1. 什么是網(wǎng)絡(luò)編程

網(wǎng)絡(luò)編程是指網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)，通過不同的進(jìn)程，以編程的方式實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)通信（或稱為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸）

只要滿足不同的進(jìn)程就可以進(jìn)行通信，所以即便是在同一個(gè)主機(jī)，只要不同的進(jìn)程，基于網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，也屬于網(wǎng)絡(luò)編程

2. 網(wǎng)絡(luò)編程中的基本概念

1）發(fā)送端和接收端

在一次網(wǎng)絡(luò)傳輸中：

發(fā)送端： 數(shù)據(jù)的 發(fā)送方進(jìn)程，稱為發(fā)送端。發(fā)送端主機(jī)即網(wǎng)絡(luò)通信中的源主機(jī)

接收端： 數(shù)據(jù)的 接收方進(jìn)程，稱為接收端。接收端主機(jī)即網(wǎng)絡(luò)通信中的目的主機(jī)

收發(fā)端： 發(fā)送端和接收端兩端，簡稱為收發(fā)端

注意： 發(fā)送端和接收端只是相對的，只是一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生數(shù)據(jù)流向后的概念

2）請求和響應(yīng)

一般來說，獲取一個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)，涉及到兩次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸

• 第一次：請求數(shù)據(jù)的發(fā)送
• 第二次：響應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送

就好比在飯店里點(diǎn)了一碗面

顧客先發(fā)起請求：來一碗面

飯店再做出響應(yīng)：提供一碗面

3）客戶端和服務(wù)端

服務(wù)端： 在常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸場景下，把 提供服務(wù) 的一方進(jìn)程，稱為服務(wù)端，可以對外提供服務(wù)

客戶端： 獲取服務(wù) 的一方進(jìn)程，稱為客戶端

對于服務(wù)來說，一般是提供：

• 客戶端獲取服務(wù)資源

• 客戶端保存資源到服務(wù)端

4）常見的客戶端服務(wù)端模型

在常見的場景中，客戶端是指給用戶使用的程序，服務(wù)端是指提供用戶服務(wù)的程序，具體流程如下：

1. 客戶端發(fā)送請求到服務(wù)端
2. 服務(wù)端根據(jù)請求數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理
3. 服務(wù)端返回響應(yīng)：發(fā)送業(yè)務(wù)處理結(jié)果
4. 客戶端根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù)，展示處理結(jié)果

3. Socket 套接字

Socket 套接字時(shí)由系統(tǒng)提供用于網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，是基于 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元。基于 Socket 套接字的網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)就是網(wǎng)絡(luò)編程

1）Socket 的分類

常用的 Socket 套接字有以下兩類：

• 流套接字： 使用 TCP 協(xié)議

  傳輸數(shù)據(jù)基于 IO 流，流式數(shù)據(jù)的特征就是在 IO 流沒有關(guān)閉的情況下，是無邊界的數(shù)據(jù)，可以多次發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以分開多次接收

• 數(shù)據(jù)報(bào)套接字： 使用 UDP 協(xié)議

  傳輸數(shù)據(jù)是一塊一塊的，每一塊數(shù)據(jù)必須一次性發(fā)送，接受也必須一次性接受，不能分開發(fā)送或接收

2）Java 數(shù)據(jù)報(bào)套接字通信模型

UDP 協(xié)議具有無連接、面向數(shù)據(jù)報(bào)的特征，即每次傳輸都是沒有建立連接，并且一次發(fā)送全部數(shù)據(jù)，一次接收全部數(shù)據(jù)

Java 中使用 UDP 協(xié)議通信時(shí)，主要基于 DatagramSocket 類來創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字，并使用 DatagramPacket 作為發(fā)送或者接受的數(shù)據(jù)報(bào)。

具體流程如下：

3）Java 流套接字通信模型

TCP 協(xié)議具有有連接、面向字節(jié)流的特征，即傳輸數(shù)據(jù)之前要先建立連接，并且數(shù)據(jù)的傳輸是基于 IO 流的

具體流程如下：

4. UDP 數(shù)據(jù)報(bào)套接字編程

1）DatagramSocket API

DatagramSocket 是 UDP Socket，用于發(fā)送和接收 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)

構(gòu)造方法：

實(shí)例方法：

2）DatagramPacket API

DatagramPacket 是 UDP Socket 發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)報(bào)

構(gòu)造方法：

實(shí)例方法：

3）示例

使用 UDP Socket 套接字完成一個(gè)簡單的翻譯小程序

客戶端向服務(wù)端發(fā)起翻譯請求，服務(wù)端接收到請求后，對請求進(jìn)行處理，再向客戶端做出響應(yīng)

