关闭输入流
        //4、通过输出流回应客户端
        PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        os.write("我同意你的请求");
        os.flush();//将缓冲区输出
        socket.shutdownOutput();
        //5、关闭资源
        is.close();
        os.close();
        br.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

具体的步骤已经很清晰了,我们再来看看男孩客户端的步骤:

(1)创建Socket并指定端口

(2)通过输出流向服务端发送一个请求

(3)等待服务端的回应 获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中

(4)关闭资源

下面同样使用java代码来演示一下。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {    
        try {
            //1、创建Socket并指定端口
            Socket socket = new Socket("localhost",8888);
            //2、向服务端发送一个请求
            PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            System.out.println("男孩要向女孩表白,消息是:我是张三客户端,做我女朋友可好");
            os.write("我是张三客户端,做我女朋友可好");
            os.flush();//将缓冲区输出
            socket.shutdownOutput();
            //3、等待服务端的回应 获取输入流,读取客户端信息(将字节流转化为字符流),并保存在缓冲区中
            InputStreamReader is=new InputStreamReader(socket.getInputStream());
            BufferedReader br=new BufferedReader(is);
            String info=null;
            while ((info=br.readLine())!=null) {
                System.out.println("男孩焦急等待收到了女孩的回应是:"+info);
            }
            socket.shutdownInput();//关闭输入流
            //4、关闭资源
            os.close();
            is.close();
            br.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这就是男孩追求女孩的代码示例,说起来也很简单。如果我们之前学习过socket编程,可能上述的这些代码难不倒我们,不过如果从基础开始入门学习,还是有必要对其两个类进行说明一下。高手可跳过:

第一个:Socket

当我们想要在Java中使用TCP/IP通过网络连接到服务器时,就需要创建Socket对象并连接到服务器。在服务端的Socket对应着连接的一个个客户端。

第二个:ServerSocket

用ServerSocket实现java服务通过TCP/IP监听客户端连接,他只存在于服务端。

2、基于UDP的Socket通信

UDP的通信模式其实是无连接的不可靠的通信协议,举个例子,花心男孩向女孩表白,就给女孩写了一封情书,然后不管女孩有没有收到情书,自己继续向其他女孩表白。我们这里还是以女孩为服务端。

我们首先来看一下服务端的步骤:

接收客户端发送的数据

(1)创建服务器端DatagramSocket指定端口

(2)创建数据报DatagramPacket,接收客户端发送的数据

(3)接收客户端发送的数据

(4)读取数据

向客户端响应数据

(1)定义客户端的地址、端口号、数据

(2)创建数据报,包含响应的数据信息

(3)响应客户端

(4)关闭资源

具体代码来演示一下。

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 接收客户端发送的数据
         */
        //1.创建服务器端DatagramSocket,指定端口
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8800);
        //2.创建数据报,用于接收客户端发送的数据
        byte[] data =new byte[1024];//创建字节数组,指定接收的数据包的大小
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data, data.length);
        //3.接收客户端发送的数据
        System.out.println("****服务器端已经启动,等待客户端发送数据");
        socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞
        //4.读取数据
        String info=new String(data, 0, packet.getLength());
        System.out.println("女孩收到了男孩的信息:"+info);
        
        /*
         * 向客户端响应数据
         */
        //1.定义客户端的地址、端口号、数据
        InetAddress address=packet.getAddress();
        int port=packet.getPort();
        byte[] data2="我不同意,你个渣男".getBytes();
        //2.创建数据报,包含响应的数据信息
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
        //3.响应客户端
        socket.send(packet2);
        //4.关闭资源
        socket.close();
    }
}

然后再来看一下客户端的请求:

向服务器端发送数据

(1)定义服务器的地址、端口号、数据

(2)创建数据报,包含发送的数据信息

(3)创建DatagramSocket对象

(4)向服务器端发送数据报

接收服务器端响应的数据

(1)创建数据报DatagramPacket,用于接收服务器端响应的数据

(2)接收服务器响应的数据

(3)读取数据

(4)关闭资源

我们再使用java语言来演示一下客户端代码

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 向服务器端发送数据
         */
        //1.定义服务器的地址、端口号、数据
        InetAddress address=InetAddress.getByName("localhost");
        int port=8800;
        byte[] data="我是花心男,我要和你做男女朋友".getBytes();
        //2.创建数据报,包含发送的数据信息
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
        //3.创建DatagramSocket对象
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket();
        //4.向服务器端发送数据报
        socket.send(packet);
        
        /*
         * 接收服务器端响应的数据
         */
        //1.创建数据报,用于接收服务器端响应的数据
        byte[] data2=new byte[1024];
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2, data2.length);
        //2.接收服务器响应的数据
        socket.receive(packet2);
        //3.读取数据
        String reply=new String(data2, 0, packet2.getLength());
        System.out.println("我是花心男,女孩给我回复了:"+reply);
        //4.关闭资源
        socket.close();
    }
}

OK,以上就是socket通信的两种基本方式,这里只是给出了一个最最简单的例子演示,这也是最基础的代码,后续文章会继续加深难度。我们现在来总结一下这个Socket通信

从上面我们可以看到Java提供了非常易用的网络API,调用这些API我们可以很方便的通过建立TCP/IP或UDP套接字,在网络之间进行相互通信,但是其中TCP要比UDP更加常用。但是在一些场景下面。使用无连接的UDP要优于TCP。

欢迎关注微信公众号:java的架构师技术栈,回复关键字可获取各种计算机视频教程和资源,后续文章也将持续更新。


微信公众号.png

相关文章

  • Java socket

    Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信Java Socket编程

  • 网络编程

    网络 Socket 基于TCP协议的Socket编程 基于UDP协议的Socket编程

  • 第78节:Java中的网络编程(上)

    第78节:Java中的网络编程(上) 前言 网络编程涉及ip,端口,协议,tcp和udp的了解,和对socket通...

  • java网络编程(2)socket编程案例(TCP和UDP)

    java生下来一开始就是为了计算机之间的通信,因此这篇文章也将开始介绍一下java使用socket进行计算机之间的...

  • Java基础09网络编程

    Java 基础08GUI 熟练掌握什么是网络编程,网络编程的三要素,Socket原理机制、UDP传输、TCP传输等...

  • socket网络编程-基础知识

    什么是网络编程 网络编程的本质是两个设备之间的数据交换。 Socket、TCP/IP和Udp TCP 传输控制协议...

  • Day18总结

    一.网络通信过程TCP协议和UDP协议二.socket编程 1.socket编程定义:socket又叫套接字。指的...

  • TCP和udP的区别

    TCP和UDP编程区别 TCP编程的服务器端一般步骤是: 1、创建一个socket,用函数socket(); 2、...

  • IO

    java网络编程 阻塞IO NIO 1. java网络编程 基础知识1.ip地址和端口号2.tcp/udp协议3....

  • 越到过的tcp粘包问题

    在socket网络程序中,TCP和UDP分别是面向连接和非面向连接的。因此TCP的socket编程,收发两端(客户...

网友评论

    本文标题:java网络编程(2)socket编程案例(TCP和UDP)

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/cudwlctx.html