TCP通信实现

作者: 安卓技术砖家 | 来源:发表于2021-07-27 07:26 被阅读0次

    TCP的Java支持

    协议相当于相互通信的程序间达成的一种约定,它规定了分组报文的结构、交换方式、包含的意义以及怎样对报文所包含的信息进行解析,TCP/IP协议族有IP协议、TCP协议和UDP协议。现在TCP/IP协议族中的主要socket类型为流套接字(使用TCP协议)和数据报套接字(使用UDP协议)。

    TCP协议提供面向连接的服务,通过它建立的是可靠地连接。Java为TCP协议提供了两个类:Socket类和ServerSocket类。一个Socket实例代表了TCP连接的一个客户端,而一个ServerSocket实例代表了TCP连接的一个服务器端,一般在TCP Socket编程中,客户端有多个,而服务器端只有一个,客户端TCP向服务器端TCP发送连接请求,服务器端的ServerSocket实例则监听来自客户端的TCP连接请求,并为每个请求创建新的Socket实例,由于服务端在调用accept()等待客户端的连接请求时会阻塞,直到收到客户端发送的连接请求才会继续往下执行代码,因此要为每个Socket连接开启一个线程。服务器端要同时处理ServerSocket实例和Socket实例,而客户端只需要使用Socket实例。另外,每个Socket实例会关联一个InputStream和OutputStream对象,我们通过将字节写入套接字的OutputStream来发送数据,并通过从InputStream来接收数据。


    TCP连接的建立步骤

    客户端向服务器端发送连接请求后,就被动地等待服务器的响应。典型的TCP客户端要经过下面三步操作:

    1. 创建一个Socket实例:构造函数向指定的远程主机和端口建立一个TCP连接;
    2. 通过套接字的I/O流与服务端通信;
    3. 使用Socket类的close方法关闭连接。

    服务端的工作是建立一个通信终端,并被动地等待客户端的连接。典型的TCP服务端执行如下操作:

    1. 创建ServerSocket对象,绑定并监听端口
    2. 通过accept监听客户端的请求
    3. 建立连接后,通过输出输入流进行读写操作
    4. 关闭相关资源

    TCP通信的Java实现

    一个程序为服务端,建立TCP服务端套接字。java源程序如下:

    import java.io.DataInputStream;//导入DataInputStream类
    import java.io.DataOutputStream;//导入DataOutputStream
    import java.io.IOException;//导入IOException类
    import java.net.Socket;//导入Socket类
    import java.util.Scanner;//导入Scanner类
    
    /**
     * 注意用到的输入输出流DataInputStream和DataOutputStream,成对出现,最好用字节流
     */
    // 客户端类
    public class ChatClient {//创建公共类
        private String host = "localhost";// 默认连接到本机
        private int port = 8189;// 默认连接到端口8189
    
        public ChatClient() {
        }
    
        // 连接到指定的主机和端口
        public ChatClient(String host, int port) {//构造方法
            this.host = host;//将构造方法的参数host传递给类变量host
            this.port = port;//将构造方法的参数port传递给类变量port
        }
    
        public void chat() {//chat方法
            try {
                // 连接到服务器
                Socket socket = new Socket(host, port);//创建Socket类对象
    
                try {
                    DataInputStream in = new DataInputStream(socket
                            .getInputStream());// 读取服务器端传过来信息的DataInputStream
                    DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket
                            .getOutputStream());// 向服务器端发送信息的DataOutputStream
                    Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 装饰标准输入流,用于从控制台输入
                    while (true) {
                        String send = scanner.nextLine();//读取控制台输入的内容
                        System.out.println("客户端:" + send);//输出键盘输出内容提示 ,也就是客户端向服务器端发送的消息
                        // 把从控制台得到的信息传送给服务器
                        out.writeUTF("客户端:" + send);//将客户端的信息传递给服务器             
                        String accpet = in.readUTF();// 读取来自服务器的信息
                        System.out.println(accpet);//输出来自服务器的信息
                    }
                } finally {
                    socket.close();//关闭Socket监听
                }
            } catch (IOException e) {//捕获异常
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {//主程序方法
            new ChatClient().chat();//调用chat方法
        }
    }
    

    另外一个程序为客户端,建立TCP客户端套接字。java源程序如下:

    import java.io.DataInputStream; //导入 DataInputStream类
    import java.io.DataOutputStream;//导入DataOutputStream类 
    import java.io.IOException;//导入IOException类
    import java.net.ServerSocket;//导入ServerSocket类   
    import java.net.Socket; //导入Socket 类 
    import java.util.Scanner; //导入Scanner类
    
    /** 
     * 模拟qq聊天功能: 实现客户端与服务器(一对一)的聊天功能,客户端首先发起聊天,输入的内容在服务器端和客户端显示, 
     * 然后服务器端也可以输入信息,同样信息也在客户端和服务器端显示 
     */  
    
    // 服务器类  
    public class ChatServer {//ChatServer类  
        private int port = 8189;// 默认服务器端口  
    
        public ChatServer() {
        }  
    
        // 创建指定端口的服务器  
        public ChatServer(int port) {//构造方法  
            this.port = port;//将方法参数赋值给类参数  
        }  
    
        // 提供服务  
        public void service() {//创建service方法  
            try {// 建立服务器连接  
                ServerSocket server = new ServerSocket(port);//创建  ServerSocket类             
                Socket socket = server.accept();// 等待客户连接  
                try {                  
                    DataInputStream in = new DataInputStream(socket
                            .getInputStream());// 读取客户端传过来信息的DataInputStream                   
                    DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket
                            .getOutputStream());// 向客户端发送信息的DataOutputStream                     
                    Scanner scanner = new Scanner(System.in);//从键盘接受数据  
                    while (true) {                       
                        String accpet = in.readUTF();// 读取来自客户端的信息   
                        System.out.println(accpet);//输出来自客户端的信息  
                        String send = scanner.nextLine();//nextLine方式接受字符串  
                        System.out.println("服务器:" + send);//输出提示信息                        
                        out.writeUTF("服务器:" + send);//把服务器端的输入发给客户端   
                    }  
                } finally {// 建立连接失败的话不会执行socket.close();
                    socket.close();//关闭连接 
                    server.close();//关闭                
                }  
            } catch (IOException e) {//捕获异常
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
    
        public static void main(String[] args) {//主程序方法  
            new ChatServer().service();//调用 service方法 
        }  
    }
    

    :在运行前要建立两个控制台窗口。运行结果如下:

    Java_TCP通信实现_内容1.gif

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