服務(wù)端

服務(wù)端接收到請求之后，在我們?nèi)藶橐?guī)定的 map 中進(jìn)行查詢，再對客戶端做出響應(yīng)

public class Server {
    private final static HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
    static {
        map.put("蘋果", "apple");
        map.put("香蕉", "banana");
        map.put("梨", "pear");
        map.put("電腦", "computer");
        map.put("手機(jī)", "phone");
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 得到 socket 對象，并對其綁定端口號
        Log.println("服務(wù)器開啟并且綁定了 8080 端口");
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8080);

        // 循環(huán)接受和處理請求
        while (true) {
            // 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的容器
            byte[] buf = new byte[1024];
            // 包裝數(shù)據(jù)包
            DatagramPacket received = new DatagramPacket(buf, 0, 1024);
            // 接收請求
            Log.println("服務(wù)器準(zhǔn)備接受請求");
            socket.receive(received);
            Log.println("服務(wù)器接受到了請求");

            // 處理請求
            InetAddress address = received.getAddress();    // 得到發(fā)起請求方的 IP
            Log.println("對方的地址：" + address);
            int port = received.getPort();      // 得到發(fā)起請求方的端口號
            Log.println("對方的端口：" + port);
            int length = received.getLength();      // 得到請求中真實(shí)有效的數(shù)據(jù)長度
            Log.println("真實(shí)的數(shù)據(jù)長度：" + length);

            byte[] realData = Arrays.copyOf(buf, length);   // 得到請求中真實(shí)有效的數(shù)據(jù)
            // 將請求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 String
            String request = new String(realData, 0, length, StandardCharsets.UTF_8);
            Log.println("請求中的數(shù)據(jù)：\r\n" + request);
            // 人為規(guī)定請求和相應(yīng)的格式
            // 請求格式必須以 “我是請求：\r\n” 開始，以 “\r\n” 結(jié)束
            if (!request.startsWith("我是請求：\r\n")) {
                Log.println("請求格式出錯(cuò)");
                // 請求出錯(cuò)
                continue;
            }

            if (!request.endsWith("\r\n")) {
                Log.println("請求格式出錯(cuò)");
                // 請求出錯(cuò)
                continue;
            }
            // 得到請求中的英文單詞
            String EnglishWord = request.substring("我是請求：\r\n".length(), request.length() - 2);
            Log.println("請求中的英文單詞：" + EnglishWord);
            // 進(jìn)行翻譯
            String ChineseWord = map.getOrDefault(EnglishWord, "我不知道");
            Log.println("翻譯后的中文：" + ChineseWord);
            // 將翻譯后的結(jié)果進(jìn)行包裝
            String response = String.format(ChineseWord, "%s\r\n");
            byte[] bytes = response.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

            // 包裝數(shù)據(jù)包
            DatagramPacket send = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, address, port);
            // 發(fā)起響應(yīng)
            Log.println("準(zhǔn)備發(fā)送響應(yīng)");
            socket.send(send);
            Log.println("相應(yīng)發(fā)送成功");
        }
    }
}

客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
        while (sc.hasNextLine()) {
            String str = sc.nextLine();
            String send = "我是請求：\r\n" + str + "\r\n";
            byte[] bytes = send.getBytes();
            DatagramPacket request = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, InetAddress.getLoopbackAddress(), 8080);
            socket.send(request);

            // 接收響應(yīng)
            byte[] buf = new byte[1024];
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, 0, 1024);
            socket.receive(datagramPacket);
            int n = datagramPacket.getLength();
            String response = new String(buf, 0, n, StandardCharsets.UTF_8);
            Log.println(response);
        }
    }
}

5. TCP 流套接字編程

1）ServerSocket API

用于創(chuàng)建 TCP 服務(wù)端 Socket 的 API

構(gòu)造方法：

實(shí)例方法：

2）Socket API

這里的 Socket 是客戶端 Socket，或服務(wù)端中接收到客戶端連接請求后，accept 方法返回的服務(wù)端 Socket

不管是客戶端還是服務(wù)端 Socket，都是雙方建立連接后，保存對端信息，以及用來與對方收發(fā)數(shù)據(jù)的

構(gòu)造方法：

實(shí)例方法：

3）示例

使用 TCP Socket 套接字完成一個(gè)簡單的翻譯小程序

完成的效果和上文 UDP 的小程序效果一樣

不過在 TCP 這里有長短連接的區(qū)分，所以有兩個(gè)版本的代碼，在長連接版本中加入了并發(fā)編程，使得同一個(gè)服務(wù)端可以被多個(gè)客戶端所連接

a. 短連接版本

客戶端：

public class 短連接版本Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);      // 撥號

            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8");
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);

            printWriter.printf("我是請求\r\n%s\r\n", "蘋果");
            printWriter.flush();

            InputStream is = socket.getInputStream();
            Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8");
            String header = scanner.nextLine();
            String word = scanner.nextLine();
            System.out.println(word);

            socket.close();     // 掛電話
        }
    }
}

服務(wù)端：

public class 短連接版本Server {
    private final static HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
    static {
        map.put("蘋果", "apple");
        map.put("香蕉", "banana");
        map.put("梨", "pear");
        map.put("電腦", "computer");
        map.put("手機(jī)", "phone");
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);

        while(true) {
            Log.println("等待客戶端建立連接");
            Socket socket = serverSocket.accept();
            Log.println("客戶端連接成功");

            InetAddress address = socket.getInetAddress();
            Log.println("客戶端 IP 地址：" + address);
            int port = socket.getPort();
            Log.println("客戶端端口號：" + port);

            InputStream is = socket.getInputStream();
            Scanner sc = new Scanner(is, "UTF-8");
            String header = sc.nextLine();
            String EnglishWord = sc.nextLine();
            Log.println("請求中的英文單詞為：" + EnglishWord);

            String ChineseWord = map.getOrDefault(EnglishWord, "我不知道");
            Log.println("翻譯后的中文為：" + ChineseWord);

            Log.println("準(zhǔn)備響應(yīng)");
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(os);
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);
            printWriter.printf("OK！\r\n%s\t\n", ChineseWord);
            printWriter.flush();
            Log.println("響應(yīng)成功");

            socket.close();
            Log.println("斷開連接");
        }
    }
}

b. 長連接并發(fā)版本

在長連接版本中，必須服務(wù)端和客戶端同時(shí)支持長連接才可以進(jìn)行通信

如果不清楚長連接和短連接，可以去看看我上篇文章，里面有介紹長連接和短連接，HTTP 和 HTTPS，有介紹 HTTP 的長短連接，實(shí)質(zhì)上就是 TCP 長短連接

客戶端：

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);

        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(os, StandardCharsets.UTF_8);
        PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);

        InputStream is = socket.getInputStream();
        Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8");

        while (sc.hasNextLine()) {
            String str = sc.nextLine();
            printWriter.printf("我是請求：\r\n%s\r\n", str);
            printWriter.flush();

            // 接收響應(yīng)
            String header = scanner.nextLine();
            String response = scanner.nextLine();
            Log.println(header + "\r\n" + response);
        }
        socket.close();
    }
}

服務(wù)端：

public class Server {
    private final static HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
    static {
        map.put("蘋果", "apple");
        map.put("香蕉", "banana");
        map.put("梨", "pear");
        map.put("電腦", "computer");
        map.put("手機(jī)", "phone");
    }

    private final static class ServerTask implements Runnable {
        private final Socket socket;

        private ServerTask(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            InetAddress address = socket.getInetAddress();
            Log.println("客戶端 IP 地址為：" + address);
            int port = socket.getPort();
            Log.println("客戶端端口號為：" + port);

            try {
                InputStream is = socket.getInputStream();
                // 請求格式必須以 “我是請求：\r\n” 開始，以 “\r\n” 結(jié)束
                Scanner sc = new Scanner(is, "UTF-8");

                // 進(jìn)行響應(yīng)
                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(os, StandardCharsets.UTF_8);
                PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);


                while (sc.hasNextLine()) {
                    String header = sc.nextLine();
                    String EnglishWord = sc.nextLine();
                    Log.println("請求中的詞為：" + EnglishWord);

                    // 對請求進(jìn)行處理
                    String ChineseWord = map.getOrDefault(EnglishWord, "我不知道");
                    Log.println("翻譯后的詞：" + ChineseWord);

                    Log.println("準(zhǔn)備發(fā)起響應(yīng)");
                    printWriter.printf("OK！\r\n%s\r\n", ChineseWord);
                    printWriter.flush();
                    Log.println("響應(yīng)成功");
                }

                socket.close();
                Log.println("連接已關(guān)閉");
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用多線程完成多用戶同時(shí)在線的功能
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);


        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        Log.println("綁定端口到 8080");

        while (true) {
            Log.println("等待客戶端連接");
            Socket socket = serverSocket.accept();
            Log.println("客戶端連接成功");

            ServerTask serverTask = new ServerTask(socket);
            threadPool.execute(serverTask);
        }
    }
}

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-438597.html

到了這里，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)編程之 Socket 套接字（使用數(shù)據(jù)報(bào)套接字和流套接字分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)小程序（附源碼））的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！